超細晶純銅高應變速率變形.pdf

1、等徑角擠壓(ECAP)制備的超細晶純銅(UFG)由于其具有優(yōu)異的力學性能而得到廣泛的研究，但是超細晶純銅在高應變速率下的力學性能和微觀組織變化還研究的很少，但是在實際中材料都會在一定的應變速率和溫度下變形，因此研究超細晶純銅在不同變形條件下的動態(tài)力學性能具有重要的意義。故本文利用霍普金森壓桿（SHPB）對ECAP擠壓8p后的UFG8p純銅進行動態(tài)沖擊，應變速率為1500s-1，變形溫度分別為425K、373K、298K、233K和173

2、K，利用UFG4p純銅和退火態(tài)(CG)純銅做對比實驗。然后利用透射電鏡和XRD分析不同變形條件下試樣內(nèi)部微觀組織的變化以及微應變、位錯密度、孿晶密度的變化。研究表明，ECAP擠壓8p后UFG純銅的晶粒尺寸和位錯密度都達到飽和，繼續(xù)擠壓其強度不會升高反而下降，而高應變速率變形可以進一步提高UFG8p純銅的強度，利用這一原理，對經(jīng)ECAP和SHPB復合變形后的試樣進行靜態(tài)拉伸實驗，分析其力學性能的變化。
　　 動態(tài)力學性能實驗結(jié)果表

3、明，超細晶純銅的流動應力隨著沖擊溫度的降低而升高，UFG8p純銅在173K的溫度下變形時具有最高的流動應力581MPa;與CG純銅相比，UFG純銅的應變硬化能力很差，隨著變形溫度的降低，超細晶純銅的應變硬化效應升高。TEM結(jié)果表明，在不同溫度下經(jīng)SHPB沖擊后超細晶純銅內(nèi)部都看到了變形孿晶簇，孿晶內(nèi)部有大量的位錯;在UFG4p+SHPB(298K)純銅和UFG8p+SHPB(425K)純銅內(nèi)發(fā)現(xiàn)了動態(tài)再結(jié)晶。微觀組織分析表明，UFG8p

4、純銅的晶粒尺寸由原始態(tài)的92μm細化為390nm左右，經(jīng)SHPB變形后晶?？梢赃M一步細化，UFG8p+SHPB(173K)純銅的晶粒尺寸進一步細化為300nm左右，明顯低于UFG8p純銅的晶粒尺寸，其中UFG8p+SHPB(425K)純銅由于動態(tài)再結(jié)晶的生成進一步的細化晶粒，具有最低的晶粒尺寸230nm。XRD結(jié)果表明，經(jīng)室溫和低溫SHPB沖擊后UFG8p純銅試樣的微應變和位錯密度進一步升高，而高溫變形時由于動態(tài)回復的作用，使UFG8p