不同压缩率对TZM合金板拉伸断口的影响

TZM合金板

观察压缩率为40%、60%、82%、90%时TZM合金板的拉伸断口形貌发现随着压缩率的增大,合金的致密化程度增加,其断裂模式呈现由沿晶脆性断裂向沿晶韧性、穿晶以及准解理断裂转变。

合金板在还没进行轧制时存在大量的空隙,其断裂方式为沿晶脆性断裂。观察其SEM图可以发现,合金内部每个晶粒大多为多面体形貌,并且充满了空洞,在拉伸的过程中,这些空洞会成为裂纹源,导致合金断裂,使其抗拉强度较低。

当压缩率为40%时,TZM合金板的拉伸断口形貌是沿晶韧性断裂和解理断裂,其中有少数晶粒有穿晶断裂现象。在断裂晶界上存在一些小的TiC质点和孔洞。这些质点出现在晶界上会在一定程度上降低晶界的强度。另外,由于等轴晶组织和孔洞的存在会降低合金的抗拉强度。

压缩率达到60%时,其断裂模式为准解理断裂、沿晶韧性断裂和穿晶解理断裂的混合型断裂。其中韧窝清晰可见,且发生穿晶断裂的晶粒增多,同时伴有准解理断裂特征。另外,穿晶断裂的晶粒增多,说明合金的晶界得到了一定的强化。

当压缩率达到80%时,其断裂模式还是混合型断裂。其中发生穿晶断裂和准解理断裂的晶粒比例进一步提高。另外,合金中的纤维组织大量增加,可以清晰看到一些撕裂岭和浅小的韧窝带,这主要是在准解理断裂过程中发生塑性变形引起的。发生准解理断裂的材料合金的断裂韧性较高。

压缩率为90%,TZM合金板呈现比较明显的准解理断裂和穿晶断裂,大多数的晶粒发生穿晶断裂。另外,由于晶粒发生塑性变形,缝隙和空洞被压扁和焊合,合金断口上的缝隙度和孔洞量明显变小和减少,使得合金的强度和结合力增强,合金的力学性能得到显著的提高。

TZM合金的压缩率

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