GH4169镍基高温合金薄板介观尺度塑性变形机理
发布时间：2022-04-23 18:46
塑性微成形技术以其大批量、高生产率、高精度、高可靠性、低成本、无污染以及良好的微型构件性能等优点,成为薄板类微结构件制造的关键技术。塑性微成形中尺寸效应的存在限制了传统宏观成形相对成熟的加工工艺技术和理论在介观尺度塑性成形领域的直接应用。随着航空航天、核工业、武器装备和能源等领域产品微型化的发展,具有优异综合性能的镍基高温合金薄板成为这些领域微型构件的关键材料。由于微观组织和强化机制的复杂性,关于试样厚度、晶粒尺寸和析出相尺寸与含量等多因素耦合作用影响下的镍基高温合金介观尺度塑性变形行为缺乏深入的研究。本文旨在揭示镍基高温合金介观尺度塑性变形机理,为镍基高温合金薄板微结构件成形工艺提供理论依据,对于促进其在介观尺度成形领域的广泛应用具有实际的应用价值。本文设计了高温固溶处理方案、高温时效处理方案、双级时效处理方案,制备了不同微观组织的GH4169合金薄板试样。基于光学显微镜、EBSD、SEM和TEM研究了微观组织演化行为,发现晶粒尺寸随着固溶温度的升高显著增加,δ相和γ″/γ′相随着时效时间的增加其粒径和体积含量显著增加。开展了GH4169合金薄板室温微拉伸实验,分析了试样厚度、晶粒尺...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 塑性微成形技术
1.3 流动应力尺寸效应研究现状
1.4 断裂损伤尺寸效应研究现状
1.5 成形性尺寸效应研究现状
1.6 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及方案
2.1 引言
2.2 实验材料及试样制备
2.2.1 实验材料
2.2.2 试样制备
2.2.3 热处理方案
2.3 微观组织表征
2.4 实验方案
2.4.1 微拉伸实验
2.4.2 基于DIC技术的原位微拉伸实验
2.4.3 基于SR-CT技术的原位微拉伸实验
第3章 GH4169合金微观组织调控及微拉伸力学性能
3.1 引言
3.2 GH4169合金微观组织调控
3.2.1 基体γ相微观组织调控
3.2.2 δ相微观组织调控
3.2.3 γ′′/γ′相微观组织调控
3.3 GH4169合金微拉伸力学性能
3.3.1 晶粒尺寸对力学性能的影响
3.3.2 析出相对力学性能的影响
3.3.3 试样厚度对力学性能的影响
3.4 本章小结
第4章 GH4169合金微拉伸流动应力尺寸效应机理
4.1 引言
4.2 GH4169合金微拉伸流动应力尺寸效应
4.2.1 晶粒尺寸对流动应力尺寸效应的影响
4.2.2 δ相对流动应力尺寸效应的影响
4.2.3 γ′′/γ′相对流动应力尺寸效应的影响
4.3 GH4169合金微拉伸材料本构建模
4.3.1 强化理论
4.3.2 基体γ相材料本构建模
4.3.3 含δ相材料本构建模
4.3.4 含γ′′/γ′相材料本构建模
4.4 本章小结
第5章 GH4169合金微拉伸应变局域化及断裂机理
5.1 引言
5.2 GH4169合金微拉伸晶粒取向演化行为
5.3 GH4169合金微拉伸表面粗化
5.4 GH4169合金微拉伸局域应变演化行为
5.5 GH4169合金微拉伸断裂行为及机理
5.5.1 孔洞演化行为
5.5.2 断口形貌特征
5.5.3 断裂机理
5.6 本章小结
第6章 GH4169合金介观尺度成形极限实验研究
6.1 引言
6.2 介观尺度成形极限实验方案
6.2.1 成形极限试样及装置设计
6.2.2 成形极限应变测量
6.3 GH4169合金介观尺度成形极限图
6.3.1 晶粒尺寸对成形极限的影响
6.3.2 析出相对成形极限的影响
6.4 不同应变路径下塑性变形行为
6.4.1 应变路径
6.4.2 变形机理
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]304不锈钢薄板微成形行为实验研究[J]. 李河宗,李金亮. 科技创新与应用. 2016(25)
[2]微成形技术在塑性加工中的应用研究[J]. 王匀,周建忠,戴亚春,许桢英. 锻压技术. 2005(06)
博士论文
[1]超细晶纯铜微成形机理及充填行为研究[D]. 李建伟.哈尔滨工业大学 2018
