순수 티타늄은 우수한 저온 성능, 우수한 내식성, 저밀도 및 기타 여러 우수한 특성을 가지며 의료 분야, 해양 공학, 석유 공학 및 기타 여러 분야에서 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 순수 티타늄의 결정 구조는 육각형으로 촘촘하게 채워져 있으며 구조의 슬립 시스템이 적고 늘어 났을 때 비대칭이 형성되기 쉽습니다. 순수 티타늄의 기계적 특성에 대해서는 Tao Zhijun et al. 상업용 순수 티타늄의 인장 및 압축 소성 변형 거동과 메커니즘을 연구하고 순수 티타늄 입자의 배향 분포를 얻었으며 순수 티타늄의 인장 및 압축 소성 변형의 주요 메커니즘을 분석했습니다. Shi Xiaohuiet al. 거친 입자 TA2 순수 티타늄의 준정적 인장 거동 및 메커니즘을 연구한 결과, 그 결과 TA2의 높은 변형 능력의 주된 이유는 입자 조대화였으며 입자 크기를 늘리면 변형 중 쌍정의 활성이 향상된다는 사실이 나타났습니다. 쌍정 경계는 입자를 분할하고 전위 미끄러짐 거리를 줄이고 전위 미끄러짐을 방해하며 재료의 강도를 높일 수 있습니다.
본 논문에서는 압연 및 어닐링된 TA1 순수 티타늄 시트의 미세 구조 및 거시적 기계적 특성을 특성화하고 분석했으며, 변형 과정과 구조 간의 해당 관계를 설명하여 실제 적용에 대한 참고 자료를 제공했습니다. 재료.
1. 실험재료 및 방법
이 실험에서 선택한 재료는 Xinjiang Xiangrun New Material Technology Co., LTD에서 제공한 700도 ×1h/공랭식 어닐링 후의 TA1 순수 티타늄 시트입니다. 구체화된 물질은 W(Fe)=0.013%, w(C)=0.017%, w(N)=0.005%, w(H)로 나눌 수 있습니다. )=0.001%, w(O)=0.029%, Ti 허용. 인장시편은 압연방향(RD방향)으로 하고, 인장시험은 GBT 228에 의해 수행하였다.1-2010 "금속재료의 인장시험 1부: 상온에서의 시험방법". 금속조직학은 OLYMPUS 광학현미경으로 관찰, 전자후방산란회절(EBSD) 및 파괴형태는 Zeiss SUPRA 55 전계방출형 주사전자현미경으로 측정, X-선 회절은 Empyrean X-선 회절계로 측정, 고배율 조직 관찰 Tecnaig 투과전자현미경으로 사진을 찍었습니다. INSTRON 시험기는 실온에서 인장 시험을 위해 사용되었습니다.
2. 실험결과 및 고찰
2.1 미세구조
TA1 순수 티타늄 시트의 미세 구조, 시트의 금속 조직 미세 구조는 순수 티타늄 구조의 명백한 특성을 가지며, 미세 구조는 등축상이 지배적이며, 등축상 사이에는 결정간 상의 흔적이 존재합니다. X-선 회절 패턴은 회절 피크가 위상임을 알 수 있습니다. 여기서 (101̅0), (0002), (101̅1) 3개의 결정면 지수 회절 피크 강도가 더 큽니다. 해당 EBSD 미세 구조 및 폴라 다이어그램의 경우 밀집된 육각형 구조의 티타늄은 99.2%인 반면, 체심 입방 구조의 티타늄은 0.8%, 입자 크기는 50-60 μm입니다. , -titanium과 -titanium 사이에는 버거 관계가 있습니다. (101̅0)과 (0002)의 폴라 다이어그램을 분석하면 최대값 6.85로 베이스 평면 조직이 강하고 ND 방향(판 가로 방향)과 결정립 사이의 각도가 작은 것을 알 수 있습니다. 이는 판의 원통형 질감 {101̅0}에 의해 얻을 수 있으며 판은 RD 방향(압연 방향)을 따라 강한 질감을 가지고 있습니다.
2.2 인장 해석
TA1 순수 티타늄 시트의 인장 공정 곡선은 세 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계는 초기 단계입니다. 이 단계에서 인장 샘플의 소성 변형은 주로 미끄러짐이며 적은 수의 전위가 생성되고 인장 곡선이 매끄러워집니다. 두 번째 단계는 강화 단계로, 구조의 결정립계 응력이 임계 쌍정의 응력보다 크고 소성 변형이 쌍정과 슬립에 의해 함께 관여합니다. 쌍정 경계는 결정립을 분할할 수 있기 때문에 전위의 미끄러짐 길이가 줄어들고 전위 이동이 방해되어 시료의 전체적인 변형경화 효과가 높아지는데, 이는 변형경화율이 급격히 감소하는 주된 원인이다. . 인장 과정이 3차 네킹 단계에 접어들면 조직에 쌍생아가 많이 생기고 강화 효과가 약해지기 시작하며 변형 경화 효과도 감소하기 시작합니다. 이때 조직에는 쌍생아의 수가 많기 때문에 변형경화의 감소율은 초기 단계보다 작습니다.
