Влияние исходного размера зерен, химического состава и температуры деформации на эволюцию структуры в титане при прокатке и разработка режимов получения ультрамелкозернистых листов и прутков

• Автор: Дьяконов, Григорий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 156 с. : ил.

1.1. Особенности структурных изменений и механического поведения металлов при большой пластической деформации

1.2. Механизмы пластической деформации титана.

1.2.1. Дислокационное скольжение в титане.

1.2.2. Механическое двойникование в титане

1.2.3. Факторы, влияющие на действующие механизмы деформации в титане.

1.3. Эволюция структуры и механического поведения титана при большой пластической деформации.

1.4. Методы БПД для получения УМЗ структуры в металлических материалах

1.5. Механические свойства металлических материалов с УМЗ

структурой, полученной методами БПД

1.6. Постановка задач исследования

Глава 2. Материал и методика исследований.

2.1. Выбор материала исследования
2.2. Методика получения образцов титана с различным исходным размером зерна
2.3. Методика проведения листовой прокатки при температурах 6С, С и 0С
2.4. Методика комбинированной прокатки.
2.5. Механические испытания
2.6. Методика определения коэффициента деформационного
упрочнения
2.7. Методика приготовления металлографических шлифов.
2.8. Микроструктурные исследования.
2.9. Методика проведения анализа картин дифракции обратно рассеянных электронов ЕВБО
2 Методика электронномикроскопических исследований.
2 Методика расчета плотности дислокаций.
Глава 3. Исследование влияния исходного размера зерна на механическое двойникование и эволюцию структуры титана ВТ при больших пластических деформациях прокаткой
3.1. Исследование влияния исходного размера зерна на эволюцию микроструктуры титана ВТ при больших пластических деформациях прокаткой
3.2. Исследование эволюции микроструктуры титана ВТ со средним размером зерна мкм при больших пластических деформациях прокаткой
3.3. Исследование эволюции микроструктуры и механического поведения титана ВТ со средним размером зерна 1 мкм при прокатке.
3.4. Заключение
Глава 4. Влияние температуры большой пластической деформации прокаткой на эволюцию структуры и механическое поведение титана ВТ.
4.1. Эволюция микроструктуры и механического поведения титана ВТ в ходе прокатки при Т 6С
4.2. Эволюция микроструктуры и механического поведения титана ВТ в ходе прокатки при Т 0С.
4.3. Заключение.
Глава 5. Влияние химического состава на эволюцию структуры и механическое поведение титана при большой пластической деформации прокаткой
5.1. Заключение
Глава 6. Разработка режимов получения листовых и прутковых
полуфабрикатов из титана ВТ с ультрамелкозернистой структурой и высокими механическими свойствами.
6.1. Разработка и обоснование режимов деформационной обработки
титана ВТ методом листовой прокатки для получения листов с ультрамелкозернистой структурой.
6.2. Разработка и обоснование режимов методом комбинированной
деформационной обработки для получения листов с ультрамелкозернистой структурой.
6.3. Разработка и обоснование режимов деформационной обработки
титана ВТ методом комбинированной прокатки для получения прутков с ультрамелкозернистой структурой.
6.4. Заключение.
Литература
Введение


Было показано, что формирование большеугловых, неравновесных границ может обеспечивать процессы межзеренного проскальзывания в процессе пластической деформации уже при комнатной температуре, сильно влияя на деформационную способность материала 8,9. Ряд работ , направленных на исследование механизмов деформации материалов с УМЗ структурой привели их авторов к такому же выводу. Было установлено, что проскальзывание на границах зерен сопровождается генерацией дислокаций от межзеренных границ внутрь зерна. ХоллаПетча . Предполагается, что источники дислокаций типа ФранкаРида заблокированы, но возможна генерация зернограничных дислокаций, которые делают возможным развитие кооперативного зернограничного проскальзывания. Неравновесные границы, сформировавшиеся в ходе БПД, содержат избыточное количество дефектов. Этот факт усложняет исследование таких структур при помощи современных методов растровой и электронной микроскопии. На снимках, полученных при помощи просвечивающего электронного микроскопа, о неравновесности границ такой структуры зачастую свидетельствует, так называемый диффузный контраст и изгибные контуры экстинкции в зернах . Плотность дислокаций внутри зерен, полученных в ходе БПД, изменяется не равномерно и зависит, как было обнаружено, от их размеров. Она заметно меньше, чем на границах, а если говорить о зернах размером 0,1 мкм и менее, то в ряде работ отмечают отсутствие дислокаций внутри таких мелких кристаллитов , . Для описания микроструктурных изменений металлов в области БПД, необходимо упомянуть о развитии микроструктуры в области малых и средних степеней деформации. Систематические исследования эволюции микроструктуры ГЦК и ОЦК металлов в широком интервале степеней деформации были представлены в работах Рыбина 1 и Хансена . В исследованиях Рыбина на основании структурных преобразований в ходе пластической деформации ГЦК металлов были обозначены две характерные стадии развития микроструктуры. При степенях деформации менее 0,3 наблюдается постепенный рост плотности дислокаций, образование дислокационных ячеек, уменьшение их размера и совершенствование их границ с ростом степени деформации. На второй стадии при е0,3 наблюдается образование оборванных внутри ячеистой структуры границ с углами разориентировки более 1. Такие границы внутри ячейки образуют дипольную конфигурацию, или микрополосу. Дальнейшее повышение степени деформации приводит к объединению микрополос в мезополосы, направление которых совпадает с направлением деформации. Между собой такие мезополосы отделены ячеистой структурой. С ростом степени деформации наблюдается образование так называемых полос сдвига. Пересечения полос сдвига с мезополосами и ячеистой структурой приводит к образованию сильно фрагментированной структуры 1. Для ОЦК металлов характерными структурными элементами в ходе БПД
являются замкнутые, петлеобразные и дипольные конфигурации оборванных дислокационных границ, полосовые структуры, ветвящиеся оборванные дислокационные границы. Характерные размеры таких структурных
составляющих лежат в интервале 0,2 0,5 мкм, а углы разориентировок между
соседними областями 1. В большинстве работ Рыбина исследовалась эволюция микроструктуры в поперечном сечении образцов после одноосного растяжения. Уг. Подобные исследования были проведены Хансеном . А1, и Та после холодной прокатки. В микроструктурах исследованных материалов после деформации были выявлены общие черты. В микроструктурах исследованных материалов после деформации были выявлены общие черты. Показано, что БПД в общем случае приводит к формированию смешанной структуры с характерной протяженной ламельной структурой, дислокационными границами и областями практически равноосных зерен. В то же врет выбор материала отражается на формирующейся в ходе БПД структуре, так было отмечено, что в А1 с высокой энергией дефекта упаковки доля равноосных зерен выше, чем, например, в . Одним из основных элементов деформированной структуры Хансен с
соавторами называет ячейки и блоки ячеек рисунок 1. Границами ячеек являются случайные дислокационные границы СДГ, образованные в результате взаимодействия и захвата скользящих дислокаций.