304不锈钢微塑性变形行为研究
发布时间：2020-12-02 06:08
随着现代工业的发展,对微型件的需求量日益提高,微塑性成形技术由于其高效率、高精度等优点,实际应用广泛。由于成形件尺寸的微小化,出现了尺寸效应现象,传统的塑性加工工艺已不再适用于微塑性成形。本文通过实验对304不锈钢薄板的微塑性成形性能进行研究,以期对以后的理论研究提供实验依据。首先本文对微塑性成形主要研究内容及研究现状进行了总结,介绍了微塑性成形尺寸效应物理机理及第一类尺寸效应和第二类尺寸效应相对应的理论模型。接着,对不同厚度的薄板进行热处理实验,在厚度相同条件下,随热处理温度的升高晶粒尺寸在增大。然后对试样进行单向拉伸实验,由于试样表面生成的钝化膜对板料有强化作用,进而使板料的屈服应力随板料的减薄而增强,即表现出“越薄越强”的尺寸效应现象。利用修正后的Hall-Petch公式对实验结果进行了较好的预测。其次对热处理后的板料进行微弯曲实验,结果表明:同一热处理条件下,回弹角随板厚的减小而变大,表现出“越薄越强”的尺寸效应现象;同一板料厚度下,回弹角随热处理温度的降低而变大;同一板厚下,试样晶粒尺寸越大,回弹角越小。最后对热处理后的板料进行微拉深实验,分析其拉深过程中的产生的拉深曲线,结...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微型件(a)微型硬盘；(b)微型齿轮；(c)微型传动轴；(d)集成电路引脚Fig.1-1Miniatureparts
最后会出现各向同性的均匀塑性变形。当材料微观结构保持一致时，零件几何尺寸的大小决定了成形件变形区内的晶粒数目的多少，当零件几何尺寸达到一定小时，厚度方向上甚至会有单个晶粒现象的出现，晶格方位基本保持一致性，几何必需位错作用在变形区会变得明显，从而引起更大的硬化作用。随着零件几何尺寸的变大，在厚度方向上晶粒数目增多，晶粒分布具有更强的不确定性，这就导致更容易发生均匀塑性变形，而几何必需位错对硬化作用的影响会显著变小，所以就塑性微成形而言，它具有明显的与应变梯度相关的尺寸效应现象，而宏观成形则无。
尺寸趋于微小化，表面晶粒数目增多，进而导致表面层增厚，表面层厚度与板料整体厚度之比也会随着增大,表面层厚度对力学性能的影响也变得更加显著，因此在研究板料力学性能时需要将材料表面层的力学性能考虑在内。根据金属物理原理，通过与内部晶粒比较，因表面层晶粒处于在外状态，所以在产生变形时其受到的阻力会相应变小，而且在自由表面也不能存储位错,晶粒变形时受到的位错阻碍也会变小,进而使表面层变形和硬化作用也减弱，这样就导致表面层的整体流动应力变小，由于表面层在坯料中拥有较大比例,这样就会引起材料的整体流动应力下降。表面层模型[50]如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]C5210磷青铜薄板微弯曲回弹的尺寸效应[J]. 刘慧慧,王欣,欧阳金栋,易龙,郝传海,张博. 机械工程材料. 2017(07)
[2]SUS 304超薄板的微拉深成形尺度效应[J]. 吴斌,胡长春,单云. 锻压技术. 2017(03)
[3]微/介观薄板弯曲成形的回弹尺度效应[J]. 鲍恩泽,彭林法,易培云. 塑性工程学报. 2016(06)
[4]金属塑性成形的应用现状及发展趋势[J]. 姜翠红,程俊. 现代制造技术与装备. 2016(03)
[5]微细C5210磷青铜板料的尺寸效应研究[J]. 欧阳金栋,陈明和,张钦差,胡智华,王辉,王裕. 塑性工程学报. 2015(03)
[6]基于尺寸效应的镁合金箔材本构关系的研究[J]. 赵宾,王刚,李萍. 精密成形工程. 2014(04)
[7]采用应变梯度硬化模型预测黄铜薄板微弯曲弯矩[J]. 李河宗,董湘怀,申昱,Alexander Diehl,Hinnerk Hagenah,Ulf Engel,Marion Merklein. 上海交通大学学报. 2011(11)
