β鈦合金微結(jié)構(gòu)的透射電子顯微術(shù)研究.pdf

1、本文利用透射電子顯微術(shù)研究了兩種鈦合金:TNTZO合金(Ti-23Nb-0.7Ta-2Zr-1.2Oat.％)和Ti-Mo合金的微結(jié)構(gòu)，并結(jié)合理論計算對TNTZO合金的塑性變形機制進行了分析驗證，最后采用電子能量損失譜研究了Ti-Mo合金中各相的模量。具體工作分為以下兩個部分:
　　 一、TNTZO合金的形變微結(jié)構(gòu)及塑性變形機制的研究
　　 本文首先通過理論計算證明，TNTZO合金中位錯的可動性很高，易于在合金中開動和滑

2、移。EBSD和TEM分析表明冷旋鍛TNTZO合金具有沿旋鍛軸向的<110>絲織構(gòu)，因此冷旋鍛TNTZO合金中所觀察到的由細小纖維狀組織交織而成的大理石紋狀組織產(chǎn)生于體心立方金屬在張應(yīng)力主導(dǎo)的外加應(yīng)力下沿<111>{110}，{112}or{123}位錯的雙滑移或多滑移導(dǎo)致的晶粒面應(yīng)變方式的變形。[100]和[111]晶帶軸方向的高分辨電子顯微分析表明冷旋鍛TNTZO合金中存在著柏氏矢量為1/2<111>的位錯:不同變形量壓縮變形的TNT

3、ZO合金的衍襯分析也表明合金塑性變形缺陷主要是1/2<111>位錯。退火TNTZO合金中很容易觀察到位錯陣列和亞晶的存在，可以推測這些位錯來源于塑性變形過程。
　　 用高分辨透射電鏡在塑性變形后的TNTZO合金中迸一步觀察到<111>{112}機械孿生和應(yīng)力誘導(dǎo)ω相變，ω相和β基體的位向關(guān)系是((1)010)ω∥(211)β，[1(2）10]ω∥[0(1)1]β，[0001]ω∥[(1)11]β，慣習面是((1)010)ω∥(2

4、11)β，這不同于熱誘導(dǎo)ω相的慣習面(0001)ω∥(111）β。機械孿生和應(yīng)力誘導(dǎo)的ω相變都是由{112}面上<111>方向的剪切應(yīng)力誘發(fā)的。<111>{112}機械孿生和應(yīng)力誘導(dǎo)的ω相變的形成可以用位錯機制來解釋。最后采用第一性原理對不同Nb含量鈦合金的不穩(wěn)定層錯能分別進行了理論計算，驗證了當電子濃度趨于4.2時，單位位錯可以分解產(chǎn)生為1/12<111>或1/6<111>分位錯，易于形成孿晶和ω相。
　　 二、Ti-Mo合金

5、的相組成、結(jié)構(gòu)和彈性模量的測定
　　 本文首先利用透射電鏡研究了Mo含量分別為6～9％的Ti-Mo合金在固溶處理后的相組成和微結(jié)構(gòu):Ti-9％Mo中的相組成為β、α”和ω相，Ti-8％Mo中的相組成為β、α”相，Ti-7％Mo和Ti-6％Mo中的相組成均為α'、α”相;α”相的點陣常數(shù)與合金成分有關(guān);α”相和β基體的位向關(guān)系為:[100]β//[100]α”，(0(1)1)β∥(00(1))α”;α”相內(nèi)存在{111}α”型孿晶

6、;非熱ω相和β基體之間的位向關(guān)系為:[01(1)1]ω∥[113]β,(0001)ω∥((1)11)β,[(1)2(1)0]ω∥[11β]。
　　 其次用電子能量損失譜測量了同一Ti-8％Mo合金中β和α”兩種不同相的模量，結(jié)果顯示α”相的彈性模量比β相高19％;還測量了Mo含量分別為8～20％的Ti-Mo合金中β相的模量，結(jié)果顯示不同Mo含量的合金中β相的模量隨Mo含量的增加呈升高趨勢。最后利用電子能量損失譜測量了Ti-8～2