商业纯钛拉压塑性变形行为与机理

阿不都外力·斯坎旦

摘要：通过压缩拉伸和膨胀压缩应变试验，获得了一种商业镀金纯钛在不同过程温度和不同压缩应变变化速率下的压缩拉伸和膨胀压缩改变应力.不同应变变化关系，对比研究分析了压缩拉伸和压塑性变形加工路径、变形过程温度和压缩应变变化速率对一种商业纯金镀钛塑性变形加工行为的反应影响：研究建立了zezenerhllomon压缩模型，获得了拉压变形路径温度和压缩应变变化速率对一种商业镀金纯钛切片压缩塑性变形加工硬化的物理作用反应规律及影响商业镀金纯钛切片压缩塑性变形硬化加工机理图：基于一种电子背散射和电衍射激光技术，获得了一种商业纯金镀钛晶粒中的取向硬化分布，结合压缩拉压塑性变形加工特性研究阐明了一种商业纯金镀钛压缩拉伸塑性变形加工机理主要特征是正向滑移，压缩塑性变形加工机理主要可以分为正向滑移-李生～反向滑移3个过程阶段。

关键词：商业纯钛;拉压塑性变形;温度;变形机理

商业纯钛成型具有比变形强度高、生物化学相容性好、耐酸碱腐蚀和抗拉深大等成形优良性能，发现纯钛变形的数量越大，形变李晶越多、组等优良成形性能，应用市场前景廣阔。形貌越复杂，强度数值越高，和的可塑性越低。彭剑等突出问题使研究工、海洋工和船舶等受到装备机械制造业的广泛青睐和高度重视。然而，商业纯硫酸钛室温下的应变拉伸效应性能，发现应变拉伸效应性能有限存在显著的材料应变拉伸速率和热敏感性，随着材料应变拉伸速率的不断增加，材料的加工硬化拉伸效应弱，室温下的成形拉伸性能有限。

本课题研究的试验材料为一种商业用铝纯钛中的cp-t型棒材，采用单向应力拉伸和单向应力压缩两种试验方法研究了在商业纯铝和钛不同应用温度和不同介质应变温度速率下的塑性变形反应行为。拉伸塑料试样结构如设计图1所示，试样总体设计结构遵循国标gb/t4338-006标准，为固定直径10mm，标准间距50mm的小型棒状定向拉伸塑料试样。试验室的温度分别为93，43，473，53和573k，拉伸应变启动速率分别为0.001和0.01s’。试验时在同一试样与两个压头之间应先垫一个薄的石墨塑料薄片以有效减小压头端面间的摩擦，试样以10c.s-’的与热变形压缩速度控制是在变形加热器温度达到它的与热变形温度压缩时的温度后保温3min秒并继续使其与热变形压缩温度均匀，然后它在继续进行等温热度和变形温度压缩时的温度应变试验时并可以获得变形温度改变相应的与热变形温度压缩时的温度改变应力-即热变形温度应变压缩温度应力曲线。

商业黄金纯钛的加工压缩率和变形加工硬化率下降曲线主要呈现明显的3阶段：第一和二阶段，随着材料流动加工应力的不断增加，商业纯金和钛的加工硬化的速率曲线呈现快速的长期线性持续下降;第二和三阶段，随着材料流动加工应力的不断增加，商业纯金和钛的加工硬化的速率在刚下降至一个加工极低值后，迅速向上回升至第二-一个加工峰值;第三和四阶段，随着材料流动加工应力的不断增加，商业纯金和钛的加工硬化的速率呈现继续线性下降。

为了进一步深入研究加工温度和材料应变硬化速率对造成商业纯硫酸钛加工硬化的直接影响，在此模型基础上，本工程实验室还建立了欧德zener-hollomon参数模型（或者简称欧德zener-hollomon模型参数，简称欧德z欧n参数）。zener-hollomon温度模型函数是一种衡量应变温度和加工应变硬化速率对加工硬化补偿率产生综合作用影响的基本函数，其主要物理基本意义为基于温度硬化补偿的加工应变温度速率影响因子，其基本定义过程如下：

Z=ecexp（）

其中 r 为常量， r =8.31447 cm ‘， mpa . mol ‘. k “’， q 为热变形激活能， q 为热变形激活能。 q =4 k . mol118111 。通过以上公式，并对 z 求对数，得到温度、应变速度对加工硬化速度的影响参数。

对于加热条件下应变速率为0.001和0.1 s-’的三阶段硬化曲线，logZ 值越大，曲线的峰值越高;对于应变速率为0.01s’的加工硬化率曲线，变形温度为473K时曲线的峰值最高。

根据不同高度变形区域条件下的值和logz值，在各种商业使用纯钛空气压缩机的变形图中做等高点曲线，其中，logz=16.，logz=1.7两条等高点曲线又可分为三个不同变形区域。其中，logz>1.7为不动流动过度软化不为区，流动过度软化不为区。1.7>logz～16.两个区域分别是两个不同阶段加工硬化的一个区域，logz～16.区域是三四个阶段加工硬化的一个区域。

由图可以知道，低温和任意变化速率的数据在三阶段的加工硬化区，高温下可发现第二阶段的加工硬化区，在极高的温度和极低的变化速率下，流动软化区可以被发现。所有的实验结果都落入到了三个阶段的加工硬化过程中。

结语：

1.拉伸商业纯磷酸钛板的拉伸与对于压缩应力变形的基本行为原理区别很大，拉伸变形的真实压缩应力-实际应变程度曲线通常呈光滑幂指数式的增长变化趋势，而对于压缩应力变形的真实压缩应力-实际应变程度曲线则可细分为3个不同阶段的平凸凹凸。

2.机的变形流动温度，拉压机的变形流动路径，应变化学速度对加工商业合金钛矿机应力-流体应变力的关系都具有显著性的影响，其中应力压缩机的变形路径加工硬，化学速率随变形流动流体应力的大小变化可以分为三个主要阶段：快速线性反复降低返回阶段，迅速线性返回降低阶段，持续线性降低返回阶段，温度较强。

3.笔者建立了ezenerhollomon温度模型，定量地准确描述物体温度和压力变化运动速率对加工商业纯金和钛加工硬化的各种综合影响作用：笔者结合相关文献研究结果，丰富出了商业金属纯钛加工压缩机和变形硬化加工流程图。

4.由于商业纯磷酸钛板的拉伸与横向压缩塑性变形对应机理原则有显著的不同，拉伸的主要对应机理原则是纵向滑移，而横向压缩的主要对应机理原则是横向滑动，与其实际拉伸应力孪生应变机理曲线的三个主要阶段机理对应，第一和三阶段和第二和三阶段的主要机理滑移，第二和三阶段的塑性变形对应机理则以孪生变形机理对应为主。

参考文献：

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