亚稳β型钛合金中的{332}〈113〉变形孪晶

{332}<113>变形孪晶是亚稳β型钛合金变形过程中的一种独特变形机制。该类型孪晶具有特殊性质并且对亚稳β型钛合金力学性能具有显著影响。本文总结了{332}<113>变形孪晶的研究状况和特性,重点介绍了{332}<113>变形孪晶形成的几种代表性模型。通过分别对这些模型的假设条件以及需要进一步解释和验证的科学问题进行分析,旨在为理解和揭示{332}<113>变形孪晶的变形机制提供有用的参考信息。

冷轧及热处理对一种亚稳β型钛合金组织及性能的影响

利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及室温拉伸等试验方法研究了单次冷轧退火、三次冷轧退火以及后续时效工艺对自主设计的亚稳β型钛合金Ti-7.46V-5Mo-3.13Cr-1Zr-3Al的显微组织及力学性能的影响。结果表明:与单次冷轧退火相比,三次冷轧退火后合金晶粒更加细小,强度塑性均有提高,屈服强度达到815 MPa,延伸率为27%。样品经单次冷轧退火和时效处理后,析出弥散细小的次生α相,合金屈服强度达到1280 MPa并且屈服强度随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,总体呈现较高的强度和较低的延伸率;而经三次冷轧退火和时效后的样品屈服强度略低,但塑性显著提高,具有较好的强度和塑性匹配。综合比较实验结果,可以确定本次实验中合金经过三次800℃/20 min冷轧退火和500℃/10 h时效后能达到良好的强度和塑性匹配,其抗拉强度为1380 MPa,延伸率为10.8%。

快速固结粉末冶金亚稳β钛合金的热加工性与组织性能

本研究设计了一种低成本短流程粉末冶金固结与加工技术制备了亚稳β型Ti-5553合金,主要包括快速粉末热压、单道次锻压和简单退火热处理。研究揭示了合金在加工过程中的组织演变机理、力学性能优化机理和组织性能关系。结果表明:经过在1275℃流动氩气气氛环境的快速热压,所得固结态合金相对密度高、宏微观组织均匀,无明显缺陷。经过单道次锻压及快速退火处理后,合金的微观组织和力学性能得以调控和优化,其微观组织和力学性能都对热处理温度的变化有较高的敏感性。当热处理温度为700℃和750℃时,合金展现出良好的强塑性匹配,抗拉强度和伸长率分别为1335 MPa和6.6%、1215 MPa和7.2%,原因是多级析出相的组织结构可同时稳固合金的力学性能强化效果、提高合金的均匀协调变形能力,使合金具有高强度和可接受的塑性。

Ti-25Nb-25Ta合金拉伸变形过程中{332}〈113〉变形孪晶的EBSD研究

本文利用EBSD技术对亚稳β型Ti-25Nb-25Ta合金室温拉伸变形过程中{332}〈113〉变形孪晶的演变趋势及交叉现象进行了研究。结果表明:随着变形量的增大,孪晶宽度不断增加,孪晶形态由变形初期的平直细条带状逐渐变为宽窄不一的条带状,至变形末期部分孪晶呈破碎状,孪晶界严重扭曲变形。多数晶粒内产生两种以上{332}〈113〉孪晶变体,部分孪晶能穿越晶界继续生长,某些初次孪晶内部有二次{332}〈113〉孪晶产生。不同变体孪晶间易发生交叉现象。不同{332}〈113〉孪晶变体的交叉作用导致交叉区域出现较大的局部晶格畸变,晶格畸变主要集中于孪晶内部,且交叉界面处的晶格畸变程度最为严重。交叉作用的结果是交叉区域的晶体相对于不同孪晶变体和基体的取向都发生一定程度的改变。

Ti-25Nb-25Ta合金剪切带形成与结构特征的电子显微研究

利用小试样拉伸试验以及SEM与TEM方法,对亚稳β型Ti-25Nb-25Ta合金在塑性变形后期产生非均匀变形剪切带的形态、分布、结构特征以及与塑性行为的对应关系进行了研究。结果表明:剪切带的形成包括了局域变形过程中高密度位错参与的晶粒细化过程。剪切带中除了细化的微米晶外,还存在纳米晶的带状区。与微区变形局域化相关的纳米晶带状区的形成可以缓解由于应力的高度集中而导致的裂纹萌生,有效地延续了失稳塑性变形阶段的塑性。随着变形温度的升高,形成剪切带的数量呈现下降的趋势。结合合金性能与对应结构的表征结果判断此类剪切带是该合金后期颈缩塑性变形阶段的主要变形方式。