孔洞的萌生长大对其塑性变形性能的研究

发布时间：2020-12-08 19:34

　　纳晶材料由于其特殊的微观结构使其具有常规粗晶材料所不具备的一系列优异的力学性能,如较高的硬度、屈服强度和良好的耐磨性能等,因而受到广泛的关注。大量学者在纳晶材料独特的变形机理方面做了很多的研究。近些年的研究发现,纳米材料中微孔洞的萌生、长大也是其过早失效的重要原因。纳晶材料特殊的微观结构以及变形机理也使得材料内部的塑性变形与常规的粗晶材料有很大的不同。本文在充分理纳晶材料孔洞的萌生和生长变形的基础上,建立了纳米材料中孔洞的萌生和生长的模型,研究了纳米材料中塑性变形过程,讨论了纳米材料的晶粒的尺寸、能量、温度以及微观结构对塑性变形过程的影响。主要的研究内容如下:(1)回顾了纳晶材料的研究发展过程,对纳晶材料孔洞萌生和生长的影响参数、力学性能以及塑性变形机制作了系统性的概述。(2)在构建孔洞萌生能量分析法的模型中,作者计算了在三晶交处位错塞积所引起的应变能和温度较高时晶界扩散能以及孔洞萌生的能量,在能量守恒的基础上分析了纳米材料中三晶交处孔洞的萌生情况。(3)比较了无协调时和有晶界扩散协调时晶界滑移对三晶交处孔洞成核的影响,并且讨论了外加载荷大小以及晶界长度对孔洞萌生的影响。研究结果表明,... 

【文章来源】：武汉工程大学湖北省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

纳米晶体材料二维结构模型图

武汉工程大学硕士学位论文米级晶粒，其内部晶格位错塞积的情况。从位错源发射一对正负位沿着滑移面滑移，遇到晶界后受到阻碍。由于纳米材料晶界占有晶体积分数非常大，因此晶粒内部的位错的塞积以及位错源受到很大限制。图 1-3（b）位错的数量相对不多，在纳晶材料中，位错的相作用以及位错组态和运动行为与粗晶有一些差异。Gryaznov等学者研究了纳米晶体材料晶粒大小对晶格位错组态的影响，并且计算得了位错组态发生突变时晶粒大小的临界值。一些学者[12-14]用分子动学研究发现，晶粒较大时，位错活动相对比较明显；晶粒尺寸为纳级时，仅能观察到由晶界向晶内发射得不全位错。通过计算机模拟实验观的察结果均表明，与粗晶材料相比纳晶材料的变形机制是完不同的，纳晶晶内发射全位错协调变形，遇到晶界受阻后变成由晶发射不全位错。

第 1 章 绪论1-1）可知，随着晶粒尺寸的减小，的体积达到百分之五十时，晶界就已界相的贡献有四点：（1）阻碍着塑性相在晶界区发生多层面滑动；（4）晶起附加应力。所以，在探索纳晶材料不能忽略晶界的作用。晶界滑移即为为了保持变形的连续性，沿着晶界产用下，纳晶晶界发生大剪切应变，从学者研究表明：纳晶材料塑性变形的6]。Kim 等人的探索发现，为了保持变变总变形的百分之六十[17]。


本文编号：2905574