初始取向?qū)18鋯合金高溫壓縮變形行為影響的研究.pdf

1、本文以具有基面雙峰織構(gòu)的熱軋退火態(tài)N18鋯合金板材為研究對(duì)象,利用線切割沿原板材的橫向(TD方向)切取直徑6mm、高6mm的圓柱樣,使其軸向分別與原板材的法向(ND)成0°、30°、60°和90°夾角。通過(guò)Gleeble1500D熱模擬壓縮機(jī)對(duì)這些圓柱試樣在550-700℃分別以0.001s-1和5s-1的應(yīng)變速率進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn),然后采用電子背散射衍射(EBSD)技術(shù),對(duì)變形前后樣品微觀組織及織構(gòu)進(jìn)行表征,得到其組織和織構(gòu)的演變規(guī)律。

2、最后結(jié)合各變形系統(tǒng)晶體塑性模擬和Schmid Factor,分析了初始取向?qū)︿喓辖鸶邷亓W(xué)行為、微觀組織演變和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的影響,研究了鋯合金宏觀力學(xué)性能與微觀組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
　　初始取向?qū)18鋯合金的高溫力學(xué)性能有顯著影響。隨著初始角度(壓縮軸與板材 ND夾角)的增加,同一溫度下變形抗力逐漸降低,動(dòng)態(tài)軟化效應(yīng)逐漸減弱。對(duì)0°和30°樣品而言,變形主要依靠滑移,但晶粒取向不利于臨界分切應(yīng)力最低的柱面滑移大量開(kāi)啟,臨界分切應(yīng)力

3、較高的錐面滑移開(kāi)啟使得屈服應(yīng)力較高,隨后的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶使得晶粒內(nèi)部位錯(cuò)密度降低,變形抗力下降。對(duì)60°和90°樣品而言,變形初期柱面滑移和孿生的開(kāi)啟使得屈服應(yīng)力較低,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的延遲和晶粒取向變?yōu)橛踩∠蚴沟眉庸び不饔煤蛣?dòng)態(tài)軟化效果相平衡,流變應(yīng)力隨應(yīng)變量的增加而略微增加或保持不變。但溫度的升高使不同初始取向樣品力學(xué)行為的差異減少。
　　應(yīng)變速率對(duì)孿晶的產(chǎn)生有顯著影響。在5s-1的應(yīng)變速率下,更多的孿晶參與變形,0°樣品在變形10％

4、和30％后都可見(jiàn)大量壓縮孿晶,90°樣品在變形10％時(shí)可見(jiàn)較多拉伸孿晶,變形30％后可見(jiàn)大量壓縮孿晶。而應(yīng)變速率為0.001s-1時(shí),僅在變形10％后,0°樣品發(fā)生少量的拉伸孿晶和壓縮孿晶,90°樣品產(chǎn)生較為明顯的拉伸孿晶。在550-700℃,應(yīng)變速率為0.001s-1時(shí),溫度升高{1012}拉伸孿晶開(kāi)啟量逐漸降低。四種不同初始取向的樣品在高溫變形10％后,都會(huì)發(fā)生{1012}拉伸孿晶與{1011}壓縮孿晶,但{1011}壓縮孿晶片層很

5、窄,數(shù)量極少。{1012}拉伸孿晶隨著初始角度的增加而增多。
　　90°樣品在高溫變形過(guò)程中會(huì)發(fā)生晶粒取向的改變和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程。在5s-1的應(yīng)變速率下90°樣品變形初期會(huì)通過(guò)大量的拉伸孿晶使晶粒取向轉(zhuǎn)動(dòng)85.2°,接近0°樣品,而后才發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶;在0.001s-1的應(yīng)變速率下,90°樣品孿晶只會(huì)改變部分晶粒的取向,隨后晶粒取向的改變和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。
　　不同初始織構(gòu)的樣品在高溫變形60％均發(fā)生了不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)