超细晶6061铝合金循环力学行为及微观组织研究
发布时间：2021-02-17 17:31
经等径角挤压技术制备的超细晶材料相对于传统粗晶材料来说:一方面,有着更为优异的物理性能（如磁性、弹性模量、扩展系数）;另一方面,在单轴加载条件下它还具有更高的强度和塑性。这就意味着在工程领域超细晶材料可以制成更强的构件以确保支承安全。然而在材料或构件的实际服役过程中,大部分工况下材料或构件会经常性的承受循环载荷的作用。因此仅凭单轴加载下的力学性能指标来指导超细晶材料实际应用是不完善的,更进一步的考察其在循环载荷下的力学响应就显得尤为必要。基于上述原因,开展循环载荷下的力学行为研究对于推动超细晶材料的发展以及实际工程应用具有重要意义。因此本文以6061铝合金为研究对象,首先,采用等径角挤压工艺完成了 8道次挤压,通过金相显微观察和显微硬度分析,判断晶粒尺度是否达到了超细晶水平。其次,对比了不同挤压道次和不同应变幅下循环滞回特性,并研究了不同平均应力循环加载对原始粗晶和超细晶棘轮效应的影响。最后,采用EBSD微观表征技术对不同循环加载前后的超细晶6061铝合金微观组织变化进行了分析。主要研究成果如下:1、为获得超细晶6061铝合金材料,本文开展了等径角挤压实验,同时借助金相实验、硬度试验和...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超细晶材料的发展及研究现状
1.2.1 超细晶材料发展
1.2.2 超细晶材料微观组织和性能研究现状
1.3 超细晶材料循环塑性研究现状
1.4 超细晶材料棘轮行为研究现状
1.5 本文研究主要内容及意义
第二章 试验材料及试验方法
2.1 试验材料
2.2 试验流程
2.3 研究方法
2.3.1 等径角挤压实验
2.3.2 金相试验及光学显微镜（OM）观察
2.3.3 硬度试验
2.3.4 室温拉伸性能试验
2.3.5 应变控制下循环塑性试验
2.3.6 应力控制下棘轮行为试验
2.3.7 电子背散射衍射（EBSD）技术
2.4 本章小结
第三章 等径角挤压6061铝合金组织和力学性能研究
3.1 引言
3.2 6061铝合金ECAP微观组织转变分析
3.3 等径角挤压6061铝合金硬度分析
3.3.1 横截面平均硬度和挤压道次的关系
3.3.2 横截面硬度均匀性分析
3.4 等径角挤压6061铝合金微观组织演变机制
3.5 室温拉伸试验
3.5.1 拉伸试验结果
3.5.2 等径角挤压铝合金强化机制分析
3.6 本章小结
第四章 6061铝合金循环塑性试验研究
4.1 引言
4.2 应变控制拉压循环试验
4.2.1 等径角挤压6061铝合金循环拉压滞回曲线
4.2.2 滞回能
4.2.3 形状系数和包申格效应
4.2.4 等径角挤压6061铝合金循环软化和循环硬化现象
4.3 EBSD测试与分析
4.3.1 晶粒形貌和晶粒尺寸分析
4.3.2 晶粒及晶界结构的分析
4.3.3 施密特因子分析
4.3.4 再结晶分析
4.3.5 第二相分析
4.3.6 位错密度变化
4.3.7 织构分析
4.4 本章小结
第五章 6061铝合金棘轮行为试验研究
5.1 引言
5.2 应力控制下棘轮行为试验
5.2.1 不同挤压道次6061铝合金试样棘轮效应
5.2.2 不同挤压道次和不同平均应力对棘轮应变的影响
5.2.3 讨论分析
5.3 EBSD测试与分析
5.3.1 晶粒形貌和晶粒尺寸分析
5.3.2 晶粒及晶界结构的分析
5.3.3 施密特因子分析
5.3.4 再结晶分析
5.3.5 第二相分析
5.3.6 循环加载作用下位错密度变化
5.3.7 织构分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的项目和研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]热致和磁致形状记忆合金循环变形和疲劳行为研究[J]. 康国政,阚前华,于超,宋迪. 力学进展. 2018(00)
