Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr合金的流變軟化機(jī)制

英國(guó)學(xué)者Jones研究了具有針狀α片層組織的Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr合金在等溫鍛造過(guò)程中的流變行為。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)應(yīng)變小于0.5時(shí)，該合金在流變軟化之后都伴隨有屈服和少量硬化。具有針狀α片層組織的Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr合金在低應(yīng)變下等溫鍛造，β基體中產(chǎn)生的位錯(cuò)密度高于在α片層中的位錯(cuò)密度，這證明了位錯(cuò)聚集產(chǎn)生硬化的假設(shè)。流變行為中的屈服現(xiàn)象是由α/β相界處在發(fā)生滑移斷裂前的位錯(cuò)聚集引起的，穩(wěn)態(tài)區(qū)域的流變軟化主要由β基體決定。在等溫鍛造過(guò)程中，α片層被破碎，并在一定的應(yīng)變速率下形成分散的球化組織。在相變點(diǎn)下變形，β相的流變行為是穩(wěn)態(tài)流動(dòng)后伴隨著與自動(dòng)位錯(cuò)聚集有關(guān)的流動(dòng)應(yīng)力急速下降，這種現(xiàn)象經(jīng)?？梢栽隗w心立方結(jié)構(gòu)鈦合金的熱加工過(guò)程中看到。穩(wěn)態(tài)流動(dòng)應(yīng)力與原始狀態(tài)條件的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)應(yīng)力相似，說(shuō)明了合金中的穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力是由基質(zhì)變形決定的。研究中觀察到的熱剪切作用十分微小，因此流變軟化作用是α片層被破碎引起的。在低應(yīng)變時(shí)，β基體中看到的位錯(cuò)密度遠(yuǎn)高于α片層中的位錯(cuò)密度，這證明在變形過(guò)程中α片層起了阻礙作用。具有針狀α相的Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr合金在等溫鍛造時(shí)，其流變行為的峰值應(yīng)力是由位錯(cuò)在α相處的聚集引起的。因此，可在一定應(yīng)變下通過(guò)交錯(cuò)斷裂機(jī)制引起α片層的斷裂，消除因α片層的阻礙作用所引起的流變應(yīng)力下降。Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr合金在應(yīng)變達(dá)到約0.5時(shí)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流變，隨著變形程度的增加，α片層斷裂，α相不再對(duì)流變形為產(chǎn)生影響。

席錦會(huì)摘譯自《Materials Science and Technology》