The dynamic and reverse transformations were studied in Ti-6Al-4V. Isothermal torsion tests were performed in the two-phase region. Dynamic transformation was observed to occur at 880°C, 940°C, 960°C, 980°C and 1000°C and continuous straining led to an increase in the beta phase fraction. The extent of this type of dynamic transformation increased when the temperature approached the transus temperature. Based on data from the torsion tests, the energy barriers and driving forces associated with dynamic transformation are evaluated. It is shown that the stored energy is less than the forces inhibiting transformation and insufficient to initiate the phenomenon. By contrast, the driving force derived from the net softening is greater than the opposing force and is responsible for initiating the reaction. The hot deformation reduces the transus temperature and leads to the formation of a thermodynamically metastable state.

In order to investigate the reverse transformation, isothermal holding experiments were performed after compression at 940°C, 970°C and 1000°C in the two-phase region. The reverse transformation is controlled by diffusion and its rate is independent of temperature when the holding time is 18s. By contrast, it depends on temperature when the holding time is increased to 180 s and 1800s. The dilatometer results show that the transformation occurs in two stages;​ the first involves transformation on dislocations;​ the second growth of the alpha structure.

The effects of dynamic transformation on the flow stress were evaluated using compression testing and self-consistent modeling. Dynamic transformation from alpha to beta was observed in both microstructures (globular and colonies) at different strain rates with temperatures ranging from 815 °C to 950 °C. The extent of dynamic transformation and the associated flow softening in Ti-6Al-4V by transformation were approximately independent of the initial microstructure. However, the measured flow softening in the globular microstructure was much greater than in the colony microstructure. The best strain rates for observing dynamic transformation are in the range:​ 0.01 s⁻¹ - 0.001 s⁻¹. The roles of dynamic and reverse transformation were further studied using multipass torsion testing. Flow softening was observed during the isothermal multipass deformation tests as indicated by the evolution of the mean flow stress (MFS). The results indicate that the MFS values increase with interpass time from 2s to 32s. The alpha phase transforms into beta during straining, but it retransforms statically into alpha by amounts that increase with interpass time. The flow softening observed is the net result of softening by dynamic transformation and hardening by reverse transformation.

Les transformations dynamiques et inverses ont été étudiées pour le Ti-6Al-4V. Des essais de torsion isotherme ont été menés dans la région bi-phasée. La transformation dynamique a été observée à 880°C, 940°C, 960°C, 980°C et 1000°C et la déformation continue a conduit à une augmentation du pourcentage de phase beta. L’ampleur de ce type de transformation dynamique a augmenté quand la température a approché de la température de transus. Grâce aux données des essais de torsion, les barrières énergétiques et les forces motrices associées avec la transformation dynamique ont pu être évaluées. Il a été démontré que l’énergie stockée est plus faible que les forces inhibant la transformation et qu’elle est insuffisante pour initier le phénomène. En revanche, la force motrice dérivée de l’adoucissement net est supérieure à la force opposée et est responsable de l’initiation de la réaction. La déformation à chaud réduit la température de transus et conduit à la formation d’un état thermodynamiquement métastable.

Afin d’étudier la transformation inverse, des essais de maintien isotherme ont été menés après compression à 940°C, 970°C et 1000°C dans la région bi-phasée. La transformation inverse est controlée par la diffusion et sa vitesse est indépendante de la température quand les durées de maintien sont de 18s. En revanche, cette vitesse dépend de la température quand les durées de maintien sont augmentées à 180s et à 1800s. Les résultats de dilatométrie montrent que la transformation se produit en deux étapes;​ la première implique une transformation au niveau des dislocations;​ la deuxième, une croissance de la phase alpha.

Les effets de la transformation dynamique sur la contrainte de déformation ont été évalués par des essais en compression et par de la modélisation automne. La transformation dynamique de la phase alpha à beta a été observé dans les deux microstructures (globulaire et colonies) à différentes vitesses de déformation avec des températures allant de 815°C à 950°C. L’ampleur de la transformation dynamique et l’adoucissement de la déformation plastique que l’on y associe, étaient approximativement indépendants de la microstructure initiale. Cependant, l’adoucissement mesuré de la déformation plastique dans la microstructure globulaire était largement supérieur à celui dans la microstructure de colonies. Les vitesses de déformation optimales pour observer la transformation dynamique se situaient entre 0.01 s⁻¹ et 0.001 s⁻¹. Les rôles des transformations dynamiques et inverses ont été approfondis avec des essais de torsion multi-passes. L’adoucissement de la déformation plastique a été observée pendant les multiples essais de déformation isotherme tel qu’indiqué par l’évolution de la contrainte de déformation moyenne (CDM). Les résultats indiquent que les valeurs de CDM augmentent avec la durée entre les passes, de 2s à 32s. La phase alpha se transforme en phase beta pendant la déformation, mais elle se retransforme statiquement en phase alpha, en quantités croissantes avec la durée entre les passes. L’adoucissement de la contrainte de déformation observée est le résultat net de l’adoucissement obtenu par la transformation dynamique et le durcissement obtenu par la transformation inverse.