基于大塑性变形的钒合金晶粒细化机理研究

明显 变化 ，原始 品界 清晰 叮见 ，而 品 １ 人 ｊ 出现 了 人 的 切滑 移 一 【 图２ （ ｂ ） 所示］ ，这些 滑 移带 基 本 址岛 密 度 位 错 的缠 结 。 Ｖ 一 ５ Ｃｒ 一 ５ Ｔ ｉ 合金 的这种 变形模 式 传统 的体 心 ， Ｊ 金属 Ｅ Ｃ ＡＰ过 程 产生 的现 象 有 明
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基于大塑性变形 的钒合金晶粒 细化机 理研 究
以 Ｖ一 ５ Ｃ ｒ － ５ Ｔ ｉ为代表 的钒基 合 金具有 优 良的抗 中 了辐照 稳 定性 、低 活化特 性 、耐液 态金 属腐 蚀
２ 大塑 性 变形 条件 下钒 合 金 晶粒 细 化机 理 的研 究
Ｖ 一 ５ Ｃ ｒ 一 ５ Ｔ ｉ 合 金 是体心 ● ： 方 溶 体的 － ． 棚 结 构 。体心 、 办 的塑性 变 形涓 移 系统 士嘤址 ｛ ｌ １ ０ ｝ 、
ｆ １ １ ２ ｝ 秆Ｉ ｛ １ ２ ３ ｝ 二 个滑 移 ¨ Ｉ 的＜ｌ １ １ ＞ 滑移 办 ，ｆ 『 ｌ Ｉ Ｅ Ｃ ＡＰ这 种刷 烈纯 剪 切变 形模 式 下很 难 分析 切 ： 及亚 ＾ 界 与滑 移 系之 问 的具 体关 系 ，们其 细 化机 理 １ 要址Ｉ ｛ ］ 滑 移带 的交 作川 产 的 。
ｊ 式
当Ｅ Ｃ ＡＰ试样 在低 十 ８ ０ ０℃ 的湍度 进 行退 火ｔ 时，
过 』 Ｉ ｉ － 的高 密度 位 错 术发 生冉 结 品效 应 ，合
，பைடு நூலகம்
本ｊ － 作利 用等通 道转 角挤 压（ Ｅ Ｃ ＡＰ ） 技 术 以及相 应的退 火 处理 对 Ｖ 一 ５ Ｃ ｒ － ５ Ｔ ｉ合金 晶粒 细化 可行 性进 行研 究 ，并深 入分析 了在大剪 切变 形条 件下 Ｖ 一 ５ Ｃ ｒ 一 ５ Ｔ ｉ合金 晶粒 细化 的机 理 ，为强 化其 基体 强度 提供
一
种新 的技 术 恩路 。
１ 大塑 性变 形 的实现 及其对 微观 组织 的 影响规 律
图 １是等 通道 转 角挤压 的大 变 形条件 实现 示意 图 ，冈 ２足 Ｖ一 ５ Ｃ ｒ 一 ５ Ｔ ｉ 合金 在不 同状 态下 的 微观组
织 照 片 。从 中可 以看 出，合 金未 经过 Ｅ Ｃ ＡＰ处婵 前 ，品粒 人小约 为 １ ０ ０ ｐ ｍ，品界清 晰 ，晶粒 内部 干净
１ 等通 道 转 角挤
（ ＥＣ ＡＰ ） 理
罔 ２ Ｖ 一 ５ Ｃ ｒ 一 ５ Ｔ ｉ 合金 小 状 态 的微 观组 织 ｊ ｛ ｛ ｉ 片
（ ａ ） 术Ｅ Ｃ Ａ Ｐ ；【 ｂ ） 次 Ｅ Ｃ Ａ Ｐ ；（ ｃ ） 两次 Ｅ Ｃ Ａ Ｐ ＋ ７ ５ ０ ￣ Ｃｘ １ ｈ退 火 ：（ ｄ ） 曲次 Ｅ Ｃ Ａ Ｐ ＋ ８ ５ ０ ￣ Ｃ× １ ｈ退 火 （ ｅ ） 两次 Ｅ Ｃ Ａ Ｐ ＋ ９ ５ ０ ￣ Ｃｘ １ ｈ退 火 ：（ 两 次 Ｅ Ｃ Ａ Ｐ ＋ １ ０ ０ ０ ￣ Ｃ ｘ １ ｈ退 火 ：
