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工业纯钛板激光冲击形变的特征微结构
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:0
  • 页码:61-67
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学] 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]江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212013, [2]江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013, [3]江苏大学分析测试中心,江苏镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金(50735001,50905080,51105179)资助课题
  • 相关项目:基于高压纳秒量级激光冲击效应的疲劳件延寿机理基础研究
中文摘要:

用输出波长为1064nm、脉冲宽度为20ns的调Q钕玻璃激光器对TA2工业纯钛板料进行了激光连续冲击无模弯曲形变试验,用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了激光冲击变形全断面的特征微结构。根据变形区的应力状态,观察到3种主要的特征微结构。一是位于压缩应变区域的近纳米级微孪晶栅,认为是由接近同一方向的高密度层错聚集的产物;同时由于新生微结构之间的交互作用而诱发的第三类微观内应力,在基体间形成高密度的位错网络和位错胞。二是同在压缩应变区域,在超高应变率和强大的冲击能量作用下局部切变诱发的α→α′的逆相变。三是在激光冲击超高速形变条件下,受高度约束的HCP晶系材料塑性变形阻力增大,在拉伸变形区域诱发沿解理方向的局部层状集群滑移现象。上述3种现象源于激光冲击形变时材料微观约束条件和形变方式,造成形变区域微结构和硬度的不均匀性,在重复冲击条件下,不利于钛板的均匀变形。

英文摘要:

The commercial pure titanium sheet TA2 is continually mould-free laser shock deformed by means of a Nd:glass Q-switched laser setup with 1064 nm wavelength and 20 ns short pulse.The microstructure characteristics of the deformed sheet on whole section are analyzed with the thermo-field emission scanning electron microscope(SEM) and transmission electronic microscope(TEM) respectively.Three main microstructure characteristics are observed based on the stress state in deformed zone.The first is the near nanometer micro-twin gate in the compression strain region,which is thought to be a product composed of high density of stacking faults in the same direction.Due to the inter-actions between neonatal microstructures and the induced third type of internal stress,high density of dislocation networks and/or dislocation cells formed in laser shocked substrate.The second is the inverse-transformed martensite,which is induced by partial shear deformation in the compression zone of laser shock deformed sheet.The third is the local stratified cluster slips along the cleavage direction,induced by the ultra high energy and ultra-high strain rate of laser shock,in the tensile deformed region owing to the increasing of deformation resistance of highly constrained hcp crystalline material.The above-mentioned phenomena can be attributed to the confinement conditions and deformation mode of micro-zone upon laser shock forming,and will result in microscopically inhomogeneous of microstructures and hardness in the deformed section.Therefore,repeated shocking is not conductive to the uniformity of deformation of titanium sheet.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 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,美国剑桥科学文摘,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849