朱艳春
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曾卫东
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彭雯雯
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张赋升
稀有金属材料与工程
采用热模拟压缩试验与高速摄影技术相结合的方法,对Ti40阻燃钛合金在温度850～1100℃、应变速率0.01～10s-1,变形70％的热变形过程中的初始开裂变形量进行了确定,并对开裂机理展开了研究.结果表明:高速摄影技术能准确地拍摄裂纹开始及扩展的全过程,通过观测热压缩开裂图像获取了临界开裂变形量,并观察到不同的动态开裂方式:45°剪切开裂、纵向及V型开口开裂;光学及SEM显微组织观察表明,高应变速率时,低温区综合表现为混合型脆断,中温区主要表现为带有浅小韧窝的沿晶开裂,高温区为具有大量韧窝的韧性开裂;变形温度和应变速率对破坏方式、裂纹扩展速度及临界开裂变形量有显著影响,随着温度的升高,开裂方式由45°剪切开裂过渡为V型开口开裂及纵向开裂,临界开裂变形量增大,随着应变速率的增加,裂纹扩展速度加快,临界开裂变形量减小.研究发现运用高速摄影技术研究Ti40合金的开裂初始及扩展是有效的.同时,Ti40合金热压缩开裂机制的探索对于Ti40合金热变形机理的研究、参数的优化及工艺-组织-性能关系的深入探索具有重要意义.
关键词:
Ti40阻燃合金
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高速摄影技术
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断裂方式
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开裂机理
朱艳春
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曾卫东
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赵永庆
稀有金属材料与工程
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1123～1373K,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1123K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1373K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 sJ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.
关键词:
Ti40钛合金
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变形参数
,
开裂机制