。
经 过两 次 Ｅ Ｃ ＡＰ 处 理后 ， 品粒 人 小＿ 平 ｌ Ｊ 形 状没 有 明显 变化 ，但 品粒 内 出现 了人 量剪 切滑 移带 。当 Ｅ Ｃ Ａ Ｐ 试 样经 过 ７ ５ ０ ￣ Ｃ￣ 火后 ，晶 粒和剪 切 带形貌 无 明显变 化 。但 当退火温 度 升 高到 ８ ５ ０ ￣ ｃ￣ ， Ｊ ‘ ，除 了能 清 晰看 到 Ｉ Ｐ Ｊ ￣ 弘 ／ － Ｆ ］ ｔ “ Ｈ Ｉ 田 Ｐ 外 ，品粒 内的滑 移 带数量 逐渐 变 少 ，一 晶粒 内部 出现 了新 形成 的细 小 品粒 。随着 退 火温 度
－
、
苛温 高强度 等优 点 ，凶此在 聚变 反应 堆 的第一 壁 、包层和 偏滤 器等 结 构 设汁 巾，以及 在航 空航 天
、
高温
等 领域 都具有 广 阔 的应用前 景 。 目前 的 Ｖ 一 ５ Ｃ ｒ 一 ５ Ｔ ｉ合金经 过真 空熔 炼制 备 成铸 锭后 ，需要 经过 锻造 和 退 火处 理进 一步 得到 需要 的棒料 或板 料 ， 由于锻 造 变形量 有 限 ，合金 的品粒 大 小基 本约在 １ ０ ０ Ｌ Ｉ ｍ 具 有 很大 的细化 空 间。
别 ， 以低 碳 钢 为例 ，其 Ｅ Ｃ ＡＰ 过 后 的微 观组 织 现 人 的 切滑移 带 结构 ，很 难 再 ｌ 分 原始 粒 的 晶界 ，即 原始 晶粒 的转 动不 是 其 １ 要 运 动 模式 ，仉 Ｖ一 ５ Ｃ ｒ 一 ５ Ｔ ｉ 金的 晶粒 自转 动 足非 常 独特 的一 种 运
Ｖ 一 ５ Ｃ ｒ 一 ５ Ｔ ｉ 合 金末进 行 Ｅ Ｃ ＡＰ前 ， ｊ 品粒 人 小约 为 １ ０ ０ ｍ， 品界清 晰 ， 品粒 内部 『 ７ ｝ 【 ２ （ ａ ） ］ 。 进行 Ｅ Ｃ ＡＰ 剪 变 形 时 ，合 金中 要 发生 的足 ｔ Ｉ ＾ 粒 转动 变 形干 ¨ 内滑 移 系剪 剀变 形 ，即 原始 品粒 形 貌 九
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中 国 工 程 物 理 研 究 院 科 技 年 报
升高 到 ９ ５ ０℃，。 Ｈ Ｊ 粒 内的 剪 切滑移 带 Ｊ 小消 ， 人， ｝ 』 Ｊ 始 的 人Ｉ ＼ ＾ 粒ｆ 界 仍然 清 晰可 见，但 此 时 人品牲 内部 形成 的细 小品粒 形 貌 也逐 步清 晰 。 退 火濉 度 达剑 ｌ ０ ０ ０ ℃Ｉ Ｉ 形 成 的细 小 品牲 界 力 Ｉ 】 清 晰 ，而 始 的人 品粒 品界 逐渐 变得 ／ １ 好【 分 ，丛 小 形成 的混 合 的细 【 组 纵 ， 品粒火 小 约 为 ３ ０ ｕ ｍ。