导　　师： 杨超

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 现代工业技术的飞速发展对钛及其合金的强度和塑性提出了更为苛刻的要求。有效改进材料制备工艺和控制材料微观结构(相种类、尺度、形态及其分布),一直被大多数研究工作者们视为改善钛及其合金强韧性最有效的两大途径。近年来,研究工作者们开发了脉冲电流处理工艺技术来改善和提高材料组织力学性能。本文基于脉冲电流相变效应和晶体学理论,以工业纯钛TA1为研究对象,借助放电等离子烧结系统产生的脉冲电流,系统研究分析了无压条件下脉冲电流对工业纯钛织构演变和力学性能的影响,对比分析辐射加热条件(无脉冲电流)对材料的综合影响,以及压力条件下脉冲电流效应对材料织构演变和力学性能的影响,最后结合伯格斯取向关系和层滑移模型简要分析了TA1于同素异构相变点发生hcp?bcc相变的晶格转变机理。研究结果为高强韧工业纯钛的制备提供工程和理论指导意义。首先,通过研究分析不同脉冲电流强度(升温速率)、不同循环相变次数、不同初始组织形貌以及不同保温时间对材料的影响发现,脉冲电流的强弱直接影响材料的微观形貌,1400A(50K/min)时获得网篮状组织,1600A(100K/min)和1900A(200K/min)时获得层片状组织,并且在获得高强度的同时,拉伸塑性大幅提高,塑性应变最高达到43.2%,该性能超过了目前所报道的其他方法所制备的高强韧工业纯钛材料。相应地,利用非热效应理论解释了hcp→bcc晶格转变下脉冲电流对材料长程原子扩散的促进作用,导致材料晶粒取向逐渐减弱;此外,不同循环相变次数对材料晶粒取向影响较大,三次循环后试样表现出强的织构取向,且三次循环后试样的形核激活能低于初始试样,性能在同等组织结构下屈服强度达到最大值297.5MPa;观察不同初始组织形貌处理后的结果发现,初始组织为魏氏组织的材料其力学性能都远不及初

关 键 词： 工业纯钛 脉冲电流处理 织构 力学性能 晶格转变

领　　域： []