2.3 인장 샘플의 물리적 비교
신장 후 원래 시편과 비교하면 인장 시편은 약 2.5mm의 상당한 신장을 갖는 것으로 나타났습니다. 순수 티타늄은 가소성이 우수하기 때문에 결과적인 파괴는 주로 연성 파괴이며, 연성 파괴는 매크로 형태에서 명백한 소성 변형을 나타냅니다. 골절 전, 연성 골절은 조직에 균열이 형성된 후 균열이 전파되기 때문에 지속적인 에너지 소비가 필요하기 때문에 느린 찢어짐 과정입니다. 인장 응력의 작용으로 조직의 미세 기공이 서로 연결되어 미세 균열이 형성되고 균열이 계속 확장되어 샘플이 파손됩니다.
2.4 파손 위치의 미세형태
인장시편이 파손된 후 파단 위치(위치 A)의 미세구조 및 금속조직에 쌍정이 다수 나타나며, 조직의 등축상의 크기가 감소한다. 이는 연신 과정에서 판 구조의 입자가 부서지기 때문입니다. 외력의 작용으로 등축 입자는 변형되고 파괴되며 외력의 방향을 따라 늘어납니다. 쌍정은 처음에는 국소적으로 발생하며, 변형이 증가함에 따라 쌍정이 증가하고 밀도도 증가합니다. 쌍정의 형성은 모 결정립이 c 축에 수직인 압축력 또는 c 축에 평행한 인장력을 받을 때 (101̅2) 결정 평면을 따른 전단력에 의해 발생합니다. 즉 결정립이 방향을 중심으로 회전합니다. C축의<101¯0>, 그러면 새로운 방향의 입자가 형성됩니다.
Twin 제거는 판금의 기계적 성질에 큰 영향을 미치며, 주로 미세한 입자에 반영되는 입자 크기에도 큰 영향을 미칩니다. 쌍둥이 수가 특정 값에 도달하면 가장 초기의 쌍둥이 결정에서 2차 쌍둥이가 형성됩니다. 쌍정의 수가 계속 증가함에 따라 쌍정과 결정립계 사이, 쌍정 경계 사이에 전달이 이루어지며 쌍정 경계는 결정립(위치 B)에 절단 효과를 가져 결정립 크기가 감소하게 됩니다. 그리고 조직의 결이 얇아지는 효과가 있습니다.
2.5 인장파괴 미세구조
인장시험편의 미세구조는 주로 딤플로 구성되어 있다. 시료의 인장 과정에서 급격한 변형으로 인한 불일치 또는 조직의 전위로 인한 응력 집중으로 인해 미세 기공의 핵이 생성됩니다. 연신이 진행됨에 따라 전위의 반발력이 급격하게 감소한 후 미세기공 속으로 밀려들어 전위원이 재활성화되고 새로운 전위가 형성되어 지속적으로 미세기공 속으로 들어가 미세기공이 성장하게 된다. . 많은 수의 미세기공이 결국 균열 부위에 모여서 흔적을 남기고 딤플을 형성합니다[5]. 또한, TA1 순수 티타늄 샘플은 신장 과정에서 쌍정을 갖게 되고 쌍정 경계는 전위 이동을 방해하므로 쌍정 경계로 나누어진 조직과 결정립의 쌍정은 새로운 변형 단위가 되며 새로운 변형이 일어나게 됩니다. 단위는 연신에서 파단까지의 과정에서 점차적으로 파단 단위로 발전할 것이며, 이는 TA1 순수 티타늄 시트의 파단에서 더 작은 딤플을 초래합니다. 딤플의 크기도 소재의 균일한 변형 특성 중 하나입니다.
3. 맺음말
(1) TA1 순수 티타늄판의 미세구조는 등축상이 지배적이며, 등축상 사이에는 결정간 상의 흔적이 존재합니다. X선 회절의 회절 피크는 모두 위상입니다. EBSD 분석 결과 밀집 육각형 구조의 티타늄 함량은 99.2%, 체심 입방체 구조의 티타늄 함량은 0.8%로 나타났으며 이는 폴라 다이어그램에서 알 수 있습니다. ND방향과 결의 각도가 작고, RD방향을 따라 판의 질감이 강합니다.
(2) 인장 과정 인장 과정은 초기 단계, 강화 단계, 목 수축 단계의 세 단계로 나눌 수 있습니다.
(3) 인장시험편의 파단 형태는 주로 딤플로 구성된다.
