·348· 工程科学学报，第37卷，第3期 (d) 极密度 0.501 0.769 1.036 1.304 1.705_ 图5Ti6A4V合金{0002}极图.(a)原始态：(b)单向辙拔，难变形区：(c)单向镦拔，小变形区：(d)单向镦拔，大变形区：()换 向辙拔，难变形区：()换向辙拔，小变形区：()换向鐵拔，大变形区 Fig.5 (0002)pole figures of Ti-6Al-4V alloy:(a)original:(b)unidirectional forging,difficult deformation region:(e)unidireetional forging. small deformation region:(d)unidirectional forging,large deformation region:(e)cross upsetting and stretching,difficult deformation region:(f) cross upsetting and stretching,small deformation region:(g)cross upsetting and stretching,large deformation region 2.2.2取向分布 构为(120°，0°，0)，对应{0001}〈1010〉基面织构， 图6展示了原始棒材以及两种锻造方式下不同部 同时存在较强的(p,0°，0)对应的100)丝织构： 位组织的取向分布图.从取向分布图可以看到：原始 小变形区的主织构为(90°，90°，60)，对应{1120} 棒材的晶粒较大，但是仍残余细小晶粒.两种锻造方 式下，不同区域仍能看到变形中再结晶的细小晶粒，难 0001）柱面织构，同时还存在较强的(p1,90°，0)对 变形区与大变形区的晶粒尺寸分布相近，而小变形区 应的(i20》丝织构：大变形区的主织构为(90°，90°， 都存在相当大含量的小晶粒.这主要是因为难变形区 60°)，对应{1120}〈0001〉柱面织构，同时存在较强 的累积形变量较小，晶粒虽然破碎，但是再结晶的程度 的(90°，32°，60)对应的{11221123〉锥面织构 不是很高：对于大变形区，虽然累积形变量最大，再结 换向镦拔时，难变形区的主织构为(120°，0°，0)，对 晶最充分，但是变形的温度最高，冷却的速度最慢，所 应{000}0i10):小变形区的主织构为(30°，70°， 以晶粒有较多的时间发生晶粒长大.另外，原始棒材 13),对应{i222}(2ii1)锥面织构，其次是(90°， 取向偏向于基面和柱面，取向比较单一，单向镦拔变形 条件下取向变化不是很明显，而换向镦拔织构的变化 32°，60)对应的{112边〈1123〉锥面织构：大变形区 较大，改锻明显增加了晶粒取向种类 的主织构为(30°，40°，60)，对应{1123}(2311〉锥 2.2.3微观织构 面织构，另外是(90°，0°，30)对应的{0001}(10i0〉 图7为两种锻造方式下Ti6A14V合金不同部 基面织构.将上述各织构类型定量统计后汇总如表 位的(0002)极图以及取向分布函数(0DF)中P2= 1及表2所示. 0°和p2=30°截面图.需要指出的是，有关立方结构 图8为不同锻造方式下各变形区域的织构组分 的织构演化已经有了很多研究，而且理论已经很成 强度随p角的变化曲线，其中取p,=90°和p2=0°. 熟.已有大量的研究证明，钛合金中α相与B相严格 从图中也可以看到，对于难变形区，{0001}基面织构 遵守一定的晶体学关系，即{0001}。∥{110}。， 组分很强，随着变形程度的增大，直到大变形区， 1120〉.∥111)。·因此，文中以a相在变形过程中 {i2i2}锥面以及{i2i0}柱面织构组分占据了主要 的织构演化分析Ti6A1一4V合金在锻造过程中的织 的地位.同时比较两幅图可知，换向镦拔对于织构的 构变化规律. 改善有很大的促进作用，其各类型的织构含量较单 从图7可以看出：单向镦拔时，难变形区的主织 向镦拔均匀得多工程科学学报，第 37 卷，第 3 期 图 5 Ti--6Al--4V 合金{ 0002} 极图． ( a) 原始态; ( b) 单向镦拔，难变形区; ( c) 单向镦拔，小变形区; ( d) 单向镦拔，大变形区; ( e) 换 向镦拔，难变形区; ( f) 换向镦拔，小变形区; ( g) 换向镦拔，大变形区 Fig． 