層狀Ti-A l復(fù)合板的微觀組織與變形機(jī)制的研究.pdf

1、為了研究層狀材料的結(jié)構(gòu)對(duì)層狀Ti-Al復(fù)合板強(qiáng)韌化機(jī)制的影響，本文采用熱壓-軋制工藝制備了層狀Ti-Al、Ti-(SiCp/Al)復(fù)合板，采用掃描電鏡、透射電鏡等方法，研究了層狀Ti-Al復(fù)合板的顯微組織演變和界面結(jié)構(gòu)；通過(guò)室溫拉伸試驗(yàn)對(duì)不同體系的層狀復(fù)合板的力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)原位拉伸試驗(yàn)觀察了層狀Ti-Al復(fù)合板各組元在拉伸變形過(guò)程中的形變特性。采用EBSD等方法研究層狀Ti-Al復(fù)合板的微觀織構(gòu)演變規(guī)律，并進(jìn)而探討了復(fù)合板的變形

2、過(guò)程對(duì)應(yīng)的組織演變。
　　采用熱壓-軋制工藝制備了Ti層和Al層厚度比h(Ti:Al)為1:2、1:1、2:1三種層狀Ti-Al復(fù)合板以及層厚比為1:1，SiCp體積分?jǐn)?shù)分別為3％、5%和10%的Ti-(SiCp/Al)復(fù)合板。采用SEM對(duì)層狀Ti-Al復(fù)合板的微觀組織進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，層厚比hTi:Al為1:1的復(fù)合板各組元層厚最均勻，且界面平直、無(wú)縫隙，界面結(jié)合良好。通過(guò) XRD晶面和EBSD分析得到，層狀Ti-Al復(fù)合板 Ti層

3、織構(gòu)主要為基面織構(gòu)，Al層主要為{111}<110>織構(gòu)。
　　通過(guò)室溫拉伸試驗(yàn)，測(cè)試了原始Ti層和不同層厚比的Ti-Al復(fù)合板的室溫拉伸性能，結(jié)果表明：隨著層厚比的增加，復(fù)合板的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及延伸率都得到了增強(qiáng)，復(fù)合板的層厚比從1:1到2:1，抗拉強(qiáng)度從221MPa升高到365MPa，延伸率從24%升高到37%。對(duì)于不同 SiCp含量的Ti-(SiCp/Al)復(fù)合板，當(dāng)SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到10%時(shí)，屈服強(qiáng)度達(dá)到了27

4、7MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到了363MPa，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的提升超過(guò)了30%，但是其延伸率仍然有25%。
　　通過(guò)原位拉伸試驗(yàn)，觀察了層厚比h(Ti:Al)分別為1:2、1:1、2:1的層狀Ti-Al復(fù)合板在變形直至斷裂的過(guò)程，其表面形貌變化大體相似，首先，Al層中產(chǎn)生滑移帶，Ti層產(chǎn)生浮凸，隨后Ti層形成貫穿層向的裂縫，Ti層或Al層頸縮，界面發(fā)生分離，最后裂縫連接導(dǎo)致最后斷裂。由于Al層及界面的存在，Ti層局部的斷裂不至于使復(fù)合

5、板整個(gè)斷裂，使該復(fù)合板兼具良好的強(qiáng)度和塑性。
　　通過(guò)對(duì)層狀Ti-Al復(fù)合板橫截面的不同應(yīng)變區(qū)域EBSD分析可知，隨著變形的增加，在小應(yīng)變區(qū)界面處開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)小的晶粒，到最大變形區(qū)域時(shí)，細(xì)小晶粒還出現(xiàn)在離界面較遠(yuǎn)的位置。對(duì)復(fù)合板Ti層不同應(yīng)變處進(jìn)行織構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，隨著應(yīng)變的增大，基面織構(gòu)類(lèi)型保持不變，而<1010>//RD取向向<1120>//RD取向轉(zhuǎn)變。
　　基于OM的原位拉伸結(jié)合 DIC試驗(yàn)，層狀Ti-Al復(fù)合板在應(yīng)變?yōu)?