細(xì)晶TC4合金的低溫超塑性變形研究.pdf

1、晶粒度約為2μm的細(xì)晶TC4合金，能夠在800℃左右產(chǎn)生超塑性變形。傳統(tǒng)的TC4合金板材的超塑成形溫度約為900℃。TC4合金在較低變形溫度的超塑性引起了學(xué)者的廣泛關(guān)注，這是因?yàn)榈蜏爻苄阅軌蛲ㄟ^(guò)降低超塑成形模具的高溫氧化，提高用于熱壓的加熱棒材的壽命，以及提高操作的安全性等方面顯著的節(jié)約成本。
　　對(duì)不同溫度下退火處理得到的細(xì)晶TC4合金板材進(jìn)行超塑性拉伸變形，研究該合金在在700～850℃，應(yīng)變速率為3×10-4 s-1～5×

2、10-3s-1條件下的超塑性拉伸變形行為，分析晶粒尺寸，變形溫度等條件對(duì)TC4合金超塑性的影響。通過(guò)掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡以及背散射電子衍射等方法，觀察和比較了TC4合金超塑性拉伸實(shí)驗(yàn)后的顯微組織，重點(diǎn)分析并討論了變形前后組織的變化以及不同溫度下的變形機(jī)制?；诔苄宰冃螜C(jī)制建立了TC4合金超塑性拉伸的模型，并討論了低溫超塑性的獲取條件。
　　結(jié)果表明:細(xì)晶TC4合金表現(xiàn)出良好的超塑性。晶粒度為2.5μm的TC4合金在80

3、0℃，應(yīng)變速率為1×10-3s-1條件下，延伸率最大，達(dá)到862％，m值也高達(dá)0.6，700℃條件變形時(shí)，延伸率也可達(dá)到516％。適中的退火溫度可以保證超塑性變形順利進(jìn)行，過(guò)高的退火溫度導(dǎo)致晶粒過(guò)于粗化以至于降低材料超塑性;隨著變形溫度升高，TC4合金的延伸率均為先升高后降低，不同組織的TC4合金具有不同的最佳超塑性變形溫度;適中的應(yīng)變速率是TC4合金獲得高延伸率的保證。
　　另外，通過(guò)對(duì)不同變形溫度下TC4合金的變形機(jī)制分析，表

4、明變形溫度低于800℃時(shí)，變形激活能遠(yuǎn)高于晶界自擴(kuò)散自由能，變形機(jī)制主要是晶內(nèi)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)伴隨動(dòng)態(tài)回復(fù)，為等應(yīng)變速率模型;變形溫度在800℃及以上時(shí)，變形激活能約等于晶界自擴(kuò)散自由能，變形機(jī)制主要是晶界滑移伴隨動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，為等應(yīng)力模型。應(yīng)力誘導(dǎo)相變過(guò)程在改變?chǔ)孪囿w積分?jǐn)?shù)方面起到顯著作用，而β相含量進(jìn)而影響TC4合金的超塑性。細(xì)小的晶粒，高的β相體積分?jǐn)?shù)，窄的粒徑分布以及低的縱橫比均可使材料獲得低溫超塑性。在本實(shí)驗(yàn)中，TC4合金的最佳超塑性變