宋晓云等：Ti-26Nb一4Z:合金冷轧板材的织构和力学性能 ·357· 表3Ti-26Nb-4Zr合金板材800℃/0.5h/空冷固溶处理后的主要织构组分 Table 3 Main texture components of the Ti-26Nb-4Zr alloy plates after 800 C/0.5 h/AC solution treatment 50ST 60ST 70ST 80ST 93ST 00(110) {00(110) {11}(110),{223(122),{00(110) {110(110),{00B(110〉 11非(110) 成特定的形变织构组分.体心立方金属的轧制织构主 900 抗拉强度。 要有{112(110)、{11}(110)、{111}(112)和{001} 32 110》等4-.根据图1，冷变形量为60%时，冷轧板 ■ 一有 800 材主要形成{121}(432)织构，在{121}晶面上432) 24 屈服强度 和111〉晶向之间的夹角大约是15°，因此增加冷变形 量，晶粒取向进一步转动，使得{121}〈432〉织构转变 700 为{121〈111)织构.随着冷变形量进一步增加，{121} 411)织构减弱，{001110〉织构增强.在变形体心立 人延伸率 方金属中，{001}(110)是一个重要的织构组分，Ti- 600 50 60 70 80 90 26Nb-4Zr合金冷轧板较强的{001}(110)织构反应出 冷乳变形量% 轧制变形时外来切应力和112}面滑移的作用西.板 图3冷轧态Ti-26Nb-4Zx合金板材的力学性能与变形量的 材中形成{121}〈111)织构时，〈110〉与轧制方向垂 关系 直，而形成{001}110〉织构后，〈110)与轧制方向平 Fig.3 Relationship between the cold rolling reduction and mechani- 行，因此随着冷轧变形量的增加，Ti-26Nb-4Zx合金晶 cal properties of the cold-rolled Ti-26Nb-4Zr alloy plates 粒的110〉方向由与轧制方向垂直逐渐转到与轧制方 固溶处理后的力学性能变化曲线.与冷轧态板材相 向平行.这与Ti-35Nb-2Ta-3Zr(质量分数，%)合金 比，固溶处理后板材的屈服强度和抗拉强度明显降低， 的织构演变结果一致a 塑性显著提高.例如，50CR试样固溶处理后，其抗拉 变形金属在热处理过程中会发生回复和再结晶. 强度由冷轧态时的750MPa降低至575MPa,降幅达到 冷变形金属的组织中存在大量的晶体缺陷，储存的能 量是再结晶的驱动力，冷变形织构直接影响再结晶织 25%,同时延伸率由11%提高至24%.这是由于冷轧 板材固溶处理后发生再结晶，合金中大部分内应力在 构的取向。根据定向形核理论，再结晶过程形核必须 回复再结晶过程中消除，合金的位错等缺陷密度大幅 与周围环境有足够大的取向差才会自发生长，亚晶界 度下降，因此使得合金强度降低，而延伸率增加.随着 位错密度高，其两侧亚晶的位向差较大，加热过程容易 作为再结晶核心而长大的.在大变形板材中存在较 冷变形量增加，固溶态合金的抗拉强度也是增加的，变 强织构，各亚晶的位向相似，再结晶形核靠晶界弓出， 形量为93%变形时的抗拉强度增加较明显，达到640 MPa,这也是细晶强化作用的结果 使再结晶形核具有择优取向，并逐渐长大形成与原有 织构相一致的再结晶织构.即在有冷变形织构存在 650 抗拉强度· 50 时，产生定向形核刀.因此，导致Ti-26Nb-4Zr合金冷 600 轧板材中的{001}(110〉冷轧织构在固溶处理过程中 40 550 逐渐转化成{11}〈110)再结晶织构 500 2.2力学性能 屈服强度 450 图3是冷轧态Ti-26Nb4Zr合金板材的室温拉伸 20 400 性能与冷变形量的关系曲线.随着冷变形量的增加， 、延伸率 350 冷轧态板材的屈服强度和抗拉强度逐渐增加，延伸率 10 300 逐渐降低.93%冷变形时，抗拉强度达到870MPa,屈 50 60 70 80 90 服强度达到820MPa,这主要是由加工硬化引起的.冷 冷轧变形量% 变形导致合金中的位错等缺陷密度增加，随着冷轧变 图4T-26Nb4Zx合金板材固溶处理后的力学性能与冷变形量 形量的增加，位错密度急剧增加，位错运动阻力增大， 的关系 Fig.4 Relationship between the cold rolling reduction and mechani- 促使抗拉强度和屈服强度急剧升高，延伸率降低.同 cal properties of the Ti-26Nb-4Zr alloy plates after solution treatment 时，变形量的增加，使合金组织不断细化，细晶强化作 用增强，也使合金的强度提高 体心立方金属中，滑移总是沿着111〉密排方向 图4是50%~93%冷变形板材800℃/0.5h/空冷 进行，由于位错核心的特殊结构，一般不遵守Schmid宋晓云等: Ti--26Nb--4Zr 合金冷轧板材的织构和力学性能 表 3 Ti--26Nb--4Zr 合金板材 800 ℃ /0. 