钛合金拥有密度幼、比强度高、耐蚀性好蹬着异机能，宽泛利用于航空、航天、航海及化工等领域。随着兵器设备更新换代，为满足新一代飞机和高机能航空发起机的长命命与高减沉设计需要，对轻质高强资料也提出了更高的要求 [1-4]。TB17钛合金属于亚稳β型钛合金，是我国自主研发设计的新型超高强韧钛合金，通过相宜的固溶强化处置，强度可达 1350MPa 以上，并拥有较好的强度 - 塑性 - 韧性匹配，可用于造作大型结构锻件等。

动态再结晶（dynamic recrystallization, DRX）在资料的热加工过程中有着沉要的工程意思，它是细化晶粒的有效方式之一；DRX 可使变形组织细化，因而可能改善合金塑性和可加工性。DRX 机造分为陆续动态再结晶（continuous dynamic recrystallization, CDRX）与不陆续动态再结晶（discontinuous dynamic recrystallization, DDRX）。在镁合金 [5]、铜合金 [6] 等层错能较低的合金中往往产生 DDRX。铝合金 [7] 和铁素体 [8] 等资猜中往往会产生 CDRX。而钛合金作为一种高层错能资料则不容易产生 DRX。然而钻研批注 [9-11]，在钛合金中也可能观察到 DRX 景象，并且随着变形参数的扭转，DRX 机造也存在着差距。欧阳德来等 [12] 在钻研 TB6 钛合金的 DRX 行为时发现，在低应变速度下重要产生亚晶归并动弹的 CDRX，在高应变速度下 DRX 晶粒通过晶界弓出方式形核，重要转变机造为 DDRX。田宇兴等 [13] 在钻研 Ti2448 钛合金 DRX 机理时却以为，在低应变速度下 Ti2448 钛合金仅仅有 CDRX的趋向，重要转变机造为动态回复（dynamic recovery, DRV），而在高应变速度下的 DRX 机造为 CDRX与 DDRX 共同作用。以上钻研批注，固然钛合金也会产生 DRX 景象，但是合金之间的 DRX 的机造可能存在差距。因而，在新合金的研发过程中，明确其 DRX 机理极度必要。

TB17钛合金为我国自主研发的新型超高强韧钛合金，目前国内表对 TB17钛合金 DRX 方面的钻研报路较少。为此，本工作发展了 TB17钛合金在β相区的热压缩尝试，钻研该合金 DRX 行为及转变机理，为合理造订热加工工艺提供凭据。

1、尝试资料与步骤

本尝试所使用的资料是中国航发北京航空资料钻研院研造的 TB17 新型超高强韧钛合金，其名义成分为 Ti-Mo-Cr-Nb-V-Sn-Zr-Al，尝试用锻件经 812℃改锻，原始组织如图 1 所示，为典型的双态组织，此时初生 α 相呈藐幼短棒状。选取金相法测得该钛合金的相变点约为 845℃。

热仿照压缩尝试在 Gleeble-3800 热仿照压缩机上进行，变形温度为 860~980℃，应变速度为 0.001~1s??，变形量为 20%~70%，试样热仿照压缩实现后立刻水冷保留其高温组织。压缩后的试样选取电火花线切割机沿着中轴线切开，经打磨、抛光进行金相造样。经电解抛光进行 EBSD 造样，经机械减薄和电解双喷减薄进行 TEM 造样。金相组织观察与分析在 Leica DMI3000M 型卧式金相显微镜上进行，EBSD 图像采集和分析在配有 DIGIVIEW5 EBSD 探头的 FEInavoSEM450 场发射扫描电子显微镜上进行，TEM 微观结构观察与分析在 JEM-2100 透射电镜上进行。

2、了局与分析

2.1 分歧应变速度下 DRX 组织演变过程

通过观察 TB17钛合金在高、低应变速度下变形至分歧应变时的变形组织，以分析 DRX 形核过程。图 2 为 TB17钛合金在变形温度 920℃，应变速度 0.001s?? 时，变形至分歧应变下的金相组织照片。合金未产生变形时（见图 2 (a)），原始β晶界较为平直，晶粒状态较为规整，呈等轴状。经较低应变（ε=0.22）变形后（见图 2 (b)），因晶界左近必要应变协调，晶界受两侧取向差影响，原始β晶界产生部门迁徙，变得崎岖，但依然维持晶界的陆续性，进一步可观察到β晶粒内部出现了亚晶界结构，注明 DRX 晶粒重要在原始β晶粒内部形核。当应变增长到 0.69 后（见图 2 (c)），原始β晶粒产生肯定水平的破碎，亚晶间的归并动弹逐步形成新的 DRX 晶粒。持续增大应变至 1.2（见图 2 (d)），合金中 DRX 发展较为充分，但先转变实现的 DRX 晶粒又发成长大。

相比之下，在高应变速度下产生变形，DRX 组织演变出现出不一样的大局。图 3 为 TB17钛合金在变形温度 920℃，应变速度 0.1s?? 时变形至分歧应变下的金相组织。合金经变形至应变量为 0.22 后（见图 3 (b)），原始β晶界产生弓弯，晶界出现锯齿状。当应变量增大到 0.69（见图 3 (c)），在原始β晶界左近已形成一圈类似 “项链状” 的 DRX 晶粒，这是由于晶界切变的频仍产生，使得晶界出现出锯齿状并伴随有部门产生不均耘爪变梯度的景象，这衷祓伏的结构有助于晶界的弓弯，使得不规定区域从原始晶粒中分离出来，分离出来的这部门区域与原始晶粒之间的取向差会随着应变量的增长而增大，最终会转造成大角度晶界 [14]。持续增大应变量至 1.2 后（见图 3 (d)），原始β晶界左近的 DRX 晶粒进一步增多，“项链状” 特点愈加显著。

