江海涛等：高应变速率下钛一钢复合板界面组织特征及变形机制 ·1075* 速率下的塑性变形主要靠结合界面滑移来实现，由于 此，对于钛一钢复合板而言，在高应变速率下，结合界 接触界面不平，存在较多缺陷或凹凸部位，这些部位会 面需要适应由两种不同金属带来的对外力产生的不同 在塑性变形中因滑移受阻而产生应力集中.而结合界 变形抗力，才能够进行连续变形而不致使材料发生破 面附近区域的变形带，可以松弛应力集中，保持塑性变 坏，其主要的协调变形机制依靠结合界面及附近晶粒 形过程中因各晶粒之间的连续性而产生协调变形.因 的滑移变形实现7-9 b) 0.5m 200nm 图9应变速率为1000s1时各侧的微观组织.(a)钢侧：(b)钛侧：()结合界面处 Fig.9 Microstructure under the same strain rate of 1000s:(a)steel side:(b)Ti side:(c)bonding interface (王耀华，尤峻，史长根.爆炸焊接轧制复合板的结合界面研 3结论 究.解放军理工大学学报（自然科学版），2002,3(6)：43) (1)随着应变速率的提高，钢侧各个晶粒的取向 B] Liu J.Xie GL.Zhang K.Mechanical properties of high boron al- 逐渐集中到施力轴上，织构组分由{112〈241）逐渐 loyed stainless steel composite plate.J Mater Eng,2013(6):25 (刘靖，解国良，张可.高硼不锈钢复合板力学性能研究.材 演变为{665386)和{11}(110)织构.钛侧出现了 料工程，2013(6)：25) 明显的形变李晶组织，分别是30°(1010〉({1121} Liu J X,Zhao A M,Jiang H T,et al.Microstructure features of 1100)拉伸孪晶)、64°1010)({1122}1123)压缩 the steel side in TA2-Q235B explosive clad plates.Univ Sci 李晶)和85°1120)({10121011)拉伸李晶) Technol Beijing,2012,34(6):671 (2)通过对取向差角分布的分析发现，钛侧三种 (刘继雄，赵爱民，江海涛，等.TA2-Q235B爆炸复合板钢侧 形变李晶{1121}(1100》拉伸李晶、{1122》(1123〉压 组织特征.北京科技大学学报，2012,34(6)：671) 缩李晶和{10121011)拉伸孪晶产生的难易程度不 5] Qin H.Research of Twinning Mechanism for Polycrystal Pure Tita- nium Deformed at Room Temperature at Various Strain Rates is- 一样，并且随着应变速率增加的过程中相互竞争.高 sertation].Chongqing:Chongqing University,2014 应变速率下钛侧的变形机制从常规的“孪生变形为 (秦洪.多晶纯钛室温下不同应变速率塑性变形的孪生形变 主”转变为“位错滑移与孪生变形共存”的复合变形模式. 机制研究[学位论文].重庆：重庆大学，2014) (3)对于钛一钢复合板而言，在高应变速率下，结 6]Akhtar A.Basal slip and twinning in a-titanium single crystals 合界面需要适应由两种不同金属带来的对外力产生的 Metall Trans A,1975,6(5):1105 不同变形抗力，才能够进行连续变形而不致使材料发 ] Choi S H,Shin EJ,Seong B S.Simulation of deformation twins and deformation texture in an AZ31 Mg alloy under uniaxial com- 生破坏，其主要的协调变形机制依靠结合界面及附近 pression.Acta Mater,2007,55(12):4181 品粒的滑移变形实现 [8]Li G Q,Chen K.Jiang S C,et al.Research on high temperature Q345 steel material performance test.Build Struct,2001,31 参考文献 (1):53 (李国强，陈凯，蒋首超，等.高温下Q345钢的材料性能试 Yan L Behaviotsard applications of Ti/Steel composite sheets. 验研究.建筑结构，2001,31(1)：53) China Titanium Ind,2003 (3)12 9]Dai Q F,Song R B,Fan W Y,et al.Behaviour and mechanism (闫力.钛钢复合板的特点及应用领域.中国钛业，2003 of strain hardening for dual phase steel DP1180 under high strain (3):12) rate deformation.Acta Metall Sin,2012,48(10):1160 Wang Y H.You J,Shi C C.Study of bonding interface of explo- (代启锋，宋仁伯，范午言，等.DPI180双相钢在高应变速率 sive welding and rolling cladding plate.PLA Uni Sci Technol, 变形条件下应变硬化行为及机制.金属学报，2012,48(10)： 2002,3(6):43 1160)江海涛等: 高应变速率下钛--钢复合板界面组织特征及变形机制 速率下的塑性变形主要靠结合界面滑移来实现，由于 接触界面不平，存在较多缺陷或凹凸部位，这些部位会 在塑性变形中因滑移受阻而产生应力集中． 