TC21钛合金的高温动态拉伸力学行为

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1、第20卷第4期中国有色金属学报2010年4月Vol.20No.4TheChineseJournalofNonferrousMetalsApr.2010文章编号：1004-0609(2010)04-0647-08TC21钛合金的高温动态拉伸力学行为11122宫旭辉，王宇，夏源明，葛鹏，赵永庆(1.中国科学技术大学近代力学系中国科学院力学行为和材料设计开放实验室，合肥230027；2.西北有色金属研究院，西安710016)−1摘要：在应变速率为0.001~1270s、温度为298~1023K条件下对魏氏组织和双态组织的TC21钛合金

2、进行拉伸试验，利用SEM对拉伸试样的断口进行观察。结果表明：TC21钛合金的拉伸力学行为存在显著的温度和应变−1速率相关性；当应变速率为0.001和0.05s的屈服应力—温度曲线存在转折点，且转折点温度随应变速率的增大而升高；当温度低于转折点温度时，相同氧含量的TC21钛合金和多晶纯钛的屈服应力具有相似的温度相关性；微观组织影响屈服应力的幅值和拉伸塑性的大小，但不影响屈服应力的温度相关性和应变速率相关性；除魏氏组−1织在室温0.001s时为穿晶和沿晶混合断裂外，其他工况下的魏氏组织和双态组织均为穿晶韧性断裂；TC21钛合金在拉伸

3、变形过程中未出现绝热剪切带和形变孪晶。关键词：钛合金；TC21钛合金；微观组织；魏氏组织；双态组织；动态力学行为；应变速率中图分类号：TG146.2文献标志码：ADynamictensilebehaviorofTC21titaniumalloysatelevatedtemperatures11122GONGXu-hui,WANGYu,XIAYuan-ming,GEPeng,ZHAOYong-qing(1.DepartmentofModernMechanics,CASKeyLaboratoryofMechanicalBehavio

4、randDesignofMaterials,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230027,China;2.NorthwestInstituteforNonferrousMetals,Xi’an710016,China)Abstract:TensiletestswereperformedonTC21titaniumalloywithWidmanstattenmicrostructure(W)andbimodal−1microstructure(BM)attemperatur

5、erangingfrom298to1023Kandstrainraterangingfrom0.001to1270s.TheresultsshowthatthetemperatureandstrainratehavesignificanteffectsonthetensilebehaviorofTC21.Atlowstrain−1ratesof0.001and0.05s,adiscontinuityisfoundintheyieldstress—temperaturecurve.Belowdiscontinuitytempera

6、ture,thetemperaturedependenceoftheyieldstressofTC21issimilartothatofcp-Tithathasthesameinterstitialsoluteconcentrationofoxygen.Themicrostructureaffectsthemagnitudeofyieldstressandtensileductility,butnotthestrainratesensitivityandtemperaturesensitivityoftheyieldstress

7、.ThesampleswithWidmanstattenmicrostructureshowamixedmanneroftransgranularfractureandintergranularfractureatroomtemperatureandstrain-1rateof0.001s,whileunderotherconditionsbothmicrostructuresshowamanneroftransgranularfracture.Neitheradiabaticshearbandnordeformationtwi

8、nningisfoundinthetestedsamples.Keywords:TC21titaniumalloy;Widmanstattenmicrostructure;bimodalmicrostructure;microstructure;dynamict