Čisti titan ima dobro delovanje pri nizkih temperaturah, odlično odpornost proti koroziji, nizko gostoto in številne druge odlične lastnosti ter ima veliko število aplikacij na medicinskem področju, inženiringu na morju, naftnem inženiringu in mnogih drugih področjih. Kristalna struktura čistega titana je tesno zapakirana šesterokotno, sistem zdrsa v strukturi je manjši in pri raztezanju je enostavno oblikovati asimetrijo. Za mehanske lastnosti čistega titana so Tao Zhijun et al. proučevali obnašanje in mehanizem natezne in tlačne plastične deformacije komercialnega čistega titana, pridobili orientacijsko porazdelitev zrn čistega titana in analizirali glavni mehanizem natezne in tlačne plastične deformacije čistega titana. Shi Xiaohui et al. preučevali kvazistatično natezno obnašanje in mehanizem grobozrnatega čistega titana TA2 in rezultati so pokazali, da je glavni razlog za visoko deformacijsko sposobnost TA2 grobljenje zrn, povečanje velikosti zrn pa bi povečalo aktivnost dvojčkov med deformacijo. Dvojna meja lahko razdeli zrno, zmanjša razdaljo zdrsa dislokacije, ovira zdrs dislokacije in poveča trdnost materiala.
V tem prispevku so bile karakterizirane in analizirane mikrostruktura in makroskopske mehanske lastnosti valjane in žarjene pločevine iz čistega titana TA1 ter opisano ustrezno razmerje med procesom deformacije in strukturo, da bi zagotovili nekaj referenc za praktično uporabo material.
1. Eksperimentalni materiali in metode
Material, izbran v tem poskusu, je plošča iz čistega titana TA1 po 700 stopinj × 1 h/zračno hlajenem žarjenju, ki ga zagotavlja Xinjiang Xiangrun New Material Technology Co., LTD. Materializirani material lahko razdelimo na: W (Fe)=0.013%, w (C)=0.017%, w (N)=0.005%, w (H )=0.001%, w (O)=0.029%, dodatek za Ti. Natezni vzorec je bil v smeri valjanja (RD smer), natezni preskus pa je izvedel GBT 228.1-2010 "Natezni preskus kovinskih materialov, 1. del: Preskusna metoda pri sobni temperaturi". Metalografijo smo opazovali z optičnim mikroskopom OLYMPUS, difrakcijo povratnega sipanja elektronov (EBSD) in morfologijo zloma smo izmerili z vrstičnim elektronskim mikroskopom Zeiss SUPRA 55 s poljsko emisijo, rentgensko difrakcijo smo izmerili z rentgenskim difraktometrom Empyrean in opazovali smo tkiva z veliko povečavo. in fotografirali s transmisijskim elektronskim mikroskopom Tecnaig. Testni stroj INSTRON je bil uporabljen za testiranje natezne trdnosti pri sobni temperaturi.
2. Eksperimentalni rezultati in razprava
2.1 Mikrostruktura
Mikrostruktura plošče iz čistega titana TA1, metalografska mikrostruktura plošče ima očitne značilnosti strukture čistega titana, v mikrostrukturi prevladuje enakoosna faza, med enakoosno fazo pa obstaja sled interkristalne faze. Na rentgenskem difrakcijskem vzorcu je mogoče ugotoviti, da so uklonski vrhovi fazni, kjer (101¯0), (0002), (101¯1) največja intenzivnost indeksa uklona treh kristalnih ravnin je večja. Za ustrezno mikrostrukturo EBSD in polarni diagram rezultati kažejo, da je -titan s tesno zapakirano heksagonalno strukturo 99,2 %, medtem ko je -titan s kubično strukturo, osredotočeno na telo, 0,8 %, velikost zrn je 50-60 μm , med -titanom in -titanom pa obstaja Burgerjevo razmerje. Z analizo polarnega diagrama (101¯0) in (0002) je mogoče ugotoviti, da je tekstura osnovne ravnine močna z največjo vrednostjo 6,85 in da je kot med smerjo ND (prečna plošča) in zrnom majhen , ki ga lahko dobimo s cilindrično teksturo plošče {101¯0}, plošča pa ima močno teksturo vzdolž smeri RD (smer kotaljenja).
2.2 Natezna analiza
Natezno procesno krivuljo pločevine iz čistega titana TA1 lahko razdelimo na tri stopnje. Prva stopnja je začetna faza. Na tej stopnji je plastična deformacija nateznega vzorca predvsem zdrs, nastane majhno število dislokacij, natezna krivulja pa je gladka. Druga stopnja je stopnja utrjevanja, v kateri je mejna napetost zrn v strukturi večja od napetosti v kritičnem dvojčku, plastična deformacija pa poteka skupaj z dvojčkom in zdrsom. Ker lahko dvojna meja razdeli zrno, se zdrsna dolžina dislokacije zmanjša, gibanje dislokacije je ovirano in celoten učinek deformacijskega utrjevanja vzorca se poveča, kar je glavni razlog za hitro zmanjšanje stopnje deformacijskega utrjevanja. . Ko natezni proces preide v tretjo fazo vratu, je v tkivu veliko število dvojčkov, ojačitveni učinek začne slabeti in učinek deformacijskega utrjevanja se začne zmanjševati. Ker je v tem trenutku v tkivu veliko število dvojčkov, je stopnja zmanjšanja deformacijskega utrjevanja manjša kot v začetni fazi.
