脉冲电流下铝合金变形行为及其织构和微观结构演变研究

发布时间：2017-11-09 07:34

  本文关键词：脉冲电流下铝合金变形行为及其织构和微观结构演变研究

  更多相关文章： 脉冲电流 Portevin-Le Chatelier效应 织构 位错组态 溶质原子

【摘要】：铝合金因其具有比强度高、耐蚀性好等优点在汽车工业、航空航天等国民经济重要领域具有广泛应用。然而,铝合金在室温下成形时,由于溶质原子与可动位错之间的交互作用通常会导致塑性失稳现象的出现,即Portevin-Le Chatelier(PLC)效应,这会对力学性能和表面质量产生不利影响,如何避免其出现是铝合金成形过程中必须要给予高度重视的问题。而脉冲电流处理作为一种新的材料处理方法,因其对材料微观结构和性能的影响,尤其是塑性的提高,受到了越来越广泛的关注。但脉冲电流是否会影响溶质原子与可动位错之间的交互作用,进而影响PLC效应,织构和微观结构,目前尚不清晰。基于以上研究背景,本文以5A02铝合金为实验材料,主要考虑脉冲电流强度和应变率两种影响因素,通过单向拉伸测试、EBSD测试和TEM测试,系统研究了脉冲电流条件下铝合金变形行为、织构和微观结构演变。首先,研究了脉冲电流条件下5A02铝合金变形行为。在恒定应变率条件下,当脉冲电流强度从0A增加到40A时,PLC效应逐渐增强;而当电流继续增加到50A时,PLC效应会消失;在恒定脉冲电流强度条件下,当应变率从1×10-2s-1逐渐减小到5×10-4s-1时,PLC效应逐渐增强;当应变率继续减小到1×10-4s-1时,PLC效应消失;并且脉冲电流促使PLC域向高应变率方向移动。通过理论计算和蒙特卡罗模拟,分别研究了脉冲电流强度和应变率对溶质原子与可动位错交互作用的影响。之后,进一步研究了脉冲电流条件下5A02铝合金织构和微观结构的演变。随着脉冲电流强度由0A增加到50A,立方织构的含量逐渐增加,而S织构的含量则相应降低;但是应变率对立方织构的演变并没有明显的影响。基于取向形核-取向生长理论,分析了脉冲电流强度对立方织构演变的影响。当脉冲电流强度从0A增加到50A时,位错组态分别为位错带(0A)、伸长的位错胞(20A和40A)和不规则位错胞及位错缠结(50A),表明位错滑移模式由平面滑移向波滑移转变;当应变率从1×10-4s-1增加到1×10-2s-1,位错组态分别为伸长位错胞及位错缠结(1×10-4s-1)和位错带(1×10-2s-1),表明位错滑移模式由波滑移向平面滑移转变;基于螺位错的两个不全位错分量周围溶质原子浓度变化对其合并的影响,分析了滑移模式转变的机制。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21;TG661

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本文编号：1160917