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1、相比于粗晶材料,在超細晶尺寸范圍內(nèi),材料的動態(tài)力學(xué)性能與尺寸大小成反比。通過等通道角擠壓(ECAP)的新技術(shù)手段,實現(xiàn)材料的超細化,提高其強塑性,研究超細晶材料在高應(yīng)變速率下的組織演變、力學(xué)性能和絕熱溫升,進而從微觀結(jié)構(gòu)的演變來建立材料的動態(tài)粘彈塑性本構(gòu)方程,為超細晶純銅材料在極端條件下的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
本課題采用99.97wt%的工業(yè)無氧純銅,通過ECAP方法,進行1-8道次的擠壓來進行晶粒細化。通過分離式霍普金森壓
2、桿(SHPB)進行動態(tài)力學(xué)性能實驗,選擇三種高應(yīng)變率1000 s-1,1200 s-1,1700 s-1進行試驗,同時進行了應(yīng)變率為10-4 s-1的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實驗做為對比,采用金相電子顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)來觀察晶粒微觀結(jié)構(gòu)及組織演變。
實驗結(jié)果表明:隨擠壓道次的增加純銅晶粒尺寸呈現(xiàn)下降趨勢,第1道次降低最為明顯,從原來的60μm降到0.4μm,經(jīng)過8道次ECAP擠壓后,形成大
3、量等軸超細晶組織。準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能結(jié)果顯示,強度隨擠壓道次的增加呈現(xiàn)上升趨勢,4道次達到最大值(449MPa)。對動態(tài)力學(xué)性能結(jié)果研究顯示,純銅表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變率硬化現(xiàn)象,8道次在1700s-1時流動應(yīng)力達到1245MPa。相對于退火態(tài),超細晶純銅的應(yīng)變率敏感性升高,由原來的0.0058上升到0.042,對高應(yīng)變率作用后的組織觀察發(fā)現(xiàn),純銅材料中產(chǎn)生大量的位錯和孿晶組織,并且在高道次材料中出現(xiàn)了動態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象。對Johnson-Cook經(jīng)
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