微米晶-超細(xì)晶復(fù)合增塑及其機(jī)制研究.pdf

1、南京理工大學(xué)博士學(xué)位論文微米晶超細(xì)晶復(fù)合增塑及其機(jī)制研究姓名：夏少華申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：王經(jīng)濤20100101摘要博士論文(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了用上述方法制備了參數(shù)可控的雙峰分布組織。①根據(jù)杠桿定律選擇了不同亞共析成分的鋅鋁系、鐵碳系及銅鋁系合金作為實(shí)驗(yàn)材料，首先實(shí)現(xiàn)了對(duì)先共析相體積分?jǐn)?shù)的定量控制；②結(jié)合相圖和相變動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)制定相變處理工藝，在銅鋁與鋅鋁共析體系合金中實(shí)現(xiàn)了對(duì)先共析相尺寸的控制；⑨采用高壓扭轉(zhuǎn)變形(HP

2、T，HighPressureTorsion)與等徑角變形(ECAP，EqualChannelAngularPressing)的方法，在鋅鋁、鐵碳及銅鋁共析體系合金中實(shí)現(xiàn)了組織的完全納米化／超細(xì)化，試樣的顯微硬度與拉伸強(qiáng)度均大幅提高；④利用退火處理，在三種共析成分合金系中獲得了晶粒尺寸可控雙峰分布組織，從而解決了組織可重復(fù)性的低問(wèn)題。尤其在銅鋁系合金中成功獲得了微米晶區(qū)體積分?jǐn)?shù)分別為O％、20％、40％，平均尺寸分別為20岬、100岬的一

3、系列雙峰分布組織。(3)實(shí)驗(yàn)表明除了微米晶區(qū)體積分?jǐn)?shù)外，影響雙峰分布復(fù)合組織材料塑性的關(guān)鍵參數(shù)還有微米晶區(qū)的尺寸(或間距)、微米晶區(qū)的加工硬化因子。在銅鋁系合金中通過(guò)微觀組織表征、拉伸力學(xué)性能測(cè)試以及納米壓痕分析等手段，系統(tǒng)研究了雙峰分布組織參數(shù)與宏觀力學(xué)行為之間的關(guān)系，總結(jié)出對(duì)雙峰分布組織拉伸力學(xué)行為產(chǎn)生影響的三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：微米晶區(qū)的體積分?jǐn)?shù)、平均尺寸及加工硬化因子。(4)建立了雙相復(fù)合增塑的細(xì)觀力學(xué)模型，獲得了雙峰分布組織有效增塑的

4、參數(shù)窗口。在前面獲得三個(gè)關(guān)鍵材料參數(shù)對(duì)雙峰分布組織力學(xué)行為影響的實(shí)驗(yàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合局部變形帶擴(kuò)展與增殖的復(fù)合增塑機(jī)制建立了雙相復(fù)合增塑細(xì)觀力學(xué)模型。利用該模型對(duì)本文工作及前人實(shí)驗(yàn)中幾種典型雙峰分布組織材料(銅鋁合金、鐵碳合金、純銅及鋁鎂合金)拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值吻合較好；同時(shí)還利用模型計(jì)算出在達(dá)到某一設(shè)定的塑性指標(biāo)(如均勻延伸率8?！?％)時(shí)雙峰分布組織的有效增塑參數(shù)窗口。利用增塑參數(shù)窗口闡明了雙峰分布組織材料是否能有