5 { 0002} pole figures of Ti--6Al--4V alloy: ( a) original; ( b) unidirectional forging，difficult deformation region; ( c) unidirectional forging， small deformation region; ( d) unidirectional forging，large deformation region; ( e) cross upsetting and stretching，difficult deformation region; ( f) cross upsetting and stretching，small deformation region; ( g) cross upsetting and stretching，large deformation region 2. 2. 2 取向分布 图 6 展示了原始棒材以及两种锻造方式下不同部 位组织的取向分布图． 从取向分布图可以看到: 原始 棒材的晶粒较大，但是仍残余细小晶粒． 两种锻造方 式下，不同区域仍能看到变形中再结晶的细小晶粒，难 变形区与大变形区的晶粒尺寸分布相近，而小变形区 都存在相当大含量的小晶粒． 这主要是因为难变形区 的累积形变量较小，晶粒虽然破碎，但是再结晶的程度 不是很高; 对于大变形区，虽然累积形变量最大，再结 晶最充分，但是变形的温度最高，冷却的速度最慢，所 以晶粒有较多的时间发生晶粒长大． 另外，原始棒材 取向偏向于基面和柱面，取向比较单一，单向镦拔变形 条件下取向变化不是很明显，而换向镦拔织构的变化 较大，改锻明显增加了晶粒取向种类． 2. 2. 3 微观织构 图 7 为两种锻造方式下 Ti--6Al--4V 合金不同部 位的( 0002) 极图以及取向分布函数( ODF) 中 φ2 = 0°和 φ2 = 30°截面图． 需要指出的是，有关立方结构 的织构演化已经有了很多研究，而且理论已经很成 熟． 已有大量的研究证明，钛合金中 α 相与 β 相严格 遵守一 定 的 晶 体 学 关 系［15］，即{ 0001 } α ∥{ 110 } β， 〈112－ 0〉α∥〈111〉β ． 因此，文中以 α 相在变形过程中 的织构演化分析 Ti--6Al--4V 合金在锻造过程中的织 构变化规律． 从图 7 可以看出: 单向镦拔时，难变形区的主织 构为( 120°，0°，0°) ，对应{ 0001} 〈101－ 0〉基面织构， 同时存在较强的( φ1，0°，0°) 对应的〈101－ 0〉丝织构; 小变形区的主 织 构 为( 90°，90°，60°) ，对应{ 11 2－ 0 } 〈0001〉柱面织构，同时还存在较强的( φ1，90°，0°) 对 应的〈1 － 21－ 0〉丝织构; 大变形区的主织构为( 90°，90°， 60°) ，对应{ 112－ 0} 〈0001〉柱面 织 构，同 时 存 在 较 强 的( 90°，32°，60°) 对应的{ 11 2－ 2 － } 〈11 2－ 3〉锥面织构． 换向镦拔时，难变形区的主织构为( 120°，0°，0°) ，对 应{ 0001} 〈01－ 10〉; 小变形区的主织构为( 30°，70°， 13°) ，对应{ 1 － 22－ 2} 〈2 1－ 1 － 1〉锥 面 织 构，其 次 是 ( 90°， 32°，60°) 对应的{ 112－ 2 － } 〈112－ 3〉锥面织构; 大变形区 的主织构为( 30°，40°，60°) ，对应{ 11 2－ 3} 〈2 3－ 11〉锥 面织构，另外是( 90°，0°，30°) 对应的{ 0001} 〈101－ 0〉 基面织构． 将上述各织构类型定量统计后汇总如表 1 及表 2 所示． 图 8 为不同锻造方式下各变形区域的织构组分 强度随 φ 角的变化曲线，其中取 φ1 = 90°和 φ2 = 0°． 从图中也可以看到，对于难变形区，{ 0001} 基面织构 组分很 强，随 着 变 形 程 度 的 增 大，直 到 大 变 形 区， { 1 － 21－ 2} 锥面以及{ 1 － 21－ 0} 柱面织构组分占据了主要 的地位． 同时比较两幅图可知，换向镦拔对于织构的 改善有很大的促进作用，其各类型的织构含量较单 向镦拔均匀得多． · 843 ·