通过观察分歧应变速度下 TB17钛合金 DRX 转变过程发现，在低应变速度下 DRX 重要在原始β晶粒内部形核，在高应变速度下重要以晶界弓弯形核为主。

2.2 动态再结晶机造

通过对 TB17钛合金高、低应变速度下变形组织的 EBSD 和 TEM 测试可进一步分析 DRX 机造的差距。图 4 为 TB17钛合金在变形温度 920℃，分歧应变速度变形至应变为 0.69 后变形组织的 EBSD 取向图，图 4 中一样色彩代表着晶粒的取向一致，玄色实线为取向差大于 15° 的大角度晶界（high angle grain boundary, HAGB），红色实线代表取向差幼于 10° 的幼角度晶界（low angle grain boundary, LAGB）（图 4 (a) 中玄色箭头所指）。在应变速度为 0.001s?? 时（见图 4 (a)），可观察到原始β晶粒内部存在大量的 LAGB，原始大晶粒被划分成分歧状态尺寸的亚晶。某些亚晶的色彩与原始晶粒一致，这注明通过亚晶形核的 DRX 晶粒是从原始晶粒中 “分离” 出来。故在低应变速度下 DRX 产生重要是通过亚晶动弹归并形成新晶粒，其 DRX 机造为 CDRX。

然而在高应变速度下（ε=0.1s^-1）（见图 4 (b)），DRX 晶粒重要在晶界处形成，在晶界左近形成的 DRX 晶粒均为拥有 HAGB 的藐幼晶粒，形成的 DRX 晶粒与原始晶粒之间存在较大的取向差。同时，在晶界处还存在部门长条状态的 DRX 晶粒，相邻晶粒之间由幼角度晶界相衔接（图 4 (b) 玄色箭头所指），从而使得这种晶粒在中央有类似被 “掐断” 的特点，LAGB 重要存在于类似于这种 DRX 晶粒群中，相比之下在原始晶粒内部却很少出现。注明在高应变速度下 DRX 机造是以晶界弓出为主的 DDRX，同时可能还陪伴着亚晶的动弹归并机造。

图 5 为 TB17钛合金分歧热变形参数下的 TEM 照片。图 5 (a)、(c) 是低应变速度下变形的 TEM 照片，此时在原始β晶粒内部能够显著看出位错间相互缠结和亚晶界的形成，亚晶界的形成是由于位错之间的交互作用使得分歧滑移面上的同号刃型位错在垂直于滑移面方向上相互缠结的了局 [15]；同时异号位错会相互抵消，从而形成胞状结构 [16]，在热激活的作用下，位错墙不休变得锋锐形成亚晶界，但是亚晶界的晶界角还处于幼角度晶界领域，随着变形的进行，亚晶不休吸收位错来增大取向差，最终动弹形成拥有高角度晶界的 DRX 晶粒。而在高应变速度下（见图 5 (b)、(d)），晶界处存在高密度位错组态，这是由于应变引发晶界产生变形，造成部门晶界两侧形成位错密度差，以位错密度差为驱动力，部门晶界不休吸收位错向表弓弯 [17-18]，最终在原始β晶界处形成藐幼的 DRX 晶粒。

CDRX与 DDRX 固然阐发大局分歧，但是性质上是统一的，它是对储能载体的亏损过程，即通过位错的增殖、滑移和胞状结构演化形成新的 DRX 晶粒（几何动态再结晶之表）。在高应变速度下，一方面，应变在晶界处必要协调引起晶界产生弓弯，导致位错在晶界处急剧增殖从而增大了 DRX 的驱动力；另一方面，在以位错密度为驱动力作用下，DRX 晶粒通过动态回复在晶界处大量形核，最终通过亏损位错转造成藐幼的 DRX 晶粒来降低变形贮存能。而在低应变速度下，位错有足够的功夫进行攀移和交滑移，它们之间的自销和沉排可能充分进行，从而显著减幼了晶内的位错密度，使得 DRX 形核的驱动力降低，导致形成的 DRX 数量较少，尺寸较大。图 6 为 TB17钛合金在分歧应变速度下晶界取向差散布直方图，图中了局显示分歧应变速度下晶粒取向差重要集中在幼角度领域（取向差低于 10°），此表，之前的钻研了局批注，TB17钛合金在β相区的变形激活能为 217.2kJ/mol，靠近于β相的自扩散激活能上限，注明该合金在β相区的变形机造以 DRV 为主，CDRX与 DDRX 变形机造为辅。这个了局与 Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr 钛合金 [19] 和 TB6 钛合金 [12] 在β相区变形机遇造一致。综上所述，TB17钛合金在β相区变形时重要产生 DRV，但是在分歧应变速度下存在两种 DRX 机造。

3、结论

(1) TB17钛合金在β相区高温变形，凭据应变速度的分歧，DRX 晶粒形核的地位也分歧：在低应变速度下，DRX 晶粒重要在晶粒内部形核；在高应变速度下 DRX 重要在晶界处形核。

(2) TB17钛合金在β相区变形重要产生 DRV，同时还存在两种辅助变形机造：在低应变速度下 DRX 机造为亚晶归并动弹的 CDRX；在高应变速度下重要为晶界剪切陪伴着亚晶动弹的 DDRX。

(3) CDRX与 DDRX 固然在过程上存在差距，但性质上都是通过位错的增殖、滑移和胞状结构演化形成新的 DRX 晶粒。

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基金项目：国度天然科学基金赞助项目（51764041）收稿日期：2018-11-13；订正日期：2019-10-08通讯作者：朱知寿（1966-），男，钻研员，博士，重要从事航空钛合金及其利用技术钻研，联系地址：北京市 81 信箱 15 分箱（100095），E-mail：zhuzzs@126.com