金属学报

作者：赵焯雅, 孟令健, 林鹏, 曹晓卿

单位：太原理工大学 材料科学与工程学院 太原 030024

关键词：TC4钛合金,跨相区连续热压缩,织构演变,柱面滑移系,

基金：国家自然科学基金项目(52305403)

为探究TC4钛合金在不同热压缩变形条件下的微观组织演变及织构形成机理，进而达到调控织构和弱化“宏区”的目的，本工作通过热压缩实验、OM、EBSD及高温β相组织重构技术研究了TC4钛合金在α + β相区、β相区以及跨相区连续热压缩后α相微观组织及织构的演变规律。结果表明，试样在α + β相区压缩后主要由等轴α相组成，变形时{101¯0}<112¯0>柱面滑移系开动导致α相首先转动至{112¯0}//FD取向(FD为压缩方向)；随形变量和形变速率增加，α晶粒逐渐转动至{101¯0}//FD取向。在β相区保温或压缩后的冷却过程中主要形成具有{101¯0}//FD相变织构的片层α相；在β相区施加30%的变形后β晶粒转动至001//FD取向，β相001//FD织构的增强促进了冷却过程中α相{101¯0}//FD相变织构的形成；随β相区形变量和形变速率增加，动态再结晶被促进，β晶粒尺寸减小，相变生成的片层α相晶粒尺寸也明显减小，且晶粒取向分散，因此α相{101¯0}//FD织构强度也相应降低。在跨相区连续热压缩后主要形成{101¯0}//FD织构，柱面滑移对织构的形成起主要作用。当试样以0.01 s-1的形变速率分别在β相区和α + β相区压缩30%时，相变析出的α晶粒首先转动至{112¯0}//FD取向，因此抑制了{101¯0}//FD织构的形成；而随着α + β相区形变量增加，晶粒取向进一步转向{101¯0}//FD取向，因此{101¯0}//FD织构强度增加；对于在β相区保温(未变形)后降温至α + β相区以0.01 s-1的形变速率压缩60%的试样，其α相动态析出过程中的变体选择较弱，且α + β相区较大的形变量在一定程度上促进了α相的动态再结晶，因此其具有最弱的α相{101¯0}//FD织构；当形变速率为0.05 s-1时，较大的形变量会导致α相发生动态再结晶，同样达到弱化{101¯0}//FD织构的效果。因此，采用跨相区连续热压缩工艺可以获得弱织构片层组织的钛合金。随后对试样在室温(约20 ℃)下进行了力学性能测试，在1020 ℃、5 min (未变形) + 920 ℃、60%、0.01 s-1条件下变形的试样整体织构最弱，且α相晶粒尺寸较小，抵抗裂纹萌生和扩展的能力较强，因此具有最高的延伸率。

来源：2025年第5期

《金属学报》期刊编辑部

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