20世紀(jì)80年代,Yada等人對(duì)傳統(tǒng)鋼在Ae3溫度以上進(jìn)行擠壓和軋制試驗(yàn)時(shí),首次提出了奧氏體向鐵素體發(fā)生動(dòng)態(tài)相變的觀點(diǎn)。經(jīng)過20多年的發(fā)展,鋼動(dòng)態(tài)相變的驅(qū)動(dòng)力被證實(shí)來源于相變軟化——高流變應(yīng)力的奧氏體轉(zhuǎn)變成低流變應(yīng)力的鐵素體。這種變形誘導(dǎo)相變發(fā)生的現(xiàn)象在鈦合金中也有存在,但對(duì)該現(xiàn)象目前沒有一個(gè)明確的解釋。為此,對(duì)3種鈦及鈦合金的變形行為進(jìn)行了深入研究,對(duì)產(chǎn)生變形誘導(dǎo)相變現(xiàn)象的原因進(jìn)行解釋。
首先在Koike等人對(duì)Ti-5.5Al-1.5Fe合金研究的基礎(chǔ)上,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理,以β相近似屈服強(qiáng)度和α相在ε=0.3時(shí)的流變應(yīng)力為縱坐標(biāo),以絕對(duì)溫度的倒數(shù)為橫坐標(biāo)重新繪圖,構(gòu)建數(shù)據(jù)模型。采用該模型估算出927 ℃下的β相轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)力為38 MPa(即403 J/mol),827 ℃下為46 MPa(488 J/mol)。這與Koike等人計(jì)算的結(jié)果非常接近。
最后在Xu等人對(duì)商業(yè)純鈦研究的基礎(chǔ)上,采用研究Ti-5.5Al-1.5Fe合金時(shí)所構(gòu)建的理論模型,將發(fā)生動(dòng)態(tài)相變的數(shù)據(jù)以流變應(yīng)力和絕對(duì)溫度倒數(shù)的形式重新繪圖。通過該模型估算出,在900 ℃下,分別采用3.6、10、30、40 mm/min(初始應(yīng)變速率0.004、0.01、0.03、0.04 s-1)的恒定加載速率,硬化相α轉(zhuǎn)變成軟化相β所需的驅(qū)動(dòng)力分別為307、403、466、583 J/mol。
在變形過程中,鈦的不穩(wěn)定相是低溫α相,而鋼的不穩(wěn)定相是高溫γ相。這些都是密排相,在給定溫度下具有比取代它們的BCC相更高的流變應(yīng)力。因此,相變軟化在這2種合金體系有著相反的作用:變形降低了鈦合金的相變溫度,而提高了鋼的相變溫度。