奥氏体与铁素体循环变形微观演变对比研究

发布时间：2020-12-24 02:39

　　钢铁材料在工程中具有十分广泛、重要的应用。按照铁的晶格类型,可分为体心立方结构（Body-centered cubic,BCC）和面心立方结构（Face-centered cubic,FCC）两大类。由于构件在服役过程中不可避免受到外界载荷作用,易发生循环变形,如疲劳、棘轮等,影响构件的使用寿命和运行安全。材料的塑性变形本质上是位错运动的宏观表现,材料晶体结构通过影响派纳力等因素直接影响位错运动的难易程度及其演化形式。因此,从微观晶体结构角度探讨宏观变形行为的差异,将位错、晶界变化与循环应力-应变关系相联系,对深入理解钢铁材料的变形机理具有重要意义。本研究以晶粒尺度为亚毫米量级的奥氏体（Z2CND18.12N奥氏体不锈钢）和铁素体（工业纯铁）为例,基于XRD（X-ray diffraction,XRD）和EBSD（Electron backscattered diffraction,EBSD）技术对比分析疲劳、棘轮变形过程中微观组织、结构演变行为,深入理解FCC和BCC金属的变形机理及其差异,为发展损伤检测与寿命评估方法奠定基础。主要研究内容及结论如下:（1）对比奥氏体与铁素体的循环变... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 结构钢的力学变形
        1.2.1 结构钢的主要力学行为
        1.2.2 铁素体材料疲劳和棘轮行为
        1.2.3 奥氏体材料疲劳和棘轮行为
    1.3 XRD技术在材料力学行为研究中的应用
        1.3.1 XRD技术理论基础
        1.3.2 XRD技术评价材料力学变形的现状
    1.4 EBSD技术在材料力学行为研究中的应用
        1.4.1 EBSD技术理论基础
        1.4.2 EBSD技术评价材料力学变形的现状
    1.5 本课题的研究内容及意义
2 试验材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 热处理实验
        2.2.2 微观组织及表面形貌实验
        2.2.3 EBSD实验
        2.2.4 XRD实验
        2.2.5 疲劳和棘轮加载实验
3 奥氏体与铁素体组织及循环应力-应变响应分析
    3.1 组织形貌分析
        3.1.1 奥氏体组织形貌分析
        3.1.2 铁素体组织形貌分析
    3.2 循环应力-应变分析
        3.2.1 疲劳应力-应变分析
        3.2.2 棘轮应力-应变分析
        3.2.3 循环变形过程中表面形貌变化
    3.3 本章小结
4 奥氏体与铁素体不同变形阶段的XRD分析
    4.1 XRD处理方法
        4.1.1 位错类型计算
        4.1.2 位错密度计算
    4.2 奥氏体与铁素体疲劳变形的位错变化分析
    4.3 奥氏体与铁素体棘轮变形的位错变化分析
    4.4 本章小结
5 奥氏体与铁素体不同变形阶段的EBSD分析
    5.1 奥氏体和铁素体疲劳损伤的EBSD分析
        5.1.1 晶粒取向分析与EBSD损伤参数
        5.1.2 晶界特征分析
    5.2 奥氏体与铁素体棘轮损伤的EBSD分析
        5.2.1 晶粒取向分析与EBSD损伤参数
        5.2.2 晶界特征分析
    5.3 奥氏体与铁素体循环变形的微观演变对比分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]含有Cu、Mo、Sn的高强度蠕墨铸铁的蠕变行为[J]. 武岳,李建平,杨忠,郭永春,马志军,梁民宪,杨通,陶栋.  材料研究学报. 2019(01)
[2]布拉格方程在实际工程分析中的应用[J]. 熊焰,秦欢,何遥.  教育教学论坛. 2018(02)
[3]1Cr18Ni9钢的组织及性能与拉伸变形的关系[J]. 郁有建,李国燕,郝志鹏.  铸造技术. 2016(08)
[4]基于位错密度的残余应变计算方法[J]. 王蕾,唐荻,宋勇.  机械工程学报. 2015(18)
[5]利用局域取向差衡量变形金属中的位错密度[J]. 孟杨,任群,鞠新华.  材料热处理学报. 2014(11)
[6]16MnR钢在不同疲劳周次下塑性变形的“原位”背散射电子衍射检测[J]. 张鸥,徐学东,张海,安栋.  理化检验(物理分册). 2013(01)
[7]动态压缩LY12铝合金微结构的XRD线形分析[J]. 樊志剑,宋振飞,肖大武,陈波.  金属学报. 2011(05)
[8]X射线衍射法测量单晶高温合金的取向[J]. 赵新宝,刘林,余竹焕,刘刚,傅恒志.  稀有金属材料与工程. 2009(07)
[9]X射线衍射法测定加载条件下镍基单晶高温合金的表层应力状态[J]. 张俊,王苏程,吴尔冬,张健,楼琅洪.  金属学报. 2007(11)
[10]电子背散射衍射(EBSD)及其在材料研究中的应用[J]. 陈绍楷,李晴宇,苗壮,许飞.  稀有金属材料与工程. 2006(03)

博士论文
[1]奥氏体不锈钢服役损伤的非线性超声检测与评价研究[D]. 张剑锋.华东理工大学 2014
[2]多晶金属棘轮行为的微观机理及相关本构模型研究[D]. 董亚伟.西南交通大学 2014

硕士论文
[1]基于EBSD和超声的粗晶奥氏体不锈钢疲劳损伤评价[D]. 朱效磊.大连理工大学 2017
[2]低温大载荷冲击下纯铜和工业纯铁的微观组织与性能研究[D]. 宫海龙.浙江大学 2015
[3]基于EBSD的Z2CND18.12N钢疲劳损伤研究[D]. 周全.大连理工大学 2015
[4]AL6XN超级奥氏体不锈钢疲劳损伤行为与取向关系[D]. 耿昌.东北大学 2014
[5]铝合金的棘轮及低周疲劳行为研究[D]. 彭金波.西南交通大学 2014



本文编号：2934815