5 h /空冷固溶处理后的主要织构组分 Table 3 Main texture components of the Ti--26Nb--4Zr alloy plates after 800 ℃ /0. 5 h /AC solution treatment 50ST 60ST 70ST 80ST 93ST { 001} 〈110〉 { 001} 〈110〉 { 111} 〈1 10〉，{ 223} 〈 1 22〉，{ 001} 〈110〉 { 111} 〈1 10〉，{ 001} 〈110〉 { 111} 〈1 10〉 成特定的形变织构组分． 体心立方金属的轧制织构主 要有{ 112} 〈110〉、{ 111} 〈110〉、{ 111} 〈112〉和{ 001} 〈110〉等［14 － 15］． 根据图 1，冷变形量为 60% 时，冷轧板 材主要形成{ 121} 〈4 32〉织构，在{ 121} 晶面上〈4 32〉 和〈1 11〉晶向之间的夹角大约是 15°，因此增加冷变形 量，晶粒取向进一步转动，使得{ 121} 〈4 32〉织构转变 为{ 121} 〈1 11〉织构． 随着冷变形量进一步增加，{ 121} 〈111〉织构减弱，{ 001} 〈110〉织构增强． 在变形体心立 方金属中，{ 001} 〈110〉是一个重要的织构组分，Ti-- 26Nb--4Zr 合金冷轧板较强的{ 001} 〈110〉织构反应出 轧制变形时外来切应力和{ 112} 面滑移的作用［15］． 板 材中形成{ 121} 〈1 11〉织构时，〈110〉与轧制方 向 垂 直，而形成{ 001} 〈110〉织构后，〈110〉与轧制方向平 行，因此随着冷轧变形量的增加，Ti--26Nb--4Zr 合金晶 粒的〈110〉方向由与轧制方向垂直逐渐转到与轧制方 向平行． 这与 Ti--35Nb--2Ta--3Zr( 质量分数，% ) 合金 的织构演变结果一致［16］． 变形金属在热处理过程中会发生回复和再结晶． 冷变形金属的组织中存在大量的晶体缺陷，储存的能 量是再结晶的驱动力，冷变形织构直接影响再结晶织 构的取向． 根据定向形核理论，再结晶过程形核必须 与周围环境有足够大的取向差才会自发生长，亚晶界 位错密度高，其两侧亚晶的位向差较大，加热过程容易 作为再结晶核心而长大［15］． 在大变形板材中存在较 强织构，各亚晶的位向相似，再结晶形核靠晶界弓出， 使再结晶形核具有择优取向，并逐渐长大形成与原有 织构相一致的再结晶织构． 即在有冷变形织构存在 时，产生定向形核［17］． 因此，导致 Ti--26Nb--4Zr 合金冷 轧板材中的{ 001} 〈110〉冷轧织构在固溶处理过程中 逐渐转化成{ 111} 〈1 10〉再结晶织构． 2. 2 力学性能 图 3 是冷轧态 Ti--26Nb--4Zr 合金板材的室温拉伸 性能与冷变形量的关系曲线． 随着冷变形量的增加， 冷轧态板材的屈服强度和抗拉强度逐渐增加，延伸率 逐渐降低． 93% 冷变形时，抗拉强度达到 870 MPa，屈 服强度达到 820 MPa，这主要是由加工硬化引起的． 冷 变形导致合金中的位错等缺陷密度增加，随着冷轧变 形量的增加，位错密度急剧增加，位错运动阻力增大， 促使抗拉强度和屈服强度急剧升高，延伸率降低． 同 时，变形量的增加，使合金组织不断细化，细晶强化作 用增强，也使合金的强度提高． 图 4 是 50% ～ 93% 冷变形板材 800 ℃ /0. 5 h /空冷 图 3 冷轧态 Ti--26Nb--4Zr 合金板材的力学性能与变形量的 关系 Fig． 3 Ｒelationship between the cold rolling reduction and mechani￾cal properties of the cold-rolled Ti--26Nb--4Zr alloy plates 固溶处理后的力学性能变化曲线． 与冷轧态板材相 比，固溶处理后板材的屈服强度和抗拉强度明显降低， 塑性显著提高． 例如，50CＲ 试样固溶处理后，其抗拉 强度由冷轧态时的 750 MPa 降低至 575 MPa，降幅达到 25% ，同时延伸率由 11% 提高至 24% ． 这是由于冷轧 板材固溶处理后发生再结晶，合金中大部分内应力在 回复再结晶过程中消除，合金的位错等缺陷密度大幅 度下降，因此使得合金强度降低，而延伸率增加． 随着 冷变形量增加，固溶态合金的抗拉强度也是增加的，变 形量为 93% 变形时的抗拉强度增加较明显，达到 640 MPa，这也是细晶强化作用的结果． 图 4 Ti--26Nb--4Zr 合金板材固溶处理后的力学性能与冷变形量 的关系 Fig． 4 Ｒelationship between the cold rolling reduction and mechani￾cal properties of the Ti--26Nb--4Zr alloy plates after solution treatment 体心立方金属中，滑移总是沿着〈111〉密排方向 进行，由于位错核心的特殊结构，一般不遵守 Schmid · 753 ·