超細(xì)晶純銅高應(yīng)變速率變形.pdf

1、等徑角擠壓(ECAP)制備的超細(xì)晶純銅(UFG)由于其具有優(yōu)異的力學(xué)性能而得到廣泛的研究，但是超細(xì)晶純銅在高應(yīng)變速率下的力學(xué)性能和微觀組織變化還研究的很少，但是在實(shí)際中材料都會(huì)在一定的應(yīng)變速率和溫度下變形，因此研究超細(xì)晶純銅在不同變形條件下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能具有重要的意義。故本文利用霍普金森壓桿（SHPB）對(duì)ECAP擠壓8p后的UFG8p純銅進(jìn)行動(dòng)態(tài)沖擊，應(yīng)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(duì)比實(shí)驗(yàn)。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(yīng)變、位錯(cuò)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(cuò)密度都達(dá)到飽和，繼續(xù)擠壓其強(qiáng)度不會(huì)升高反而下降，而高應(yīng)變速率變形可以進(jìn)一步提高UFG8p純銅的強(qiáng)度，利用這一原理，對(duì)經(jīng)ECAP和SHPB復(fù)合變形后的試樣進(jìn)行靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)，分析其力學(xué)性能的變化。
　　 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

3、明，超細(xì)晶純銅的流動(dòng)應(yīng)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(shí)具有最高的流動(dòng)應(yīng)力581MPa;與CG純銅相比，UFG純銅的應(yīng)變硬化能力很差，隨著變形溫度的降低，超細(xì)晶純銅的應(yīng)變硬化效應(yīng)升高。TEM結(jié)果表明，在不同溫度下經(jīng)SHPB沖擊后超細(xì)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(cuò);在UFG4p+SHPB(298K)純銅和UFG8p+SHPB(425K)純銅內(nèi)發(fā)現(xiàn)了動(dòng)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(xì)化為390nm左右，經(jīng)SHPB變形后晶?？梢赃M(jìn)一步細(xì)化，UFG8p+SHPB(173K)純銅的晶粒尺寸進(jìn)一步細(xì)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(dòng)態(tài)再結(jié)晶的生成進(jìn)一步的細(xì)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(yīng)變和位錯(cuò)密度進(jìn)一步升高，而高溫變形時(shí)由于動(dòng)態(tài)回復(fù)的作用，使UFG8p