兩種鈦合金絕熱剪切區(qū)域應(yīng)力場分布及微觀結(jié)構(gòu)演化研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本工作在國家自然科學(xué)基金(絕熱剪切斷裂瞬間演變歷程與絕熱剪切敏感性評估研究,No.50671121;高強鋁合金絕熱剪切帶的損傷機理及自組織行為,No.50971134)、解放軍總裝備部預(yù)研基金(No.9140A12011610BQ1901)以及國家重點實驗室爆炸科學(xué)與技術(shù)重點項目(No.KFJJ09-1)的資助下,開展的主要工作如下:
   通過分離式Hopkinson壓桿(SHPB)技術(shù)對鈦合金TC16帽型試樣進(jìn)行動態(tài)加載,采

2、用電子背散射衍射(EBSD)技術(shù),以IQ值、CI值以及Fit值作為應(yīng)變敏感因子,研究了鈦合金TC16內(nèi)絕熱剪切帶及其臨近區(qū)域的應(yīng)變場分布。結(jié)果表明,按照應(yīng)變梯度,可將絕熱剪切帶及其臨近區(qū)域的應(yīng)變場分為3個區(qū)域:第一部分為絕熱剪切帶區(qū)域,其內(nèi)具有最大的應(yīng)變;第二部分為絕熱剪切帶兩側(cè)各約2μm范圍內(nèi),該區(qū)域的應(yīng)變次之;第三部分為遠(yuǎn)離絕熱剪切帶的基體區(qū)域,此處應(yīng)變最小。通過分析指出,由于絕熱剪切帶在剪切力作用下經(jīng)歷了最大的應(yīng)變,因此絕熱剪切帶

3、是微裂紋優(yōu)先形核和擴展的區(qū)域。
   利用分離式Hopkinson壓桿(SHPB)技術(shù)對新型超高強β鈦合金Ti1300的帽形試樣進(jìn)行動態(tài)加載,采用透射電鏡(TEM)研究Ti1300鈦合金絕熱剪切帶內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)和相變情況。結(jié)果表明,剪切帶的邊緣由具有高位錯密度沿著剪切方向排列的寬度為0.2-0.4μm的伸長晶粒組織構(gòu)成。剪切帶內(nèi)部由沿剪切方向分布的細(xì)小等軸晶粒組成,其與基體組織的形貌顯著不同。結(jié)合衍射斑點分析與暗場技術(shù)首次在鈦合

4、金絕熱剪切帶內(nèi)觀測到無熱ω相變。通過進(jìn)一步分析指出,無熱ω相形核的原因主要是由于絕熱剪切帶內(nèi)極端特殊的溫度歷史為其形核提供了必要的熱力學(xué)條件,而其聚集的應(yīng)變能又為ω相形核提供了動力學(xué)保障;同時,該合金的高合金化也是發(fā)生無熱ω相變的必要條件。將動態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)與絕熱溫升和溫降的定量計算相結(jié)合,描述了絕熱剪切帶形成過程中的熱/力演變歷程,利用RDR動態(tài)再結(jié)晶機制,進(jìn)行了再結(jié)晶動力學(xué)驗算,闡釋了Ti1300鈦合金中絕熱剪切帶內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)演變機制。

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