大塑性變形是細化金屬材料晶粒的有效方法,但高強度低塑性的結(jié)果在實際工程應(yīng)用上有困難。比如:Ti-6Al-4V合金晶粒細化到50~500nm時,延伸率為1~3%,而該合金的常規(guī)棒材的延伸率要求不小于10%。因此提高材料綜合使用性能,盡可能地挖掘材料的性能潛力,對實際工程應(yīng)用具有重要意義。
西北有色金屬研究院鈦合金研究所和西北工業(yè)大學材料科學與工程學院的研究人員對大變形熱軋Ti-6Al-4V合金棒材力學性能進行了研究。Ti-6Al-4V合金細晶棒材是通過三向壓縮大變形軋制(棒材軋機)得到,一道次軋制后棒材直徑是20mm,軋制前的直徑為40mm,變形量達到75%。非大變形棒材(規(guī)格Φ20mm)通過精鍛得到,簡稱粗晶棒材。對兩種棒材進行相同的熱處理。最終得到的Ti-6Al-4V合金細晶棒材的晶粒尺寸約為2μm×6μm,粗晶棒材晶粒尺寸約為5μm×15μm。然后對細晶棒材和粗晶棒材分別進行拉伸性能和沖擊韌度測試,并觀察斷口形貌。研究結(jié)果表明:(1)Ti-6Al-4V合金細晶棒材的塑性和沖擊韌度與粗晶棒材相比,拉伸強度變化不大,延伸率提高了約30%,沖擊韌度提高了約20%。(2)Ti-6Al-4V合金細晶棒材的拉伸斷口與粗晶棒材相比韌窩較淺,但塑性反而高,仍屬于韌性斷裂。(曉紅)