室温强塑性变形锆的微结构调控与力学性能研究

发布时间：2021-12-11 21:11

　　由于结构材料需在高负载状态下服役,我们希望它能够具备高强度和高塑性。通常情况下,强化金属材料是通过细化晶粒或提高位错密度的方式来实现,然而,强度和塑性存在着此消彼长的倒置关系。在细晶基质中引入粗晶形成的非均匀结构存在多样性的、大应变梯度的塑性变形方式,在保证强度的同时,提高了金属材料的塑性。本论文选择密排六方结构锆作为研究对象,以提高强度和塑性为研究目的。采用室温轧制变形的方式,研究了轧制工艺对金属锆微结构演化和力学性能的影响。主要研究内容和结果如下:一、利用室温大应变量轧制结合低温退火的技术,制备出了具有优异力学性能的非均匀结构锆。其抗拉强度和均匀延伸率分别为669 MPa和9.9%,在真应变小于15%时,加工硬化率高于粗晶并最终持续到17.5%。非均匀结构锆的高强度归因于存在纳米和超细尺度的晶粒以及高的背应力,高塑性归因于存在背应力硬化。二、研究了应变量对室温轧制锆微结构演化和力学特性的影响。实验结果表明,随着应变量的增加,晶粒细碎化程度加深,位错密度增加;450°C退火后,随着应变量的增加,抗拉强度和均匀延伸率同步提高,且当应变量为3.9时,形成典型的非均匀结构。晶粒细化和背应力... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 金属材料概述
    1.2 金属材料强化机制
    1.3 金属材料的研究现状
    1.4 锆的性质与应用
    1.5 锆塑性变形的特点
    1.6 锆的研究现状
    1.7 严重塑性变形工艺
    1.8 选题意义及研究内容
第2章 实验原理与方法
    2.1 轧制方式
    2.2 退火处理
    2.3 应变速率和应变量计算方法
    2.4 力学性能测试
    2.5 微观结构分析原理及方法
        2.5.1 多晶X射线衍射分析
        2.5.2 扫描电子显微分析
        2.5.3 透射电子显微分析
第3章 非均匀结构锆的制备与性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 透射电镜观察与分析
        3.3.2 多晶X射线衍射分析
        3.3.3 非均匀结构对锆力学性能的影响
        3.3.4 背应力分析
        3.3.5 扫描电镜观察与分析
    3.4 本章小结
第4章 应变量对室温轧制锆微结构及力学性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 透射电镜观察与分析
        4.3.2 应变量对力学性能的影响
        4.3.3 背应力分析
        4.3.4 扫描电镜观察与分析
    4.4 本章小结
第5章 退火工艺和电塑性轧制对锆力学性能的影响
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 退火工艺对力学性能的影响
        5.3.2 多晶X射线衍射分析
        5.3.3 透射电镜观察与分析
        5.3.4 探索脉冲频率对力学性能的影响
        5.3.5 探索脉冲宽度对力学性能的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]锆及锆合金概述[J]. 李献军.  钛工业进展. 2011(01)
[2]先进材料科学与应用展望[J]. 陈拥军,魏强民,李建保.  新材料产业. 2001(02)



本文编号：3535408