微米晶/纳米晶双尺度复合结构不锈钢力学行为的原位研究

发布时间：2022-01-24 14:47

　　与传统粗晶材料相比,纳米晶材料通常具有较高的强度与硬度,但是室温韧塑性却较差,这已成为限制其研究和应用的“瓶颈”。研究发现,微米晶/纳米晶双尺度结构可使纳米晶金属获得优异综合力学性能。“铝热法”作为一种先进、新颖的复相纳米晶材料的制备方法,其可制备的材料体系具有可拓展性,制备工艺和显微组织具有稳定性。“铝热法”是通过改变纳米晶金属的结构而非合金化手段去达到增强增塑的目的,强韧化后的金属成分没有发生变化,符合目前“材料素化”的研究趋势。以目前应用最广泛的304、316L奥氏体不锈钢及耐蚀性更强的2205双相不锈钢为研究案例,利用“铝热法”制备出大块体微米晶/纳米晶双尺度结构不锈钢,在室温下进行单向拉伸,选取力学性能综合较佳的试样,通过原位拉伸研究双尺度结构高强高塑不锈钢微观本征变形机理,揭示组织-力学性能之间的相互影响规律,获得不同特征尺寸晶粒所对应的多种变形机理。原位拉伸实验对深入分析双尺度结构不锈钢的力学性能和力学行为,总结归纳其蕴含的力学规律起到积极的促进作用。基于力学性能最佳的试样,建立其本构模型获得本构方程,对微米晶/纳米晶双尺度结构不锈钢实现力学性能的数值化计算,并与实验结果... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：189 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

金属材料的种类金属的强化是材料领域的长期核心研究方向

微米晶/纳米晶双尺度复合结构不锈钢力学行为的原位研究图 1.2(b)为常见的纳米晶与微米晶结构金中材料科学与工程四要素入手，考虑协调尺度结构的概念，那么如何合理地设计双之间的矛盾，使得材料在强度提高的同时化效果示意图； (b) 纳米晶金属材料中归一化的屈b)

微米晶/纳米晶双尺度复合结构不锈钢力学行为的原位研究的“瓶颈”问题，图 1.2(b)为常见的纳米晶与微米晶结构金属的强度与塑性之间的关系。从图 1.3 中材料科学与工程四要素入手，考虑协调和平衡纳米金属的强度-塑性，引入了双尺度结构的概念，那么如何合理地设计双尺度结构组织，解决材料强度和韧塑性之间的矛盾，使得材料在强度提高的同时且不降低韧性？a) b)

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Fields-Backofen方程的镁合金热变形本构模型[J]. 贾伟涛,乐启炽.  精密成形工程. 2017(04)
[2]多尺度铝合金变形组织演变模型研究进展[J]. 王冠,卞东伟,寇琳媛,易杰,刘志文,李落星.  精密成形工程. 2017(01)
[3]低碳钢Q235双峰尺度组织的制备工艺及性能[J]. 杨跃辉.  材料热处理学报. 2016(12)
[4]SEM原位观察3104铝合金板材的断裂行为[J]. 张军利,鲁法云,王昭,赵凤.  金属热处理. 2016(10)
[5]梯度纳米结构钢设计、制备及其性能的研究进展[J]. 王智海,柳和生,饶锡新,刘勇.  热加工工艺. 2016(16)
[6]新型超高强度热冲压用钢的热变形行为及本构关系[J]. 张施琦,冯定,张跃,洪继要.  材料工程. 2016(05)
[7]超高强度钢板热流变行为试验研究及本构模型仿真分析[J]. 李国城,邓涛,卢任之.  锻压技术. 2016(03)
[8]a-Ti在原位透射电镜拉伸变形过程中位错的滑移系确定[J]. 石晶,郭振玺,隋曼龄.  金属学报. 2016(01)
[9]纳米晶双峰材料的本构行为[J]. 刘英光,琚荣源,李慧君,赵光艺.  材料研究学报. 2015(12)
[10]晶粒尺寸对纳晶双峰材料断裂韧性的影响[J]. 刘英光,彭秀雷,祝晓燕.  稀有金属材料与工程. 2015(11)

博士论文
[1]基于MEMS的TEM/SEM原位纳米结构拉伸实验研究[D]. 曾鸿江.中国科学技术大学 2013
[2]微米晶/超细晶复合增塑及其机制研究[D]. 夏少华.南京理工大学 2010
[3]复合材料微观组织结构的仿真与计算[D]. 李俊琛.兰州理工大学 2009

硕士论文
[1]梯度纳米晶镍的力学性能和加工硬化研究[D]. 张传鑫.太原理工大学 2015
[2]双尺度结构304不锈钢的热处理工艺及性能研究[D]. 曾小军.华南理工大学 2014
[3]单晶硅微裂纹的扫描电镜原位观察与应变场研究[D]. 王颖.内蒙古工业大学 2013
[4]纳米晶304不锈钢力学性能的研究[D]. 刘旭.东北大学 2013
[5]TC11钛合金塑性加工裂纹形成及其机理的研究[D]. 薛丁琪.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：3606767