Page 23 - 理化检验-物理分册2023年第十期

刘佳文, 等: 多层梯度超细晶粒钛的变形机制

些裂纹在 NG / UFG 界面处停止, 并且不能穿透该 钛表面性能的影响[ J ] . 实用口腔医学杂志, 2017 , 33

层而引发宏观裂纹。 ( 2 ): 168-173.

NG 层的断裂表面以微孔和剪切变形的组合为 [ 2 ] 龙凤舞. 不同晶粒尺寸工业纯钛变形与损伤行为的

特征, 而 UFG 核心显示出均匀分布凹坑和韧窝的 温度效应[ D ] . 沈阳: 东北大学, 2011.
[ 3 ] 孙银莎, 贾云飞, 苑光健, 等. 超声表面滚压加工纯钛

平坦断裂表面。从 A / NC 层到 NG 层, 断裂模式从

梯度材料的力学性能反演与有限元分析[ J ] . 机械工
剪切带到韧窝平缓地变化, 没有出现分层或其他离
程材料, 2021 , 45 ( 10 ): 58-65.
散断裂的现象。此外, 剪切带在 A / NC 层和 NG 层
[ 4 ] 李帅康, 刘晓燕, 杨西荣, 等. 超细晶材料动态力学性
之间的接合处变成锯齿状。在 NG 层中发现深微
能及绝热剪切行为[ J ] . 塑性工程学报, 2022 , 29 ( 6 ):
孔, 表明该处发生了韧性断裂, 这与传统韧性金属的
1-8.
断裂特征一致。两个断裂表面的凹坑尺寸明显大于 [ 5 ] 许永春, 周杰, 沈鹏, 等.TC4钛合金高锁螺栓发生异

各自的平均晶粒尺寸。此外, 在两个断裂表面中都 常双剪断裂原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2022 , 58

出现韧窝, 这表明材料具有局部塑性的特征。 ( 3 ): 66-69.

[ 6 ] 杨西荣, 王立元, 郝凤凤, 等. 超细晶纯钛的微动疲劳
在低应变下, 整个试样发生均匀的塑性变形。

特性[ J ] . 稀有金属材料与工程, 2020 , 49 ( 10 ): 3433-
分层结构的整体变形机制导致了材料的塑性应变,

包括在 A / NC层中的大量剪切带、 NG 层中的晶界 3438.
[ 7 ] 陈文琳. 超细晶粒 Ti ( C , N ) 基金属陶瓷刀具与切削

运动和 UFG 核心中的局部化应变。在较大的应变
性能研究[ D ] . 合肥: 合肥工业大学, 2007.
下, 微裂纹首先从晶界处或 UFG 核心中的剪切带
[ 8 ] 丰平. 超细晶粒 Ti ( C , N ) 基金属陶瓷的研究[ D ] . 武
内萌生, 应变进一步增大导致这些微裂纹扩展。由
汉: 华中科技大学, 2004.
于应变逐渐集中在 UFG 核心中, 微观裂纹沿最大
[ 9 ] 晁晟. 超细晶粒 Ti ( CN ) 基金属陶瓷材料成分, 组织,
剪应力方向慢慢扩展, 最终聚结形成宏观裂纹。当
性能关系的研究[ D ] . 合肥: 合肥工业大学, 2005.
裂纹接近 NG 层时, 由于该层的闭合牵引作用, 裂纹 [ 10 ] 王贞涛, 杨尚磊, 彭曾, 等. 热处理温度对选择性激光

逐渐分叉并形成波纹。当应力超过该材料的断裂强 熔化 TC4 钛合金板不同成形面组织和性能的影响
度时, 在最大剪应力方向发生断裂。尽管微裂纹先在 [ J ] . 理化检验( 物理分册), 2022 , 58 ( 3 ): 1-5 , 48.

试样 A / NC表面层中形成, 且与剪切带的成核、 增殖 [ 11 ] 金晨, 林占宏, 赵寿, 等. 超细晶镁合金的研究现状及

和相互作用相关, 但这些裂纹很细, 分布非常均匀, 却 展望[ J ] . 世界有色金属, 2021 ( 18 ): 1-2.

[ 12 ] RAJABIM , MIRESMAEILIR , ALIOFKHAZRAEI
无法穿过 NG层并发展为宏观裂纹。

M. Hardness and wear behavior of surface
4 结论 mechanicalattritiontreatedtitanium [ J ] .Materials

ResearchEx p ress , 2019 , 6 ( 6 ): 065003.

( 1 ) MHSTi 在压缩试验中表现出优异的加工
[ 13 ] 雷漫江. 复合细化制备超细晶工业纯钛的腐蚀疲劳
硬化能力, 这是由各个层内的复杂塑性变形机制的
行为研究[ D ] . 西安: 西安建筑科技大学, 2020.

叠加以及层间接合处的梯度造成的。 [ 14 ] LEGOSTAEVA E V , EROSHENKO A Y ,

( 2 ) MHSTi 的变形和断裂响应基于其独特的 GLUKHOV I A , et al. Ultrafine- g rained

多层结构, 每个结构层都有其各自的变形机制, 包 microstructure andthermal p ro p ertiesoftitaniumat

括 A / NC层中的大量剪切带, NG 层中的局部化剪 differentsta g esofp lasticdeformation [ J ] .Russian

切应变以及 UFG 核心中与晶粒生长相关的晶界 Ph y sicsJournal , 2022 , 64 ( 10 ): 1941-1948.

[ 15 ] 张志伟. 高强度超细晶金属材料塑性行为研究[ D ] .
运动。

( 3 ) MHSTi 中的 NG / UFG 界面通过偏转、 扭 马鞍山: 安徽工业大学, 2020.

[ 16 ] 吴蔚然, 周正, 孙焕政, 等. 工业纯钛板材的轧制织构
曲和分叉来阻碍裂纹的扩展。 NG / UFG 界面的止
及微观组织对其孪晶和再结晶行为的依赖性[ J ] . 稀
裂作用使外部应力增加, 从而导致阻碍层无法“ 断
有金属材料与工程, 2021 , 50 ( 6 ): 1971-1979.
裂”。层间连接处的机械梯度是减轻界面破坏、 增强 [ 17 ] 汪聃, 王坤. 机械合金化和 SPS工艺制备超细晶高锰

抗载荷能力的原因。
钢[ J ] . 兵器材料科学与工程, 2022 , 45 ( 1 ): 7-12.

参考文献: [ 18 ] 张翔. 基于 SPD 工艺的超细晶材料强韧化机理及摩

擦学性能研究[ D ] . 徐州: 中国矿业大学, 2019.

[ 1 ] 丰帆, 辛海涛, 吴玉禄, 等. 不同粗化处理对超细晶纯 ( 下转第61页)
7