高应变率下TiAl金属间化合物变形机理和韧脆转变行为的研究

针对初步揭示的TiAl在高应变率拉伸加载下变形机制发生转变的现象，以及尚未获得TiAl高应变率下的韧脆转变温度（BDTT）等问题；同时在无法获得冲击拉伸试验用的TiAl单晶和类单晶（PST）的情况下，对多晶TiAl实施不同温度（室温至1000℃以上）和应变率下的拉伸试验和加卸载试验，确定TiAl高应变率加载下的BDTT；并利用试验所得试件，采用多种显微分析手段分析温度和应变率对位错和孪晶分布、位错种类和位错运动的影响，研究位错、孪晶交互作用以及温度和应变率诱发的缺陷对位错运动的影响机制，定性或半定量的分析应变率和温度对孪生和位错机制临界分切应力(CRSS)的影响规律；揭示温度和应变率对TiAl在动态拉伸作用下变形机制的转变机理、变形机制转变的应变率范围及其温度相关性、TiAl韧脆转变机制和BDTT的应变率相关性，建立高温动态力学性能与变形机制更深层次的关联，为TiAl的改性和应用提供基础。

对不同微观组织（等轴DP，双态DP及近片层NL）的TiAl金属间化合物在高应变率加载条件下实施最高温度达1000℃的冲击拉伸试验，系统研究了高温高应变率耦合条件下不同微观组织TiAl的力学行为和韧脆转变行为。研究发现，上述材料在高应变下是应变率无关材料，但强度明显高于准静态下的强度；高应变加载下韧脆转变温度（BDTT）较准静态下明显提高，但在高应变率加载范围内无明显应变率相关性；发生韧脆转变的TiAl塑性提高，但未发生再结晶现象。利用TEM对上述高应变率加载断裂后试件进行显微分析，发现韧脆转变前位错机制被抑制，而韧脆转变后位错机制明显开动；晶界在NL TiAl的变形中起到了一定的贡献；孪生机制的临界分切应力(CRSS)虽然比位错机制高，但由于极短的加载时间导致位错机制无法开动；NL TiAl中不易出现交叉孪晶，而其他组织中发现了孪晶的交互作用。