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本论文以纯钛(TA2)为研究对象,研究了纯钛在不同轧制条件及再结晶退火后的微观组织和力学性能演变。本文主要利用力学拉伸机、显微硬度仪进行力学性能进行测试,利用金相显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)进行微观形貌表征。首先,对纯钛进行大变形量的冷轧以及随后进行不同参数的再结晶退火,对其微观组织和力学性能的演变进行了研究。结果表明,纯钛经过大变形量的冷轧,强度得到了显著的提高。经过再结晶退火处理,纯钛的强度下降但是塑性得到了回复,并通过在450℃下0.5小时长的退火得到了非均质层状结构,提高了拉伸过程中的应变硬化率。非均质层状结构能够通过背应力强化来提高应变硬化率,而这种提高应变硬化率能力与再结晶的比例有关。其次,对不同晶粒尺寸的纯钛进行了较小变形量的液氮轧制,研究其力学性能和微观组织的演变。结果表明,小变形量的液氮轧制激发了高密度的孪晶,并对强度产生了显著提升。{11(?)2}压缩孪晶和{10(?)2}拉伸孪晶是纯钛液氮轧制中激发的两种主要孪晶类型,其中{11(?)2}压缩孪晶主要属于一次孪晶变体,而{10(?)2}拉伸孪晶则大多是以{11(?)2}压缩孪晶为基体的二次孪晶变体。两者孪晶界所占比例随着应变量的增大而趋于持平,但是{11(?)2}压缩孪晶面积所占比一直远高于{10(?)2}拉伸孪晶。最后,对纯钛样品力学拉伸曲线中出现的不连续屈服现象进行了研究。结果表明,纯钛在拉伸过程中的屈服下降是由于开动<c+a>位错所需要的临界切应力(CRSS)大于使其滑移所需的力。随着<c+a>位错在屈服平台阶段不断激发并相互缠结,其显著的加工硬化能力对拉伸试样产生了二次硬化作用,力学曲线再次进入强化阶段。