而结合界 面附近区域的变形带，可以松弛应力集中，保持塑性变 形过程中因各晶粒之间的连续性而产生协调变形． 因 此，对于钛--钢复合板而言，在高应变速率下，结合界 面需要适应由两种不同金属带来的对外力产生的不同 变形抗力，才能够进行连续变形而不致使材料发生破 坏，其主要的协调变形机制依靠结合界面及附近晶粒 的滑移变形实现［17--19］． 图 9 应变速率为 1000 s － 1时各侧的微观组织． ( a) 钢侧; ( b) 钛侧; ( c) 结合界面处 Fig． 9 Microstructure under the same strain rate of 1000 s － 1 : ( a) steel side; ( b) Ti side; ( c) bonding interface 3 结论 ( 1) 随着应变速率的提高，钢侧各个晶粒的取向 逐渐集中到施力轴上，织构组分由{ 1 12} 〈2 41〉逐渐 演变为{ 6 65} 〈38 6〉和{ 111} 〈1 10〉织构． 钛侧出现了 明显的形 变 孪 晶 组 织，分 别 是 30°〈10 10〉( { 11 21 } 〈1 100〉拉伸孪晶) 、64°〈10 10〉( { 11 22} 〈11 23〉压缩 孪晶) 和 85°〈11 20〉( { 10 12} 〈10 11〉拉伸孪晶) ． ( 2) 通过对取向差角分布的分析发现，钛侧三种 形变孪晶{ 11 21} 〈1 100〉拉伸孪晶、{ 11 22} 〈11 23〉压 缩孪晶和{ 10 12} 〈10 11〉拉伸孪晶产生的难易程度不 一样，并且随着应变速率增加的过程中相互竞争． 高 应变速率下钛侧的变形机制从常规的“孪生变形为 主”转变为“位错滑移与孪生变形共存”的复合变形模式． ( 3) 对于钛--钢复合板而言，在高应变速率下，结 合界面需要适应由两种不同金属带来的对外力产生的 不同变形抗力，才能够进行连续变形而不致使材料发 生破坏，其主要的协调变形机制依靠结合界面及附近 晶粒的滑移变形实现． 参 考 文 献 ［1］ Yan L． Behaviotsard applications of Ti / Steel composite sheets． China Titanium Ind，2003( 3) : 12 ( 闫力． 钛钢复合板的特点及应用领域． 中 国 钛 业，2003 ( 3) : 12) ［2］ Wang Y H，You J，Shi C G． Study of bonding interface of explo￾sive welding and rolling cladding plate． J PLA Univ Sci Technol， 2002，3( 6) : 43 ( 王耀华，尤峻，史长根． 爆炸焊接轧制复合板的结合界面研 究． 解放军理工大学学报( 自然科学版) ，2002，3( 6) : 43) ［3］ Liu J，Xie G L，Zhang K． Mechanical properties of high boron al￾loyed stainless steel composite plate． J Mater Eng，2013( 6) : 25 ( 刘靖，解国良，张可． 高硼不锈钢复合板力学性能研究． 材 料工程，2013( 6) : 25) ［4］ Liu J X，Zhao A M，Jiang H T，et al． Microstructure features of the steel side in TA2--Q235B explosive clad plates． J Univ Sci Technol Beijing，2012，34( 6) : 671 ( 刘继雄，赵爱民，江海涛，等． TA2--Q235B 爆炸复合板钢侧 组织特征． 北京科技大学学报，2012，34( 6) : 671) ［5］ Qin H． Ｒesearch of Twinning Mechanism for Polycrystal Pure Tita￾nium Deformed at Ｒoom Temperature at Various Strain Ｒates［Dis￾sertation］． Chongqing: Chongqing University，2014 ( 秦洪． 多晶纯钛室温下不同应变速率塑性变形的孪生形变 机制研究［学位论文］． 重庆: 重庆大学，2014) ［6］ Akhtar A． Basal slip and twinning in α-titanium single crystals． Metall Trans A，1975，6( 5) : 1105 ［7］ Choi S H，Shin E J，Seong B S． Simulation of deformation twins and deformation texture in an AZ31 Mg alloy under uniaxial com￾pression． Acta Mater，2007，55( 12) : 4181 ［8］ Li G Q，Chen K，Jiang S C，et al． Ｒesearch on high temperature Q345 steel material performance test． Build Struct，2001，31 ( 1) : 53 ( 李国强，陈凯，蒋首超，等． 高温下 Q345 钢的材料性能试 验研究． 建筑结构，2001，31( 1) : 53) ［9］ Dai Q F，Song Ｒ B，Fan W Y，et al． Behaviour and mechanism of strain hardening for dual phase steel DP1180 under high strain rate deformation． Acta Metall Sin，2012，48( 10) : 1160 ( 代启锋，宋仁伯，范午言，等． DP1180 双相钢在高应变速率 变形条件下应变硬化行为及机制． 金属学报，2012，48( 10) : 1160) · 5701 ·