工業(yè)純鈦板材室溫ECAP變形組織性能研究,!

  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(xì)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(qiáng)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(shí)踐過程中雖需花費(fèi)很長時(shí)間,,但納米鈦由于其非凡的機(jī)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(yàn)在全球牙科方面的應(yīng)用也已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)新階段。而高強(qiáng)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(xì)晶材料的研究熱點(diǎn),??蒲腥藛T采用Φ135°的模具,在室溫下成功實(shí)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(jìn)行研究。

  實(shí)驗(yàn)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(jìn)行ECAP實(shí)驗(yàn),,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(jì)進(jìn)行硬度實(shí)驗(yàn),,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(yàn)結(jié)果如下:

 ?。?)采用Φ為135°的模具,在室溫下成功實(shí)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(xì)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(cuò)大量增加,出現(xiàn)板條狀組織,,隨著道次的增加,,位錯(cuò)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?xì),最終達(dá)到納米級別,。

 ?。?)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(dá)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。