B 4 C P /6061Al复合材料轧制变形行为研究
发布时间：2023-02-10 18:23
B4CP/Al复合材料综合了B4C陶瓷颗粒与铝合金基体的优良性能,具有高比强度、高比模量、耐高温、耐磨损、良好的中子吸收能力等优点,是理想的中子吸收材料。但是,B4CP/Al复合材料大尺寸板材的制备加工技术一直是限制其发展的瓶颈,目前国内核电站中所使用的中子吸收材料基本上都是从国外进口。因此,为了打破发达国家对我国核电关键材料的技术封锁,推动我国核电工业安全高速发展,我国中子吸收材料的自主化研制势在必行。本文以B4CP/6061Al复合材料为研究对象,围绕复合材料大尺寸板材制备加工技术的几个重要环节,从复合材料的热变形行为、热加工工艺优化、轧制变形过程数值模拟以及轧制板材的组织与性能研究等方面开展了相关研究,并得到以下主要结论:通过等温单道次热压缩实验,并对热压缩实验数据进行摩擦修正,构建了考虑应变补偿的流变应力本构模型,该模型能够很好的预测B4CP/6061A1复合材料的热变形流变规律。B4C增强颗粒的加入,促进了复合材料的动态再结晶行为,在较低的变形温度与较高的应变速率下即可发生动态再结晶。随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶晶粒不断长大,平均晶粒尺寸以及大角度晶界的比例...
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 中子吸收材料的研究现状
1.3 B4C/Al复合材料概述
1.3.1 B4C增强体的特性及应用
1.3.2 B4C/Al复合材料的制备方法
1.3.3 B4C/Al界面反应及相组成
1.4 颗粒增强铝基复合材料热变形行为研究
1.4.1 热变形模拟方法
1.4.2 热变形本构模型
1.4.3 热加工图
1.5 颗粒增强铝基复合材料轧制变形行为研究
1.5.1 颗粒增强铝基复合材料轧制变形研究进展
1.5.2 颗粒增强铝基复合材料轧制变形工艺优化
1.5.3 颗粒增强铝基复合材料轧制变形数值模拟研究
1.6 颗粒增强铝基复合材料热处理研究现状
1.7 研究目的、内容及技术路线
1.7.1 研究目的与意义
1.7.2 研究内容
1.7.3 技术路线
2 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.2.1 热压缩实验
2.2.2 B4CP/6061Al复合材料轧制实验
2.2.3 差式扫描量热分析
2.2.4 热处理实验
2.2.5 X射线衍射分析
2.3 微观组织分析
2.3.1 OM分析
2.3.2 SEM分析
2.3.3 EBSD分析
2.4 力学性能测试
3 B4CP/6061Al复合材料热变形行为研究
3.1 B4CP/6061Al复合材料热变形流变应力特征分析
3.1.1 B4CP/6061Al复合材料流变应力曲线
3.1.2 应变速率对B4CP/6061Al复合材料流变应力的影响
3.1.3 变形温度对B4CP/6061Al复合材料流变应力的影响
3.2 B4CP/6061Al复合材料本构模型的构建与验证
3.2.1 B4CP/6061Al复合材料流变应力的摩擦修正
3.2.2 B4CP/6061Al复合材料本构模型的构建
3.2.3 B4CP/6061Al复合材料本构模型的验证
3.3 热变形条件对B4CP/6061Al复合材料微观组织的影响
3.3.1 变形温度对B4CP/6061Al复合材料微观组织的影响
3.3.2 应变速率对B4CP/6061Al复合材料微观组织的影响
3.4 B4CP/6061Al复合材料动态再结晶行为研究
3.4.1 B4CP/6061Al复合材料动态再结晶临界条件
3.4.2 B4CP/6061Al复合材料动态再结晶稳态应变
3.4.3 B4CP/6061Al复合材料动态再结晶图的建立
3.5 本章小结
4 B4CP/6061Al复合材料热加工工艺研究
4.1 B4CP/6061Al复合材料热加工图的构建
4.1.1 热加工图构建原理
4.1.2 B4CP/6061Al复合材料热加工图的构建
4.2 B4CP/6061Al复合材料热加工图的分析
4.2.1 B4CP/6061Al复合材料热加工工艺优化
4.2.2 B4CP/6061Al复合材料失稳区微观组织分析
4.2.3 B4CP/6061Al复合材料安全区微观组织分析
4.3 本章小结
5 B4CP/6061Al复合材料轧制变形有限元模拟及实验研究
5.1 B4CP/6061Al复合材料轧制变形有限元模型的建立
5.1.1 几何模型的建立
5.1.2 咬入条件的建立
5.1.3 材料模型的建立
5.1.4 边界条件的设定
5.1.5 单元类型选择及网格划分
5.2 B4CP/6061Al复合材料轧制变形有限元模拟结果分析及实验验证
5.2.1 不同工件结构轧制过程有限元模拟结果分析及实验验证
5.2.2 不同轧制温度全包覆式轧制过程有限元模拟结果分析
5.2.3 不同轧制速度全包覆式轧制过程有限元模拟结果分析
5.2.4 B4CP/6061Al复合材料最佳轧制工艺参数及实验验证
5.3 本章小结
6 B4CP/6061Al复合材料轧制板材组织与性能研究