[2]多道次ECAP的模具设计及实验研究[J]. 冯强,杨兴,孙赞朋,梁家勇,郑战光,陈继清. 广西大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]低温ECAP制备1050铝合金试样的高温拉伸性能[J]. 曹以恒,朱颖晖,何立子,王平. 轻合金加工技术. 2016(08)
[4]低温多向锻造锆-4合金的力学性能和超细晶组织演化（英文）[J]. D.FULORIA,S.GOEL,R.JAYAGANTHAN,D.SRIVASTAVA,G.K.DEY,N.SAIBABA. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(07)
[5]ECAP对纯铜循环硬化/软化特性的改变[J]. 张克实,董书惠,许凌波,黄世鸿,袁秋平. 固体力学学报. 2013(05)
[6]多晶铜和铝单轴棘轮行为的循环晶体塑性本构模拟[J]. 罗娟,康国政,董亚伟,Otto T Bruhns. 四川大学学报(工程科学版). 2012(S2)
[7]EBSD技术在ECAP法细化纯Cu晶粒研究中的应用[J]. 郜鲜辉,王晓夏,罗慧倩,陈霞. 电子显微学报. 2012(05)
[8]多向强应变及时效处理对铝合金的强韧性影响[J]. 严伟林,黄锦元,陈林. 铸造技术. 2012(07)
[9]块状超细晶材料的剧烈塑性变形制备技术(英文)[J]. 汪程鹏,李付国,陈波,袁战伟,陆红亚. 稀有金属材料与工程. 2012(06)
[10]多向锻造法细化钛及钛合金晶粒的研究现状[J]. 徐烽,颜银标. 钛工业进展. 2012(02)
硕士论文
[1]单轴循环应力下7075铝合金的棘轮疲劳交互行为研究[D]. 赵路远.合肥工业大学 2017
[2]超细晶6061Al-Mg-Si铝合金的力学性能和摩擦磨损行为[D]. 韦江涛.江苏大学 2016
[3]6016铝合金车身用板材工艺过程的组织和织构演变研究[D]. 张克龙.重庆交通大学 2015
[4]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
[5]纯铜ECAP变形组织、力学性能与层错能差异性研究[D]. 刘博.兰州理工大学 2014
[6]轧制镁合金棘轮行为研究及微观组织数值模拟[D]. 顾春飞.南京理工大学 2012
[7]ECAP辅助的纯铜晶界工程研究[D]. 张军辉.南京理工大学 2012
[8]单轴拉压循环载荷作用下镁合金棘轮行为研究[D]. 罗秀芳.南京理工大学 2010
[9]应力幅和温度对超细晶铜的疲劳与损伤行为的影响[D]. 姜庆伟.东北大学 2008
[10]等通道转角挤压制备超细晶铜的疲劳性能[D]. 李明山.西安建筑科技大学 2008
本文编号：3038305
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超细晶材料的发展及研究现状
1.2.1 超细晶材料发展
1.2.2 超细晶材料微观组织和性能研究现状
1.3 超细晶材料循环塑性研究现状
1.4 超细晶材料棘轮行为研究现状
1.5 本文研究主要内容及意义
第二章 试验材料及试验方法
2.1 试验材料
2.2 试验流程
2.3 研究方法
2.3.1 等径角挤压实验
2.3.2 金相试验及光学显微镜（OM）观察
2.3.3 硬度试验
2.3.4 室温拉伸性能试验
2.3.5 应变控制下循环塑性试验
2.3.6 应力控制下棘轮行为试验
2.3.7 电子背散射衍射（EBSD）技术
2.4 本章小结
第三章 等径角挤压6061铝合金组织和力学性能研究
3.1 引言
3.2 6061铝合金ECAP微观组织转变分析
3.3 等径角挤压6061铝合金硬度分析
3.3.1 横截面平均硬度和挤压道次的关系
3.3.2 横截面硬度均匀性分析
3.4 等径角挤压6061铝合金微观组织演变机制
3.5 室温拉伸试验
3.5.1 拉伸试验结果
3.5.2 等径角挤压铝合金强化机制分析
3.6 本章小结
第四章 6061铝合金循环塑性试验研究
4.1 引言
4.2 应变控制拉压循环试验
4.2.1 等径角挤压6061铝合金循环拉压滞回曲线
4.2.2 滞回能
4.2.3 形状系数和包申格效应
4.2.4 等径角挤压6061铝合金循环软化和循环硬化现象
