TC21細晶鈦合金超塑性變形行為與斷裂特征.pdf

1、本文研究了初始晶粒度分別為2um、4um和7um TC21細晶鈦合金的超塑性能及超塑性變形過程中的組織演變、斷裂機制和變形機理，為合金的應(yīng)用提供理論依據(jù)。 在860℃～950℃溫度范圍和1×10-3～5×10-4s-1應(yīng)變速率范圍內(nèi)對合金進行了超塑性拉伸，拉伸結(jié)果表明TC21合金的超塑性能優(yōu)異，晶粒度為2um的試樣在最佳變形溫度(890℃)與最佳應(yīng)變速率(5×10-4S-1)條件下，斷裂延伸率高達1400％。實驗條件范圍內(nèi)，晶粒

2、度為2um和4um試樣的應(yīng)力敏感指數(shù)m大于0.5，極值達到0.87，晶粒度7um試樣的m值在0.3-0.45之間。 利用金相顯微鏡對變形組織進行觀察，發(fā)現(xiàn)變形會誘發(fā)兩相晶粒沿拉伸軸方向聯(lián)接長大，變形主要在β相內(nèi)。變形初期，晶粒間不斷協(xié)調(diào)，力求達到平衡態(tài)，動態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象明顯，靜態(tài)晶粒長大占主導(dǎo)地位；當(dāng)應(yīng)變量達到一定值時，組織很快達到動態(tài)平衡，進入高度穩(wěn)定狀態(tài)，從而保證合金獲得優(yōu)異的超塑性能。 掃描電鏡對斷裂表面的觀察結(jié)果表

3、明：晶粒度為2um與4um的試樣因微小空洞的聚集連接而斷裂，斷口宏觀形貌為“點狀”，微觀SEM形貌由大小、深淺不同的韌窩組成；晶粒度7um的試樣斷口形式為“刀尖形”，可能因解理而開裂，最終以滑移方式分離，因而在斷裂表面留下形貌學(xué)上的信息。 晶粒度為2um與4um試樣的主要變形機制為晶界滑動。高溫低應(yīng)變速率下，晶界原子擴散控制的位錯蠕變是主要的變形協(xié)調(diào)機制。隨著應(yīng)變速率的升高，溫度的降低，原子擴散能力減弱，位錯運動協(xié)調(diào)機制逐漸占主