微米晶-超細晶復合增塑及其機制研究.pdf

1、南京理工大學博士學位論文微米晶超細晶復合增塑及其機制研究姓名：夏少華申請學位級別：博士專業(yè)：材料學指導教師：王經(jīng)濤20100101摘要博士論文(2)通過實驗實現(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驗材料，首先實現(xiàn)了對先共析相體積分數(shù)的定量控制；②結(jié)合相圖和相變動力學數(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現(xiàn)了對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現(xiàn)了組織的完全納米化／超細化，試樣的顯微硬度與拉伸強度均大幅提高；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性的低問題。尤其在銅鋁系合金中成功獲得了微米晶區(qū)體積分數(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)實驗表明除了微米晶區(qū)體積分數(shù)外，影響雙峰分布復合組織材料塑性的關鍵參數(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微觀組織表征、拉伸力學性能測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)與宏觀力學行為之間的關系，總結(jié)出對雙峰分布組織拉伸力學行為產(chǎn)生影響的三個關鍵參數(shù)：微米晶區(qū)的體積分數(shù)、平均尺寸及加工硬化因子。(4)建立了雙相復合增塑的細觀力學模型，獲得了雙峰分布組織有效增塑的

4、參數(shù)窗口。在前面獲得三個關鍵材料參數(shù)對雙峰分布組織力學行為影響的實驗規(guī)律的基礎上，結(jié)合局部變形帶擴展與增殖的復合增塑機制建立了雙相復合增塑細觀力學模型。利用該模型對本文工作及前人實驗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)拉伸應力應變行為的計算結(jié)果與實驗值吻合較好；同時還利用模型計算出在達到某一設定的塑性指標(如均勻延伸率8。≥5％)時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