纯钛棒材与板材力学性能各向异性的测定与分析

作者:靳张衡; 杨平*; 顾新福; 颜孟奇; 沙爱学
来源:中国体视学与图像分析, 2020, 25(04): 327-338.
DOI:10.13505/j.1007-1482.2020.25.04.001

摘要

六方结构钛晶体力学性能与织构的关系已清楚,但多晶钛材料的性能除受加工方式不同对应织构不同的影响外,还受晶粒尺寸、晶粒形变程度及纯度的影响,因此实际的钛合金性能变化波动明显,成因也难以简单确定。本文选取不同方式加工的单相α钛(TA2)板材及棒材,通过测定不同方向的力学性能和对相应组织的取向成像,考察性能波动程度并分析性能变化的原因与织构的贡献。结果表明,棒材和板材都显示了力学性能各向异性且各向异性特征不同。棒材的径向为高强度、低延伸率状态,而轴向为高强度、高塑性状态,与织构有较好的对应关系,即样品中<0001>c轴||拉伸轴的晶粒越多,强度越高。动态再结晶发生时,对应2种不同的状态,含c轴<0001>晶向的径向样品强度高,动态再结晶后软化速度快;而轴向样品相反,热强度低、软化速度慢。板材显示了明显不同于棒材的各向异性特点,0°、30°样品有高的屈服点、低的加工硬化率和低的延伸率,而60°、90°样品有低的屈服强度、高的加工硬化率和高的延伸率。这些特点与织构有好的对应关系,可以用柱面、基面滑移的关系来解释。