強塑性變形方法的改進及超細晶純鋁應變速率敏感性研究.pdf

1、強塑性變形方法是制備塊體超細晶或納米結構材料的一類常用的方法。在常用的強塑性變形方法中，等通道轉角擠壓和高壓扭轉法是為材料學家使用和研究最多的兩種方法。盡管這兩種方法能夠有效地制得超細晶材料，但是這兩種方法自身也有其缺點和應用上的局限性。這就使得眾多的科研工作者致力于對現(xiàn)有的強塑性變形方法進行改進，或者發(fā)明新的強塑性變形方法，來制備超細晶材料。 本文主要包括以下幾個部分： 本文針對傳統(tǒng)的等通道轉角擠壓法難以對過長的材料進

2、行加工的缺點，基于新近提出的間接ECAD方法的理念，設計出模具并進行實驗，結果表明：間接ECAD能夠對試樣進行剪切變形處理，并對處理試樣長度沒有限制，故該方法是可行的。 本文介紹了一種獲取高變形量的制備超細晶材料的強塑性變形方法：旋轉剪切法。這種方法能夠在較小的壓力下獲得較大的應變量，且應變量均勻可控。文中推導出了計算應變量及應變速率的公式，并通過對純鋁材料的實驗實現(xiàn)了剪切變形法，結果表明實驗獲得了約8.37的剪切應變，并通過透

3、射電子顯微觀察，肯定了獲取了約700nm晶粒尺度的超細晶。 使用等通道轉角擠壓（ECAP）方法以及室溫冷軋，制備出超細晶鋁。在應變速率5×10-5/s 到10-1/s的范圍內進行拉伸實驗。將超細晶鋁隨應變速率變化的拉伸行為，與普通冷軋態(tài)鋁和粗晶鋁隨應變速率變化的拉伸行為進行對比分析。對于超細晶鋁，在1×10-1s-1~1×10-3s -1的應變速率范圍內，變形機制由位錯運動所控制；而在5×10-5s-1~1×10-4s -1的應

4、變速率范圍內，應變速率機制可能與晶界的滑移和轉動相關。 在退火態(tài)超細晶（UFG）鋁中，室溫下，屈服突降現(xiàn)象的出現(xiàn)被認為與非均勻變形現(xiàn)象相關。在本章中，我們發(fā)現(xiàn)，退火UFG鋁中這種反常的現(xiàn)象，與應變速率的大小無關。而近年才被發(fā)現(xiàn)的，UFG金屬的退火強化現(xiàn)象被證明與應變速率相關，即在一定的應變速率范圍內，退火強化是可行的，而在其它的應變速率范圍內，退火強化行為是不會發(fā)生的。同時，UFG鋁的退火強化現(xiàn)象也是與溫度相關的，室溫下的一定應