6.1 B4CP/6061Al复合材料轧制板材的热处理
6.1.1 B4CP/6061Al复合材料热处理制度的选择
6.1.2 B4CP/6061Al复合材料热处理结果分析
6.2 包套轧制变形与热处理对B4CP/6061Al复合材料组织与性能的影响
6.2.1 包套轧制变形与热处理对B4CP/6061Al复合材料微观组织的影响
6.2.2 包套轧制变形与热处理对B4CP/6061Al复合材料力学性能的影响
6.3 本章小结
结论
创新点
参考文献
攻读博士学位期间取得的学术成果
致谢
作者简介
本文编号：3739682
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 中子吸收材料的研究现状
1.3 B4C/Al复合材料概述
1.3.1 B4C增强体的特性及应用
1.3.2 B4C/Al复合材料的制备方法
1.3.3 B4C/Al界面反应及相组成
1.4 颗粒增强铝基复合材料热变形行为研究
1.4.1 热变形模拟方法
1.4.2 热变形本构模型
1.4.3 热加工图
1.5 颗粒增强铝基复合材料轧制变形行为研究
1.5.1 颗粒增强铝基复合材料轧制变形研究进展
1.5.2 颗粒增强铝基复合材料轧制变形工艺优化
1.5.3 颗粒增强铝基复合材料轧制变形数值模拟研究
1.6 颗粒增强铝基复合材料热处理研究现状
1.7 研究目的、内容及技术路线
1.7.1 研究目的与意义
1.7.2 研究内容
1.7.3 技术路线
2 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.2.1 热压缩实验
2.2.2 B4CP/6061Al复合材料轧制实验
2.2.3 差式扫描量热分析
2.2.4 热处理实验
2.2.5 X射线衍射分析
2.3 微观组织分析
2.3.1 OM分析
2.3.2 SEM分析
2.3.3 EBSD分析
2.4 力学性能测试
3 B4CP/6061Al复合材料热变形行为研究
3.1 B4CP/6061Al复合材料热变形流变应力特征分析
3.1.1 B4CP/6061Al复合材料流变应力曲线
3.1.2 应变速率对B4CP/6061Al复合材料流变应力的影响
3.1.3 变形温度对B4CP/6061Al复合材料流变应力的影响
3.2 B4CP/6061Al复合材料本构模型的构建与验证
3.2.1 B4CP/6061Al复合材料流变应力的摩擦修正
3.2.2 B4CP/6061Al复合材料本构模型的构建
3.2.3 B4CP/6061Al复合材料本构模型的验证
3.3 热变形条件对B4CP/6061Al复合材料微观组织的影响
3.3.1 变形温度对B4CP/6061Al复合材料微观组织的影响
3.3.2 应变速率对B4CP/6061Al复合材料微观组织的影响
3.4 B4CP/6061Al复合材料动态再结晶行为研究
3.4.1 B4CP/6061Al复合材料动态再结晶临界条件
3.4.2 B4CP/6061Al复合材料动态再结晶稳态应变
3.4.3 B4CP/6061Al复合材料动态再结晶图的建立
3.5 本章小结
4 B4CP/6061Al复合材料热加工工艺研究
4.1 B4CP/6061Al复合材料热加工图的构建
4.1.1 热加工图构建原理
4.1.2 B4CP/6061Al复合材料热加工图的构建
4.2 B4CP/6061Al复合材料热加工图的分析
4.2.1 B4CP/6061Al复合材料热加工工艺优化
4.2.2 B4CP/6061Al复合材料失稳区微观组织分析
4.2.3 B4CP/6061Al复合材料安全区微观组织分析
4.3 本章小结
5 B4CP/6061Al复合材料轧制变形有限元模拟及实验研究
5.1 B4CP/6061Al复合材料轧制变形有限元模型的建立
5.1.1 几何模型的建立
5.1.2 咬入条件的建立
5.1.3 材料模型的建立
5.1.4 边界条件的设定
5.1.5 单元类型选择及网格划分
5.2 B4CP/6061Al复合材料轧制变形有限元模拟结果分析及实验验证
5.2.1 不同工件结构轧制过程有限元模拟结果分析及实验验证
5.2.2 不同轧制温度全包覆式轧制过程有限元模拟结果分析
5.2.3 不同轧制速度全包覆式轧制过程有限元模拟结果分析
5.2.4 B4CP/6061Al复合材料最佳轧制工艺参数及实验验证
5.3 本章小结
6 B4CP/6061Al复合材料轧制板材组织与性能研究
6.1 B4CP/6061Al复合材料轧制板材的热处理
6.1.1 B4CP/6061Al复合材料热处理制度的选择
6.1.2 B4CP/6061Al复合材料热处理结果分析
6.2 包套轧制变形与热处理对B4CP/6061Al复合材料组织与性能的影响
6.2.1 包套轧制变形与热处理对B4CP/6061Al复合材料微观组织的影响
6.2.2 包套轧制变形与热处理对B4CP/6061Al复合材料力学性能的影响
6.3 本章小结
结论
创新点
参考文献
攻读博士学位期间取得的学术成果
致谢
作者简介
本文编号：3739682
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