4.3 EBSD测试与分析
4.3.1 晶粒形貌和晶粒尺寸分析
4.3.2 晶粒及晶界结构的分析
4.3.3 施密特因子分析
4.3.4 再结晶分析
4.3.5 第二相分析
4.3.6 位错密度变化
4.3.7 织构分析
4.4 本章小结
第五章 6061铝合金棘轮行为试验研究
5.1 引言
5.2 应力控制下棘轮行为试验
5.2.1 不同挤压道次6061铝合金试样棘轮效应
5.2.2 不同挤压道次和不同平均应力对棘轮应变的影响
5.2.3 讨论分析
5.3 EBSD测试与分析
5.3.1 晶粒形貌和晶粒尺寸分析
5.3.2 晶粒及晶界结构的分析
5.3.3 施密特因子分析
5.3.4 再结晶分析
5.3.5 第二相分析
5.3.6 循环加载作用下位错密度变化
5.3.7 织构分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的项目和研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]热致和磁致形状记忆合金循环变形和疲劳行为研究[J]. 康国政,阚前华,于超,宋迪. 力学进展. 2018(00)
[2]多道次ECAP的模具设计及实验研究[J]. 冯强,杨兴,孙赞朋,梁家勇,郑战光,陈继清. 广西大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]低温ECAP制备1050铝合金试样的高温拉伸性能[J]. 曹以恒,朱颖晖,何立子,王平. 轻合金加工技术. 2016(08)
[4]低温多向锻造锆-4合金的力学性能和超细晶组织演化（英文）[J]. D.FULORIA,S.GOEL,R.JAYAGANTHAN,D.SRIVASTAVA,G.K.DEY,N.SAIBABA. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(07)
[5]ECAP对纯铜循环硬化/软化特性的改变[J]. 张克实,董书惠,许凌波,黄世鸿,袁秋平. 固体力学学报. 2013(05)
[6]多晶铜和铝单轴棘轮行为的循环晶体塑性本构模拟[J]. 罗娟,康国政,董亚伟,Otto T Bruhns. 四川大学学报(工程科学版). 2012(S2)
[7]EBSD技术在ECAP法细化纯Cu晶粒研究中的应用[J]. 郜鲜辉,王晓夏,罗慧倩,陈霞. 电子显微学报. 2012(05)
[8]多向强应变及时效处理对铝合金的强韧性影响[J]. 严伟林,黄锦元,陈林. 铸造技术. 2012(07)
[9]块状超细晶材料的剧烈塑性变形制备技术(英文)[J]. 汪程鹏,李付国,陈波,袁战伟,陆红亚. 稀有金属材料与工程. 2012(06)
[10]多向锻造法细化钛及钛合金晶粒的研究现状[J]. 徐烽,颜银标. 钛工业进展. 2012(02)
硕士论文
[1]单轴循环应力下7075铝合金的棘轮疲劳交互行为研究[D]. 赵路远.合肥工业大学 2017
[2]超细晶6061Al-Mg-Si铝合金的力学性能和摩擦磨损行为[D]. 韦江涛.江苏大学 2016
[3]6016铝合金车身用板材工艺过程的组织和织构演变研究[D]. 张克龙.重庆交通大学 2015
[4]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
[5]纯铜ECAP变形组织、力学性能与层错能差异性研究[D]. 刘博.兰州理工大学 2014
[6]轧制镁合金棘轮行为研究及微观组织数值模拟[D]. 顾春飞.南京理工大学 2012
[7]ECAP辅助的纯铜晶界工程研究[D]. 张军辉.南京理工大学 2012
[8]单轴拉压循环载荷作用下镁合金棘轮行为研究[D]. 罗秀芳.南京理工大学 2010
[9]应力幅和温度对超细晶铜的疲劳与损伤行为的影响[D]. 姜庆伟.东北大学 2008
[10]等通道转角挤压制备超细晶铜的疲劳性能[D]. 李明山.西安建筑科技大学 2008
本文编号：3038305
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