异步轧制纯Ti薄板表面纳米晶的形成

刘刚¹，刘金阳²，王小兰³，王福会³，赵骧²，左良²

1. 东北大学研究院2. 东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室3. 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室

摘 要：对工业纯Ti板材进行异步轧制,在板材表面获得纳米晶组织,对显微组织演变和硬度沿板材深度的分布进行了测试分析.结果表明,经过异步轧制后,工业纯Ti表面形成了等轴状、尺寸介于30-60 nm的纳米晶组织,证明异步轧制可以使大尺寸金属板材在轧制过程中实现表面纳米化.异步轧制板材表面纳米晶的形成过程包括:在外力的反复作用下,位错密度升高,并通过滑移、湮灭和重组形成了亚微米尺度的位错胞/亚微晶.随着轧制道次和压下量的增加,高密度位错重复上述过程使晶粒尺寸不断减小、取向差持续增大,最终形成等轴状、具有中等到大角度晶界的纳米晶组织.表面梯度层在轧制初期形成,其厚度随着压下量增加而逐渐增大,层内硬度变化与晶粒尺寸密切相关.

关键词：工业纯Ti;异步轧制;表面纳米化;结构;硬度;