陈珊堃，李国君，孙巧艳，肖 林，孙 军

(西安交通大学 金属材料强度国家重点实验室，陕西 西安 710049)

反复轧制过程中TA1纯钛板的组织演化及强化机制

陈珊堃，李国君，孙巧艳，肖 林，孙 军

(西安交通大学 金属材料强度国家重点实验室，陕西 西安 710049)

采用反复轧制工艺制备了超细晶TA1纯钛板。通过金相、透射电镜、X射线衍射、扫描电镜等手段，分析了纯钛板在反复轧制过程中，不同的应变量所对应的组织形貌特点，并测试了强度、塑性，观察了宏观断口与微观形貌。结果表明：纯钛在常规轧机上经过反复轧制可显著细化晶粒，晶粒尺寸由轧制前的80 μm降至120 nm；强度则随着轧制应变量的增加而提高，当Von Mises等效应变为2.4时，平均屈服强度提高到678 MPa，是轧制前粗晶的3倍多；位错及其交互作用是细化晶粒的主要机制，在高密度位错区域由于位错的交互作用而形成了位错胞和亚晶粒，最终演变成超细晶粒；细晶强化和加工硬化是导致纯钛轧制后强度显著提高的主要原因。

反复轧制；超细晶纯钛；组织演化；强化机制

0 引 言

超细晶金属材料因具有高强度、高硬度等性能优点得到了广泛关注[1-4]。除此之外，研究还发现超细晶纯钛的快速钝化使其相对于粗晶纯钛而言有更高的耐腐蚀性能[5]。目前，制备超细晶金属主要采用剧烈塑性变形技术，其中应用最为广泛的是等通道转角挤压工艺(ECAP),该技术由R.Z.Valiev教授于20世纪90年代开发并迅速得到发展和应用。随后，研究者相继开发了其他剧烈塑性变形技术来制备超细晶或纳米晶金属，如高压扭转工艺(HTP)已用于获得超细晶Cu和Cu-Zn、Cu-Sn合金[6-7]，累积叠轧工艺(ARB)用于获得Al、Ti等超细晶纯金属[8-10]。……