不同初始取向鋯合金壓縮變形行為研究.pdf

1、金屬的塑性變形主要依靠滑移和孿生，而密排六方結構金屬對稱性低，獨立滑移系少，并且受到軸比c/a、變形溫度、變形速率、晶體取向、堆垛層錯能、晶粒大小及第二相等的影響，因此，密排六方晶體的變形要比面心立方晶體和體心立方晶體復雜得多。鋯合金的變形機制主要是滑移和孿生，對于合金元素、變形溫度、應變速率、變形方式、晶粒大小等因素對鋯合金力學性能、微觀組織以及織構的影響規(guī)律已經開展了很多卓有成效的工作，使得人們對鋯合金的變形機制有了一定的認識。但是

2、，由于密排六方結構金屬的一個重要特性是各向異性，即在沿c軸和沿a軸的力學及物理性能呈現差異的特性，因此，晶粒取向是影響其變形機制的一個非常重要的原因。國外的很多研究工作主要集中在具有強烈基面織構的純鋯板材，而對于含有合金元素的鋯合金，初始取向對其塑性變形行為及變形機理等方面的研究工作還開展得很少。
　　 本論文選用具有典型雙峰織構的熱軋退火態(tài)鋯合金板材，設計了四種不同初始取向的樣品，沿原板材的橫向(TD)方向，取其壓縮軸分別與原

3、板材的法向(ND)成0°、30°、60°和90°夾角。在不同的變形條件下(溫度、應變速率)進行單軸壓縮試驗，利用電子背散射衍射(EBSD)技術，對變形前后樣品微觀組織及織構進行表征，得到其組織和織構的演變規(guī)律，結合滑移Schmid Factor計算和孿晶變體選擇計算，詳細分析了初始取向對鋯合金力學行為、加工硬化行為、動態(tài)再結晶行為的影響，研究了鋯合金宏觀力學性能與微觀組織結構之間的關系。
　　 主要得到以下結論：
　　

4、1)樣品在進行壓縮變形時的宏觀變形抗力隨著初始角度的增大而降低。高溫變形過程中，隨著初始角度的增大，樣品的動態(tài)再結晶效應逐漸減弱，鋯合金在變形過程中呈現連續(xù)動態(tài)再結晶的特點。
　　 2)四種初始角度樣品在壓縮60％之后，四種初始角度樣品中，絕大部分晶粒c軸均轉向壓縮軸方向，仍為雙峰織構。
　　 3)隨著樣品初始角度增大，{1010｝柱面滑移的SF逐漸增大，{1010｝柱面滑移更容易啟動。0°和30°樣品中，柱

5、面滑移的SF較小，使得柱面滑移的啟動變得困難，需要更高的外加應力啟動錐面滑移才能發(fā)生塑性變形。
　　 4)在室溫和650℃下進行壓縮變形，隨著壓縮軸與ND方向夾角的增大，{1012}拉伸孿晶逐漸增多；在0°樣品和30°樣品中，發(fā)現了{1011｝壓縮孿生，以及在其內部還伴隨著少量的{1011｝-{1012}二次孿晶。
　　 5)高溫下，對于{1011｝拉伸孿晶，當晶粒中只有一種孿生變體出現時，通常出現