多层梯度超细晶粒钛的变形机制

采用冷轧与表面机械磨损处理相结合的方法,设计和制备了具有多层梯度化结构的超细晶粒钛。对制备的超细晶粒钛进行力学性能试验,用扫描电子显微镜观察其显微组织形貌,利用透射电镜对材料的变形机制进行了详细研究。结果表明:每一层都有其特定的变形和破坏机制,变形机制包括非晶纳米晶混合层的大量剪切带化、纳米晶粒层的晶界诱导变形和超细晶粒的局部剪切;层与层之间连接处的梯度降低了界面破坏程度、增加了止裂效应,以及提高了接触承载能力;这种复杂的塑性变形提高了多层梯度钛的强度和加工硬化性能。

构建多尺度晶粒结构增强钛的强度和延展性

本文利用低温冷轧和低温退火,成功制备了具有多尺度晶粒结构的商用钛。多尺度晶粒结构钛具有926MPa屈服强度,均匀伸长率为11%,拉伸断裂伸长率为23%。多尺度晶粒结构钛强度的提高主要是因为存在超细等轴晶粒,而延展性的提高主要是因为存在大量的大角晶界(HAGBs)和多尺度晶粒结构。