工业纯钛高温动态拉伸力学行为的微观机制

摘要

借助金相显微镜和透射电子显微镜对多晶工业纯钛(CP-Ti)在不同温度(298K～973K)和应变率(10－3s－1～1400s－1)下拉伸断裂试件的试验段进行了显微观察分析，利用扫描电子显微镜研究了上述试件的断裂机制。结果表明，形变孪晶的体积分数随试验温度上升而降低，随加载应变率提高而增加。在试验温度范围，动态试件中的形变孪晶从室温加载条件下的簇集形态逐渐演变为高温加载条件下的孤立、离散形态。位错的带状/胞状组织主要存在于523K～773K准静态加载试件中。断裂应变极小值对应于773K准静态加载条件。试件中观察到大量存在于晶界的富Fe析出相。扫描电镜断口分析显示，所有试件均为延性韧窝穿晶断裂。 本文首次提出孪晶系的分布激活模型，解释693K以上温度动态加载试件中出现的明显厢服点和塑性流动段的应力振荡现象，并据此阐述了前述加载条件下应变硬化率的温度不敏感性以及断裂应变随温度升高而降低的原因：由于后激活的孪晶受Basinski硬化机制作用，提高了材料的整体模量致使应变硬化率的温度不敏感，而断裂应变的降低，则是由于孪晶的Basinski硬化机制降低了整体变形协调性所致。动态应变时效的硬化效应导致了准静态拉伸试件流动应力－温度曲线在623K～773K段出现“平台”，而该效应随温度升高的强化作用，抵消了位错滑移阻力随温度升高而降低的软化作用，导致了应变硬化率在423K～623K范围对温度的不敏感性。而动态应变时效机制致使773K温度0.001s－1应变率拉伸试件中杂质原子沉淀相在晶界大量析出，令晶界弱化，造成了工业纯钛在此条件下断裂应变最小值的发生。当试验温度超过773K时，随着温度升高，断裂应变增加、应变硬化率降低，则是由于加载的同时发生了动态再结晶所致。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2纯钛塑性力学行为微观机制研究概况

1.3本文的主要工作

本章参考文献

第二章多晶工业纯钛拉伸试件的显微分析

2.1引 言

2.2试样制备

2.2.1试件来源

2.2.2试什制备与观察

2.3 显微观察结果

2.3.1形变孪晶

2.3.2位错与析出相

2.3.3晶粒整体形貌及变形特征

2.3.4断口特征

2.4木章小结

附录A2.1晶界析出相的能谱分析

本章参考文献

第三章多晶工业纯钛力学行为微观机理分析

3.1引 言

3.2宏观力学试验结果

3.3机理分析

3.3.1孪晶的影响

3.3.2位错-溶质原子相互作用(动态应变时效)

3.3.3动态再结晶

3.4本章小结

本章参考文献

第四章结论和展望

4.1本文工作总结

4.2展望

致谢