V-5Cr-5Ti合金的热压缩动态再结晶行为
发布时间：2020-08-08 11:12
【摘要】：V-Cr-Ti合金作为聚变反应堆第一壁结构材料候选之一,二十多年来得到了广泛的研究。热加工是决定V-Cr-Ti合金材料利用率和成品率的关键工序,但研究者对热加工过程的材料学认识不够深入。为了系统认识合金在热加工过程中的组织演化特征以为加工工艺优化提供必要数据,本文以V-5Cr-5Ti合金(wt.%)为对象并基于‘应变冻结’的实验方法,采用Gleeble-3800试验机并借助电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段,研究了合金在1100℃～1400℃、0.01-1.0s-1、单向压缩条件下的动态再结晶(DRX)行为。研究结果表明：降低初始晶粒度或降低Z-H参数可有效抑制V-5Cr-5Ti合金中的宏观剪切带及沿晶裂纹形成并提高变形均匀性。随变形条件的不同,DRX晶粒可先后在原始晶界、变形带及剪切带上萌生。合金的流变应力随温度升高和应变速率降低而降低,并与初始晶粒度成负相关性。随变形条件的不同(Z-H参数和变形量),合金可先后启动不连续动态再结晶(DDRX),连续动态再结晶(CDRX)和几何动态再结晶(GDRX)机制,相应的物理过程包括应变诱导晶界迁移和亚晶转动。压缩变形可促进DRX晶粒形成强的001取向,升高温度或减小初始晶粒尺寸可加速该转变进程。001纤维织构的形成机制有取向形核、位错滑移和晶粒转动,但以取向形核为主。DRX晶粒呈现近似抛物线的长大规律。DRX晶粒的形核速率N和长大线速率G随时间先增加而后平稳下降,拟合得到了平均晶粒尺寸Dm、位错胞尺寸d、临界位错密度ρc等材料学参数与变形Z值的定量数学关系。DRX的初始转变动力学近似满足Avrami关系,模型参数n的取值在1.5～2.1之间。位错主要集中在位错胞壁上,位错滑移可形成滑移带和位错网。合金的平均位错密度在(0.6-5.5)×1014m-2范围内。合金的高温变形应力指数n和物理激活能Qp为4.87和375.89kJ moo-1,物理激活体积Vp取值介于120-700b3之间且与温度正相关。纯V的{110}111和{112}111层错能γs分别约为540mJ m-2和440mJ m-2。两种层错能均随Cr含量增加而增加并随Ti含量增加而降低,Ti元素会偏聚于层错并形成Suzuki气团。热变形合金中可稳定存在层错和孪晶组织。
【学位授予单位】：中国工程物理研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL341
【图文】：
Ｖ－５Ｃｒ－５Ｔｉ合金的热压缩云力态再结晶行为中即刻水巧急冷Ｗ冻结高温组织进行离线分析ＩＩＳ’Ｗ。逡逑．３．１组织观察与机制研究逡逑再结晶形核机制是研究再结晶时不可回避的问题。几千年来，人们对此做了究工作，但仍有争论ｌｉｗｗ。逡逑在动态再结晶形核及长大机制研究方面的主要Qg容包括观察分析晶核的形演化、亚晶形成与长大、晶粒取向等，从而获得形核及长大的物理过程和机１．２所示为ＧＨ４１６９合金在１００（ＴＣ／０．０１ｓ－ｉ、￡ｓ0．５条件下的显微组织（ＴＥＭ组织中可见亚结构发展区、变形区和动态再结晶区及对应的位错组态逡逑
逑式中，斯是动态再结晶分数；＆为临界应变量，k挝逯涤Ρ洌梁停钗Ｐ筒问ｅ义系辈捎糜αΓΡ浞椒ú馑闶保缤迹保乘荆诨竦梦忍鞅溆αη桑⑼馔屏鞫﹀义狭Γ幢ズ陀αΓ┣杉胺逯涤αη桑藓螅荩ǎ保梗┦郊扑阍俳峋О俜质郏埂保俊担福荩义隙ǎ保梗╁义希保玻板澹
本文编号：2785486
【学位授予单位】：中国工程物理研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL341
【图文】：
Ｖ－５Ｃｒ－５Ｔｉ合金的热压缩云力态再结晶行为中即刻水巧急冷Ｗ冻结高温组织进行离线分析ＩＩＳ’Ｗ。逡逑．３．１组织观察与机制研究逡逑再结晶形核机制是研究再结晶时不可回避的问题。几千年来，人们对此做了究工作，但仍有争论ｌｉｗｗ。逡逑在动态再结晶形核及长大机制研究方面的主要Qg容包括观察分析晶核的形演化、亚晶形成与长大、晶粒取向等，从而获得形核及长大的物理过程和机１．２所示为ＧＨ４１６９合金在１００（ＴＣ／０．０１ｓ－ｉ、￡ｓ0．５条件下的显微组织（ＴＥＭ组织中可见亚结构发展区、变形区和动态再结晶区及对应的位错组态逡逑
逑式中，斯是动态再结晶分数；＆为临界应变量，k挝逯涤Ρ洌梁停钗Ｐ筒问ｅ义系辈捎糜αΓΡ浞椒ú馑闶保缤迹保乘荆诨竦梦忍鞅溆αη桑⑼馔屏鞫﹀义狭Γ幢ズ陀αΓ┣杉胺逯涤αη桑藓螅荩ǎ保梗┦郊扑阍俳峋О俜质郏埂保俊担福荩义隙ǎ保梗╁义希保玻板澹
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