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层片状组织TC4钛合金和细晶TA2绝热剪切研究
本文以层片状组织TC4钛合金和细晶TA2为研究对象，利用分离式霍普金森压杆（SHPB）在帽型样品上进行可控动态加载实验获取绝热剪切带（ASB），运用多向压缩（MAC）的方法细化晶粒获取细晶TA2。结合金相显微镜（OM)、电子背散射衍射（EBSD)和透射电镜（TEM)的方法探索了TC4钛合金和细晶TA2的绝热剪切变形特征（包括ASB中的微观结构特征，微观演化过程和相变规律），并对TA2的晶粒细化过程和细化机制加以阐明。结果表明： 层片状组织TC4钛合金绝热剪切变形时间约为60μs，绝热温升达到1500K，超过其再结晶温度和相变温度。产生的ASB中心区域是由低位错密度的细小等轴晶粒组成，α-Ti相和片状α′′-Ti相混合共存，剪切带内发生了相变，光学显微镜下的白亮带是剪切带内相变所致；ASB中形成了再结晶织构；剪切带内等轴晶粒晶界是大角度的几何相关晶界（GNBs）；ASB内细小等轴晶粒的形成是动态再结晶作用的结果。 经过6道次的多向压缩变形，TA2的原始晶粒尺寸由25μm剧烈细化到0.2μm；孪生在晶粒细化过程中起主导作用，其细化机制为孪生诱导动态再结晶机制。 细晶TA2的绝热剪切变形时间约为50μs，ASB内的绝热温升达到867K，超过其再结晶温度。剪切带中心是由晶粒大小约为50nm的细小等轴晶粒和100-150nm的融合晶粒组成，部分纳米晶粒发生了晶粒长大过程；ASB内等轴晶粒的形成和长大是晶界旋转作用的结果，它是以机械力作用为主和以热作用为辅共同驱动完成的。 |
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