超细晶/纳米晶纯钛的制备及动态力学性能研究

发布时间：2021-10-28 23:49

　　钛及钛合金由于比强度高、高低温性能好以及耐腐蚀性能良好等优点,在汽车、航空航天和生物医学领域具有重要的应用价值。但纯钛由于强度较低,制约了其进一步发展,因此如何提高纯钛的强度是拓展其应用的关键。晶粒细化是改善材料强度及综合性能的有效途径。目前采用等径角挤压（ECAP）技术制备超细晶/纳米晶纯钛材料及其组织性能关系研究是超细晶材料领域研究者关注的热点之一,然而关于其性能的研究主要集中在静态性能方面,对其动态力学性能则极少见报道,而材料在实际加工及服役过程中不可避免会涉及到高应变率加载下的动态变形。因此,开展超细晶/纳米晶工业纯钛的动态力学性能的基础研究具有重要的理论价值和工程意义。本文以工业纯钛（TA2）为研究对象,在采用多组工艺路线对其进行ECAP及ECAP复合拉拔变形处理,制备出超细晶以及纳米晶纯钛的前提下,开展了温度和应变率对超细晶/纳米晶纯钛动态响应影响的研究,对其组织稳定性与变形机制进行了深入地探讨与分析,并研究了晶粒尺寸对纯钛力学性能的影响规律。结果表明:利用ECAP变形在不同温度下对工业纯钛挤压8道次后,可得到晶粒大小约为300nm和500nm的超细晶纯钛;将其再进行拉拔处... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 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/纳米晶材料的研究进展
        1.2.1 超细晶/纳米晶材料的简介
        1.2.2 等径角挤压技术
        1.2.3 复合大塑性变形
        1.2.4 超细晶/纳米晶材料的性能
    1.3 材料的动态力学性能
        1.3.1 材料动态本构关系
        1.3.2 超细晶/纳米晶材料的动态力学性能研究现状
    1.4 纯钛的研究现状
        1.4.1 纯钛的变形机制研究
        1.4.2 粗晶纯钛的力学性能研究
        1.4.3 超细晶/纳米晶纯钛的研究现状
    1.5 本文研究意义及内容
第二章 试验材料及方法
    2.1 试验方案
    2.2 试验材料
    2.3 主要试验方法
        2.3.1 超细晶纯钛的制备
        2.3.2 纳米晶纯钛的制备
        2.3.3 退火组织观察
        2.3.4 超细晶/纳米晶纯钛组织观察
        2.3.5 力学性能测试
第三章 纳米晶纯钛的动态力学性能
    3.1 引言
    3.2 纳米晶纯钛的显微组织
    3.3 温度和应变率对纳米晶纯钛的动态力性能的影响
        3.3.1 动态力学性能试验结果
        3.3.2 流变应力的温度敏感性
        3.3.3 加工硬化和热软化
        3.3.4 本构方程的构建
    3.4 纳米晶纯钛的组织稳定性分析
        3.4.1 退火组织分析
        3.4.2 变形组织分析
第四章 超细晶纯钛的动态力学性能
    4.1 引言
    4.2 超细晶纯钛的显微组织
    4.3 应变率对超细晶纯钛力学性能的影响
        4.3.1 不同应变率下的超细晶纯钛力学性能试验结果
        4.3.2 变形组织分析
    4.4 温度对超细晶纯钛的动态力学性能的影响
        4.4.1 不同温度下的超细晶纯钛动态力学性能试验结果
        4.4.2 变形组织与织构分析
    4.5 晶粒尺寸对纯钛力学性能的影响
        4.5.1 不同晶粒尺寸下的纯钛力学性能试验结果
        4.5.2 应变率敏感因子
        4.5.3 加工硬化和热软化
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]应用加工硬化率研究工业纯钛动态再结晶行为[J]. 苏娟华,韩亚玮,任凤章,魏世忠,陈志强,陈学文.  功能材料. 2014(07)
[2]90°模具室温4道次ECAP变形纯钛的宏观织构演变[J]. 赵西成,解晨,王耿洁,杨西荣,刘晓燕,邦江涛.  稀有金属材料与工程. 2013(06)
[3]一种超细晶β钛合金热稳定性的研究[J]. 王琛.  钛工业进展. 2013(01)
[4]锻造与轧制工艺对纯钛组织与力学性能的影响(英文)[J]. 徐春,朱文峰.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(08)
[5]不同温度和应变速率下BTi6431S新型钛合金流变应力行为[J]. 肖宁斌,陈明和,曹亚强.  南京航空航天大学学报. 2012(S1)
[6]不同原始组织TC6钛合金高温变形 微结构演化及其力学性能[J]. 孙坤,徐媛,叶青,钟卫.  稀有金属材料与工程. 2012(03)
[7]工业纯钛ECAP温变形的力学性能及热稳定性[J]. 王克平,赵西城,杨西荣.  热加工工艺. 2011(20)
[8]120°模具室温8道次ECAP变形纯钛的组织演化[J]. 杨西荣,赵西成,王成,王幸运,刘晓燕.  航空材料学报. 2011(01)
[9]室温ECAP变形工业纯钛的微观组织研究[J]. 王成,赵西成,杨西荣,王幸运.  热加工工艺. 2009(14)
[10]超细晶铜在退火与高温变形条件下微观结构的不稳定性研究[J]. 姜庆伟,刘印,王尧,晁月盛,李小武.  金属学报. 2009(07)

博士论文
[1]纯钛高温动态拉伸力学性能研究[D]. 黄文.中国科学技术大学 2006

硕士论文
[1]超细晶纯铜高应变速率变形[D]. 王稳稳.南京理工大学 2013
[2]TiNiFe形状记忆合金的变形行为及微观组织演变规律的研究[D]. 王淑娟.北京有色金属研究总院 2012
[3]TA2工业纯钛高温组织演变研究[D]. 刘以波.上海交通大学 2010
[4]高应变率下纯钛TA2动态力学性能各向异性和微观组织观察[D]. 常亚喆.中南大学 2008



本文编号：3463546