[2]纯镍微成形流动应力尺寸效应及充填行为研究[D]. 王传杰.哈尔滨工业大学 2013
[3]数字图像相关方法及其在材料力学性能测试中的应用[D]. 刘小勇.吉林大学 2012
硕士论文
[1]晶粒尺寸和应变速率对紫铜力学性能与变形行为的影响研究[D]. 刘铮.山东大学 2019
[2]采用DIC方法的车用铝合金成形性能研究[D]. 陈天明.南京航空航天大学 2017
[3]微尺度下纯铜箔的力学性能及弯曲回弹研究[D]. 姚瑶.山东大学 2015
本文编号：3647773
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 塑性微成形技术
1.3 流动应力尺寸效应研究现状
1.4 断裂损伤尺寸效应研究现状
1.5 成形性尺寸效应研究现状
1.6 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及方案
2.1 引言
2.2 实验材料及试样制备
2.2.1 实验材料
2.2.2 试样制备
2.2.3 热处理方案
2.3 微观组织表征
2.4 实验方案
2.4.1 微拉伸实验
2.4.2 基于DIC技术的原位微拉伸实验
2.4.3 基于SR-CT技术的原位微拉伸实验
第3章 GH4169合金微观组织调控及微拉伸力学性能
3.1 引言
3.2 GH4169合金微观组织调控
3.2.1 基体γ相微观组织调控
3.2.2 δ相微观组织调控
3.2.3 γ′′/γ′相微观组织调控
3.3 GH4169合金微拉伸力学性能
3.3.1 晶粒尺寸对力学性能的影响
3.3.2 析出相对力学性能的影响
3.3.3 试样厚度对力学性能的影响
3.4 本章小结
第4章 GH4169合金微拉伸流动应力尺寸效应机理
4.1 引言
4.2 GH4169合金微拉伸流动应力尺寸效应
4.2.1 晶粒尺寸对流动应力尺寸效应的影响
4.2.2 δ相对流动应力尺寸效应的影响
4.2.3 γ′′/γ′相对流动应力尺寸效应的影响
4.3 GH4169合金微拉伸材料本构建模
4.3.1 强化理论
4.3.2 基体γ相材料本构建模
4.3.3 含δ相材料本构建模
4.3.4 含γ′′/γ′相材料本构建模
4.4 本章小结
第5章 GH4169合金微拉伸应变局域化及断裂机理
5.1 引言
5.2 GH4169合金微拉伸晶粒取向演化行为
5.3 GH4169合金微拉伸表面粗化
5.4 GH4169合金微拉伸局域应变演化行为
5.5 GH4169合金微拉伸断裂行为及机理
5.5.1 孔洞演化行为
5.5.2 断口形貌特征
5.5.3 断裂机理
5.6 本章小结
第6章 GH4169合金介观尺度成形极限实验研究
6.1 引言
6.2 介观尺度成形极限实验方案
6.2.1 成形极限试样及装置设计
6.2.2 成形极限应变测量
6.3 GH4169合金介观尺度成形极限图
6.3.1 晶粒尺寸对成形极限的影响
6.3.2 析出相对成形极限的影响
6.4 不同应变路径下塑性变形行为
6.4.1 应变路径
6.4.2 变形机理
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]304不锈钢薄板微成形行为实验研究[J]. 李河宗,李金亮. 科技创新与应用. 2016(25)
[2]微成形技术在塑性加工中的应用研究[J]. 王匀,周建忠,戴亚春,许桢英. 锻压技术. 2005(06)
博士论文
[1]超细晶纯铜微成形机理及充填行为研究[D]. 李建伟.哈尔滨工业大学 2018
[2]纯镍微成形流动应力尺寸效应及充填行为研究[D]. 王传杰.哈尔滨工业大学 2013
[3]数字图像相关方法及其在材料力学性能测试中的应用[D]. 刘小勇.吉林大学 2012
硕士论文
[1]晶粒尺寸和应变速率对紫铜力学性能与变形行为的影响研究[D]. 刘铮.山东大学 2019
[2]采用DIC方法的车用铝合金成形性能研究[D]. 陈天明.南京航空航天大学 2017
[3]微尺度下纯铜箔的力学性能及弯曲回弹研究[D]. 姚瑶.山东大学 2015
本文编号：3647773
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