2.3 Fizikalna primerjava nateznih vzorcev
V primerjavi s prvotnim vzorcem po raztezanju je bilo ugotovljeno, da ima natezni vzorec precejšen podaljšek približno 2,5 mm, ker ima čisti titan dobro plastičnost, nastali zlom je v glavnem duktilen zlom, duktilni zlom bo imel očitno plastično deformacijo v makro morfologiji pred zlomom je duktilni zlom počasen proces trganja, kar je zato, ker po nastanku razpok v tkivu širjenje razpok zahteva stalno porabo energije. Pod delovanjem natezne napetosti se bodo mikropore v tkivu povezale med seboj in tvorile mikrorazpoke, nato pa se bodo razpoke še naprej širile, kar bo povzročilo zlom vzorca.
2.4 Mikromorfologija mesta zloma
Ko se natezni vzorec zlomi, se v mikrostrukturi in metalografski strukturi na mestu zloma (položaj A) pojavi veliko število dvojčkov, velikost enakoosne faze organizacije pa se zmanjša. To je zato, ker se bodo zrna v strukturi plošče med procesom raztezanja zlomila. Pod delovanjem zunanje sile se bodo enakoosna zrna deformirala in uničila ter raztegnila vzdolž smeri zunanje sile. Dvojčenje se najprej pojavi lokalno, s povečanjem deformacije pa se dvojčenje povečuje in gostota narašča. Nastanek dvojčkov povzroči strig vzdolž kristalne ravnine (101¯2), ko je matično zrno izpostavljeno sili stiskanja, pravokotne na os c, ali sili napetosti, vzporedni z osjo c, kar pomeni, da se zrno vrti okoli smeri osi c<101¯0>, nato pa se bo oblikovalo novo usmerjeno zrno.
Dvojno odstranjevanje ima velik vpliv na mehanske lastnosti pločevine, prav tako ima velik vpliv na zrnatost, ki se odraža predvsem v fini zrnatosti. Ko število dvojčkov doseže določeno vrednost, se bodo v najzgodnejšem kristalu dvojčku oblikovali sekundarni dvojčki. Ker se število dvojčkov še naprej povečuje, bo med dvojčkoma in mejo zrn ter med dvojčkoma prišlo do dostave, meja dvojčkov pa bo imela rezalni učinek na zrna (položaj B), kar bo povzročilo zmanjšanje velikosti zrn in učinek redčenja na zrna v organizaciji.
2.5 Mikrostruktura nateznega loma
Mikrostruktura nateznega vzorca je v glavnem sestavljena iz vdolbin. Med nateznim procesom vzorca neusklajenost, ki jo povzroči hitra obremenitev, ali koncentracija napetosti, ki jo povzroči dislokacija v tkivu, povzroči nukleacijo mikropor. Z napredovanjem raztezanja se odbojna sila dislokacije hitro zmanjša, nato pa se potisne v mikropore, kar povzroči reaktivacijo izvora dislokacije in nastanek novih dislokacij, ki nenehno vstopajo v mikropore in povzročajo rast mikropor. . Veliko število mikropor se sčasoma združi na prelomu in pusti sledi v obliki jamic [5]. Poleg tega, ker bo imel vzorec čistega titana TA1 med postopkom raztezanja dvojčka in bo meja dvojčka ovirala gibanje dislokacije, bodo dvojčki v tkivu in zrna, razdeljena z mejo dvojčka, postali nove deformacijske enote in nova deformacija enote se bodo postopoma razvile v enote zloma med postopkom raztezanja do zloma, kar vodi do manjših vdolbin pri zlomu pločevine iz čistega titana TA1. Velikost vdolbine je tudi ena od značilnosti enakomerne deformacije materiala.
3. Zaključne besede
(1) V mikrostrukturi plošče iz čistega titana TA1 prevladuje enakoosna faza, med enakoosnimi fazami pa je sled interkristalne faze. Vsi uklonski vrhovi rentgenske difrakcije so fazni. Analiza EBSD kaže, da je titan v tesno pakirani heksagonalni strukturi 99,2 %, titan v kubični strukturi s središčem telesa pa 0,8 %, kar je mogoče dobiti iz polarnega diagrama. Kot med smerjo ND in zrnjem je majhen, tekstura plošče pa je močna vzdolž smeri RD.
(2) Natezni proces Natezni proces lahko razdelimo na tri stopnje: začetno stopnjo, stopnjo krepitve, stopnjo krčenja vratu;
(3) Morfologija loma nateznih vzorcev je v glavnem sestavljena iz vdolbin.
