室温ECAP变形纯钛孪生行为研究

室温下对纯钛进行多道次等径弯曲通道变形（ECAP），分别采用光学显微镜（OM）、透射电镜（TEM）、电子背散射衍射仪（EBSD）、室温拉伸和显微硬度观察，测试纯钛变形过程组织演变和力学性能变化规律，探讨纯钛室温变形机制和孪生行为。结果表明，纯钛ECAP变形过程中出现■拉伸孪晶和■压缩孪晶，随着挤压道次的增大，孪晶数量先增大后减小。孪晶的出现有效改变晶格取向，激发进一步位错滑移，辅助塑性变形过程，使纯钛显微组织有效细化，经过4道次ECAP变形，平均晶粒尺寸由约63.79μm细化至约2.81μm。1道次变形后晶粒细化效果最显著，平均晶粒尺寸比变形前减小约94%；随着变形道次的增加，晶粒细化效果减弱，4道次变形后平均晶粒尺寸累积减小约95.6%。同时，大量位错、孪晶和亚晶的形成，使得位错、孪晶以及亚晶之间的相互作用加强，显著提高了纯钛的屈服强度和显微硬度，4道次变形后，屈服强度从215 MPa增加到600 MPa，增幅为179%；显微硬度从HV 129增加到HV 200。由于1道次变形后晶粒细化效果最显著，并且出现大量孪晶和位错，屈服强度与硬度的增幅也最大。