累积叠轧Nb/Zr层状复合板的微观组织与力学性能

采用累积叠轧法制备了初始Zr层厚度不同的2种Nb/Zr金属层状复合板并对其在叠轧过程中的微观结构、织构演化和力学性能进行了研究.结果 显示,Nb/Zr层状复合材料的界面结合良好,异质界面处无金属间化合物产生.随着叠轧道次增加,层状复合结构内部形成了贯穿于多个金属层的剪切带组织,初始Zr层厚度为1mm的复合板较Zr层厚度为2mm的复合板易于发生Zr层的颈缩、断裂和分离.Nb层内主要为位错胞状结构,Zr层内为高位错密度晶粒与动态回复晶粒的混合组织.此外,不同初始Zr层厚度的复合板中Nb层的织构演化特征不同:当初始Zr层厚度为1 mm时,Nb表现为强立方取向;当初始Zr层厚度为2 mm时,随着叠轧道次增加,旋转立方取向始终为主导的织构组分.2种复合板中Zr层的织构演化特征一致,即经1道次叠轧后,{0001}基面双峰织构为主要织构组分.随着叠轧道次增加,基面双峰织构略有减弱,同时出现了较弱的{1120}丝织构.单轴拉伸测试表明,随着叠轧道次增加2种不同Zr层厚度的复合板屈服强度和抗拉强度均逐渐增大,而塑性延伸率呈先减小后增大的趋势.经3道次叠轧后2种复合板的最大延伸率分别为14.2％和16.5％.叠轧过程中各金属显著的晶粒细化、Zr层内高位错密度晶粒与动态回复晶粒共存的混合组织以及Zr织构的特征演化是贡献于复合板具有高强度和良好塑性的原因.