擠壓態(tài)TiBw-TC4復(fù)合材料超塑性變形行為與機(jī)理研究.pdf

1、本文旨在研究擠壓態(tài)TiBw/TC4復(fù)合材料的超塑性變形行為，并揭示其超塑性變形機(jī)理。基于準(zhǔn)連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念，采用粉末冶金的方法，制備出不同增強(qiáng)體含量的鈦基復(fù)合材料。對(duì)其進(jìn)行熱擠壓變形以優(yōu)化組織和性能。獲得的擠壓態(tài)TiBw/TC4復(fù)合材料在Instron-1186拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)，以研究復(fù)合材料的超塑性變形行為。在光學(xué)顯微鏡(OM)和掃描電子顯微鏡(SEM)下觀察與分析復(fù)合材料超塑拉伸變形前后組織與斷裂的演變規(guī)律。并使用

2、電子背散射衍射(EBSD)分析技術(shù)與透射電鏡(TEM)分析技術(shù)研究了超塑變形過(guò)程中的亞結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律。闡明超塑性變形機(jī)制。
　　首先通過(guò)高溫超塑性拉伸試驗(yàn)獲得了不同增強(qiáng)體含量 TiBw/TC4復(fù)合材料的最佳超塑變形參數(shù)。通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，與擠壓態(tài)TC4合金相比，復(fù)合材料的最佳超塑變形溫度降低，變形速率升高。同時(shí)，隨著增強(qiáng)體含量的增加，材料在變形過(guò)程中發(fā)生頸縮的趨勢(shì)降低。進(jìn)而結(jié)合應(yīng)變速率跳動(dòng)試驗(yàn)，測(cè)定了3TMCs復(fù)合材料應(yīng)變速率敏感

3、性指數(shù) m值，在950℃時(shí)取得最大值0.54。通過(guò)計(jì)算得到擠壓態(tài)TC4合金和TiBw/TC4復(fù)合材料在實(shí)驗(yàn)條件下的變形激活能平均為448kJ/mol，遠(yuǎn)高于等軸TC4合金的變形激活能。
　　斷口分析表明，增強(qiáng)體的加入推遲了材料由于局部頸縮而發(fā)生的快速失穩(wěn)，使晶界滑移進(jìn)行地更加充分。在實(shí)驗(yàn)中，隨著溫度升高和變形速率降低，晶界變軟且強(qiáng)度降低，晶界滑移進(jìn)行得越充分，變形過(guò)程中晶界運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)作用更加明顯
　　橫斷面組織分析表明，擠壓態(tài)

4、TC4合金在變形過(guò)程中，片層發(fā)生了明顯的扭折和偏轉(zhuǎn)，從而降低了片層徑厚比。當(dāng)變形量很大時(shí)，由于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶局部獲得了等軸組織，材料最后發(fā)生局部頸縮并斷裂。含有增強(qiáng)體的復(fù)合材料在變形過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在很小的變形量下就通過(guò)再結(jié)晶獲得了等軸雙態(tài)組織，并且隨著變形量的增大，β相的體積分?jǐn)?shù)增加，其晶粒也發(fā)生了明顯的粗化。
　　織構(gòu)分析表明，原始擠壓態(tài)復(fù)合材料的[0001]//ED織構(gòu)在超塑性變形過(guò)程中發(fā)生了漫散，而在[0001]//TD方向生成了