工業(yè)純鈦板材室溫ECAP變形組織性能研究
發(fā)布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新時間：2016-05-14
采用Φ135°的模具，在室溫下成功實現(xiàn)純鈦板材8道次ECAP變形，獲得光滑無裂痕試樣，并對其微觀組織和力學(xué)性能進行研究。
大塑性變形的目的是通過大塑性變形破碎晶粒，從而形成超細晶組織，獲得具有良好綜合力學(xué)性能的金屬材料。利用大塑性變形技術(shù)科生產(chǎn)高強度半成品納米鈦棒材，應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。而醫(yī)療用品在引入臨床實踐過程中雖需花費很長時間，但納米鈦由于其非凡的機械性能和生物性能增加了其在外科和骨科應(yīng)用的可能性。如納米鈦牙的臨床試驗在全球牙科方面的應(yīng)用也已經(jīng)發(fā)展到了一個新階段。而高強度的管材、棒材及板材納米鈦可潛在地應(yīng)用于骨科植入件方面。等徑彎曲通道變形（ECAP）技術(shù)是一種最具應(yīng)用前景的大塑性變形方法之一，是獲得亞微米級甚至納米級超細晶材料的研究熱點。科研人員采用Φ135°的模具，在室溫下成功實現(xiàn)純鈦板材8道次ECAP變形，獲得光滑無裂痕試樣，并對其微觀組織和力學(xué)性能進行研究。
實驗材料為熱軋退火態(tài)的工業(yè)純鈦（CP-Ti）。將工業(yè)純鈦板材切割成尺寸為18mm×25mm×150mm的板狀試樣，采用通道夾角Φ為135°、外圓角Ψ=20°的模具，在室溫下以C方式進行ECAP實驗，擠壓速度為5mm·s-1，用自制復(fù)合潤滑劑分別涂在試樣上和模具通道內(nèi)。將試樣分別擠壓1～8道次，采用型號為GX5金相顯微鏡（OM）和JEM-200CX透射電鏡（TEM）觀察原始試樣和變形后試樣組織形貌及組織演變規(guī)律，利用截距法測量晶粒尺寸的大小，采用HX-1000TM顯微硬度計進行硬度實驗，觀察其X、Y、Z面（分別以x、y、z軸為法向的截面）的硬度變化規(guī)律。試驗結(jié)果如下：
（1）采用Φ為135°的模具，在室溫下成功實現(xiàn)純鈦板材8道次ECAP變形，并且得到光滑無裂痕試樣，平均晶粒尺寸由57.000μm細化到0.668μm。
（2）工業(yè)純鈦板材經(jīng)過8道次ECAP變形，晶粒逐漸拉長，組織位錯大量增加，出現(xiàn)板條狀組織，隨著道次的增加，位錯逐漸消失，小角度晶界逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠼嵌染Ы?，晶粒越來越細，最終達到納米級別。
（3）工業(yè)純鈦板材多道次ECAP變形后，1道次ECAP變形后硬度變化程度最大，X、Y、Z面的硬度增幅分別達32.6%、33.8%和32.9%，隨著道次增加，8道次ECAP變形后，X、Y、Z面的硬度由原始態(tài)的1088MPa分別提高到1910、1943和1911MPa，硬度顯著增加。
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