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变形参数对Ti40钛合金开裂机制的影响
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.23[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]太原科技大学太原重型机械装备协同创新中心,山西太原030024, [2]西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072, [3]西北有色金属研究院,陕西西安710016
  • 相关基金:National Natural Science Foundation of China (51501122, 51075333); Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (20132016); Jincheng Science and Technology Plan Project (201501004-8)
中文摘要:

材料成形过程中,一个备受关注的问题是能否实现在不发生开裂的基础上达到要求的变形。本实验基于热压缩实验(变形温度为1123-1373 K,应变速率为0.01-10 s^-1,变形量为70%)获得的开裂样本,证实了铸态Ti40合金的主要开裂模式为45°剪切开裂、自由表面纵向开裂和内部三叉晶界沿晶开裂。借助SEM重点分析了变形参数对开裂机制的影响规律,发现在低温1123 K变形时,主要是穿晶解理脆性断裂,1273 K变形时,转变为韧性断裂,高温1373 K变形时,大量的小韧窝被观察到;应变速率对铸态Ti40合金的开裂行为也具有重要影响,在低应变速率0.01 s^-1变形时,样本没有发生开裂,在0.1和1 s^-1变形时,在开裂表面观察到大量的韧窝,属于韧性开裂,在高应变速率10 s^-1变形时,开裂表面呈现脆性开裂特征。最后深入探讨了铸态Ti40合金的损伤机制和开裂原因,绘制了铸态Ti40合金的开裂原理图。

英文摘要:

An important concern in forming is whether the desired deformation can be accomplished without cracking or fracture of the work material. In this research, based on the cracking specimens obtained from hot compression experiment, the fracture behavior of as-cast highly β stabilized Ti40 alloy was investigated at the deformation temperatures of 1123-1373 K, strain rates of 0.01-10 s^-1 and height reduction of 70%. The main fracture modes consist of 45° shear fracture and longitudinal cracking occurring on flee-surface, as well as inner cracking occurring at the triple boundary junctions. Moreover, the influence of deformation parameters on fracture mechanism was analyzed emphatically in terms of SEM. At low temperature of 1123 K the transgranular cleavage brittle fracture is observed; at 1273 K the ductile fracture occurs; at high temperature of 1373 K a lot of small dimples on the fracture interface are examined. Furthermore, the effect of strain rate on the fracture behavior of as-cast Ti40 alloy is significant. At 0.01 s^-1, the fracture des not occur. At the strain rates of 0.1 and 1 s^-1, the fracture surface is covered with a large amount of dimples indicating that the fracture mode is ductile fracture, while at high strain rate of 10 s^-1, the fracture surface shows a brittle fracture feature. Finally, the damage mechanism and fracture reason were discussed and fracture principle diagram was drawn for the as-east Ti40 titanium alloy.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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