ECAP和HPT超细晶纯铜的热稳定性研究

发布时间：2024-01-10 07:54

　　剧烈塑性变形(Severe plastic deformation,SPD)因其显著的显微组织细化效果,在制备超细晶/纳米晶材料领域具有广泛的应用前景,近年来受到了广泛的关注。但这类超细晶/纳米晶材料含有高密度大角度晶界和组织缺陷(如位错、空位等),使得其储存能较高,影响其热稳定性,因而引发了大量研究。前人的研究分别聚焦在某一种剧烈塑性变形制备的超细晶组织,研究其组织热稳定性和再结晶行为。不同剧烈塑性变形方法的应变路径不同,所获超细晶组织特征及其热稳定性也不同,有必要对其进行系统的对比研究。另一方面,材料组织结构演变的动力学过程,通常可分为两种模式:一种是包含形核和长大两个明显不同阶段的不连续转变;另一种不能分辨形核与长大阶段的连续(均匀)转变。就单相变形组织的热稳定性而言,具体表现为不连续再结晶和连续再结晶两种模式。两种不同组织转变模式与热稳定性有什么关系,也需要深入的研究来阐明。针对上述问题,本文采用等径角变形(Equal-channel angular pressing,ECAP)和高压扭转(High pressure torsion,HPT)等典型的剧烈塑性变形,制备硬度达到饱...

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 典型剧烈塑性变形
        1.2.1 等径角变形
        1.2.2 背压-等径角变形
        1.2.3 高压扭转变形
    1.3 SPD材料组织特征
    1.4 SPD材料的热稳定性
        1.4.1 热稳定性
        1.4.2 SPD材料的热稳定性研究进展
    1.5 SPD材料的退火再结晶
        1.5.1 再结晶
        1.5.2 SPD制备超细晶材料的退火再结晶研究进展
    1.6 课题研究的目的、意义和主要研究内容
第2章 研究方案与方法
    2.1 研究方案
    2.2 研究材料
    2.3 研究方法
        2.3.1 剧烈塑性变形
        2.3.2 热处理工艺
        2.3.3 显微组织分析
        2.3.4 力学性能分析
        2.3.5 扫描差热分析
第3章 典型SPD方法制备饱和态超细晶纯铜及其力学性能
    3.1 等径角变形和背压-等径角变形
        3.1.1 制备饱和态超细晶铜实验探索
        3.1.2 背压对ECAP超细晶纯铜性能和组织的影响
    3.2 高压扭转变形
        3.2.1 制备饱和态超细晶铜实验探索
        3.2.2 微观组织分析
    3.3 本章小结
第4章 背压对ECAP超细晶纯铜的热稳定性影响
    4.1 背压对ECAP变形纯铜退火行为的影响
        4.1.1 力学性能
        4.1.2 微观组织
    4.2 再结晶体积分数的确定
        4.2.1 基于力学性能的再结晶体积分数的确定
        4.2.2 基于显微组织的再结晶体积分数的确定
    4.3 再结晶动力学分析
        4.3.1 基于组织观察的动力学分析
        4.3.2 基于差热分析的动力学分析
    4.4 再结晶机理分析
        4.4.1 储存能
        4.4.2 变形组织
    4.5 本章小结
第5章 HPT和ECAP制备超细晶纯铜的热稳定性
    5.1 SPD超细晶纯铜退火时的显微硬度演变
    5.2 SPD超细晶纯铜退火时的显微组织演变
        5.2.1 微观组织演化
        5.2.2 晶粒尺寸演变
        5.2.3 晶粒尺寸分布
        5.2.4 取向差分析
        5.2.5 退火织构分析
    5.3 退火过程中组织演变动力学特征的准原位观察
    5.4 热稳定性与储存能反常规律
    5.5 再结晶机理分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与创新点
    6.1 主要研究成果
    6.2 主要创新点
致谢
参考文献
附录



本文编号：3877794