基面纖維織構(gòu)純鈦的孿生行為及塑性變形機理研究.pdf

1、汽車行業(yè)是主要的大油耗行業(yè)之一，減輕汽車重量，實現(xiàn)節(jié)能減排相當重要。鈦具有高的比強度以及很好的耐高溫和耐蝕性能，逐漸進入人們的視線，被應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。而鈦為密排六方的晶體結(jié)構(gòu)，滑移和孿生是鈦塑性變形中起關(guān)鍵作用的兩種機制。孿生的引入會改變晶格取向，大大影響材料的組織與織構(gòu)演變，對鈦的塑性變形有重要影響，因此研究鈦的孿生行為有著非常重要的理論意義與實用價值。
　　本文通過對具有基面纖維織構(gòu)的純鈦進行不同方向的室溫單軸壓縮試驗，獲得了

2、復(fù)雜的孿生組織，分析不同應(yīng)變路徑下的力學行為。利用電子背散射衍射（EBSD）技術(shù)考察形變前后樣品的微觀組織演變，尤其對形變過程中產(chǎn)生的孿晶變體進行標定和定量表征。通過預(yù)壓縮引入孿晶片層，研究孿晶對鈦的力學性能的影響。通過位移梯度張量在不同坐標系中的轉(zhuǎn)換，計算晶粒中的孿晶與相鄰晶粒中的滑移或?qū)\晶的協(xié)調(diào)應(yīng)變，結(jié)合傳統(tǒng)施密特定律，詳細分析孿晶變體的選取規(guī)則，深入理解純鈦的塑性變形機理。
　　研究結(jié)果表明：
　?、傺谽D單軸壓縮時，

3、屈服強度低，柱面滑移主導(dǎo)變形，同時大部分晶粒的c軸垂直于壓縮軸，壓縮過程中產(chǎn)生沿c軸的拉伸應(yīng)變，因此樣品中產(chǎn)生大量的{1012}拉伸孿晶和少量的{1122}壓縮孿晶。
　?、诖怪盓D單軸壓縮時，屈服強度較高，大部分晶粒的c軸平行于壓縮軸，壓縮過程時產(chǎn)生沿c軸的壓縮應(yīng)變，因此產(chǎn)生大量的{1122}壓縮孿晶，還有一定量的{1012}拉伸孿晶和少量的{1124}壓縮孿晶和{1121}拉伸孿晶。
　　③通過預(yù)壓縮引入孿晶片層，細化晶

4、粒，硬化晶粒取向，從而提高鈦的屈服強度。
　　④施密特定律在{1012}拉伸孿晶和{1122}壓縮孿晶的變體選擇中起主導(dǎo)作用，實際發(fā)生的{1012}拉伸孿晶和{1122}壓縮孿晶變體中SF rank為1和2的超過80％。而{1124}壓縮孿晶的變體選擇不符合施密特定律。
　?、莸蚐F孿晶變體與相鄰晶粒中最易啟動的柱面滑移或者孿晶有很好的協(xié)調(diào)性時，該孿晶變體能夠在變形過程中形核；即使高SF孿晶變體若不能與相鄰晶粒中的柱面滑移或