TC11合金热变形行为及Z-D关系的研究

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1、第2,卷第7期稀有金属2***年3月[VLT2,T7"]^_‘M‘abcd_1ebfd1d‘U‘!1eMUNh2***ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg’!"##合金热变形行为及$%&关系的研究孙新军白秉哲顾家琳陈南平(清华大学材料科学与工程系)北京#***+,-摘要.考察了具有淬火马氏体组织的!"##合金在热压缩变形时的力学行为及显微组织特征/在各个变形温度和应变速率条件下)!"##合金的应力%应变曲线均表现出先硬化后软化的趋势)最后都获得一种相对稳定的变形状态0与此同时)原始非等轴片层

2、组织通过动态再结晶转变为等轴均匀的组织0变形温度越低或变形速率越高)变形应力就越高)所获得的稳态晶粒尺寸就越小0通过对实验数据分析后发现)!"##合金在相对高低温区和相对高温区变形分别具有不同的变形激活能并由此导致$%&关系不同/关键词.!"##合金热变形力学行为显微组织$%&关系文献标识码.1文章编号.*23+45*56(2***-*74*#5#4*5金属材料的性能与其显微组织密切相关)而显在上述工作之后)又相继开展了材料在两相或微组织则取决于材料的加工方法及工艺参数/采用多相区温度范围内的变形行为的研究/文献97;通热机械加工的方法)如锻造8挤压8轧制等来控制过考察具有粗大魏氏组织的双

3、相钛合金!"##的高其显微组织)从而获得所需要的性能/因此)建立温变形特点)认为经过一定的变形量后)该合金亦金属材料热变形工艺参数与其显微组织之间的定量可获得稳态变形)其中所涉及的组织变化为非等轴关系)对于有效地预测变形中显微组织变化或合理晶的等轴化/稳态晶粒尺寸&与变形参数$之间地制定变形工艺具有重要的意义/有关这方面的研关系亦符合(#-式/文献9,;及文献93;分别在!K%1L究已有不少报道9#:3;和镍基高温合金中的工作也得出了相同的结论//早期的工作主要针对钢铁材料展开9#)2;近年来)具有超细晶粒的亚微米晶或纳米晶材)研究了高温奥氏体单相区内的压缩变形力学行为和组织变化特点)发现

4、经过一定的变形料的制备受到了广泛重视/这是因为这些材料不仅量之后)这些材料可以获得一种稳定的变形状态)具有优良的力学和物理性能)而且还能在较低的温即继续变形)无论是晶粒形态还是变形应力均不发度或较高应变速率下实现超塑性95;/对于金属材料生变化/作者认为此现象是由于动态再结晶导致的而言)获得亚微米晶或纳米晶的一个重要途径是在晶粒细化和再结晶晶粒的长大达到动态平衡的结相对较低温度下的大塑性变形9+;9S;/MNLKOPQP=R等果/温度越高或应变速率越低)变形后获得的稳态通过对!K%6T31L%7T2UV合金在3**W8应变速率晶粒尺寸就越大/作者采用<=>=?等96;提出的$参为3X#*4

5、,4#O853Y压缩变形)获得了尺寸为6*数@A=BC(DEFG-来描述材料的变形条件)建立了$>Z的晶粒/但总的来说)目前对于材料在相对较参数与稳态晶粒尺寸之间的经验关系.低温度下变形行为的研究尚不充分)这方面的工作4J有待加强/&HI$(#-上式中)I8J为常数)&为稳态晶粒尺寸/在$参本工作将以组织为片状马氏体的!"##合金为数中)@A为应变速率)D为变形激活能)G为变形温研究对象)在全面考察其热变形行为基础上)重点度)F为气体常数/对相对低温范围内的变形行为及$%&关系进行探万方数据’收稿日期.#SSS4*64*20孙新军)男)#S5#年生)博士研究生0联系地址.清华大学材料科学与

6、工程系/"X4稀有金属4N卷]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]讨!"实验材料及方法材料为#$""合金%化学成分为#&’()*+,’-)-./’")012’3)4(5&6质量分数7!8相变点温度经测定约为"3339!为获得马氏体组织%合金在"3-39保温3:*;后淬水!采用尺寸为<0==>(3==的棒状试样%在?,@@A,@"*33试验机上进行不同温度和应变速率条件下的压缩变形实验!试样的加热方式为电阻加热%温度由焊在试样表面上的热电偶精确控制在B图"#$""合金原始组织的透镜照片4C范围内!

7、为固定高温变形组织%试样变形后喷水冷却%取试样变形部位的横截面作组织观察!用扫描电镜观察高温变形组织并照相%在照片上用截线法测定平均晶粒尺寸%用计点法测定D相所占体积分数!为保证测量结果的精确度%所测晶粒数不少于"33个!显示金相组织所用腐蚀剂为*EFGH"*EFIJ-H03EF4J!用KL.’433$M透射电镜观察试样的原始组织和相对低温条件下的变形组织%用M射线衍射仪观察试样的原始结构!采用双喷减薄法制备电镜薄膜图4