[8]CuZn37黄铜板料微塑性成形中的尺寸效应研究[J]. 李河宗,董湘怀,王倩,申昱,DIEHL A,HAGENAH H,ENGEL U,MERKLEIN M. 材料科学与工艺. 2011(04)
[9]铜箔抗拉强度及延伸率的尺寸效应研究[J]. 周健,郭斌,单德彬. 材料科学与工艺. 2010(04)
[10]微挤压成形系统的设计与实现[J]. 付佳伟,齐乐华,周计明,张彬,杨方. 塑性工程学报. 2010(01)
博士论文
[1]微弯曲成形中应变梯度硬化效应的研究[D]. 李河宗.上海交通大学 2011
[2]铜箔力学性能的尺寸效应及微拉深成形研究[D]. 周健.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]超细晶纯钛塑性微成形及其尺寸效应研究[D]. 刘建龙.太原科技大学 2016
[2]304不锈钢薄板微塑性成形行为实验研究[D]. 童丁媛.河北工程大学 2015
[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
[4]微挤压成形工艺数值模拟及实验研究[D]. 褚厚锋.山东建筑大学 2015
[5]纯铜箔微弯曲数值模拟与实验研究[D]. 姜华.山东大学 2013
[6]纯钛微针塑性成形及数值模拟研究[D]. 曹常印.上海交通大学 2013
[7]304不锈钢薄板微冲压成形中尺寸效应的研究[D]. 孟庆当.上海交通大学 2012
[8]微拉伸尺度效应及数值模拟研究[D]. 禹路.合肥工业大学 2010
[9]微塑性成形本构关系及超薄板微弯曲成形研究[D]. 董培龙.江苏大学 2009
[10]微拉深工艺的实验研究及计算机模拟[D]. 席庆标.上海交通大学 2007
本文编号：2895113
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微型件(a)微型硬盘；(b)微型齿轮；(c)微型传动轴；(d)集成电路引脚Fig.1-1Miniatureparts
最后会出现各向同性的均匀塑性变形。当材料微观结构保持一致时，零件几何尺寸的大小决定了成形件变形区内的晶粒数目的多少，当零件几何尺寸达到一定小时，厚度方向上甚至会有单个晶粒现象的出现，晶格方位基本保持一致性，几何必需位错作用在变形区会变得明显，从而引起更大的硬化作用。随着零件几何尺寸的变大，在厚度方向上晶粒数目增多，晶粒分布具有更强的不确定性，这就导致更容易发生均匀塑性变形，而几何必需位错对硬化作用的影响会显著变小，所以就塑性微成形而言，它具有明显的与应变梯度相关的尺寸效应现象，而宏观成形则无。
尺寸趋于微小化，表面晶粒数目增多，进而导致表面层增厚，表面层厚度与板料整体厚度之比也会随着增大,表面层厚度对力学性能的影响也变得更加显著，因此在研究板料力学性能时需要将材料表面层的力学性能考虑在内。根据金属物理原理，通过与内部晶粒比较，因表面层晶粒处于在外状态，所以在产生变形时其受到的阻力会相应变小，而且在自由表面也不能存储位错,晶粒变形时受到的位错阻碍也会变小,进而使表面层变形和硬化作用也减弱，这样就导致表面层的整体流动应力变小，由于表面层在坯料中拥有较大比例,这样就会引起材料的整体流动应力下降。表面层模型[50]如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]C5210磷青铜薄板微弯曲回弹的尺寸效应[J]. 刘慧慧,王欣,欧阳金栋,易龙,郝传海,张博. 机械工程材料. 2017(07)
[2]SUS 304超薄板的微拉深成形尺度效应[J]. 吴斌,胡长春,单云. 锻压技术. 2017(03)
[3]微/介观薄板弯曲成形的回弹尺度效应[J]. 鲍恩泽,彭林法,易培云. 塑性工程学报. 2016(06)
[4]金属塑性成形的应用现状及发展趋势[J]. 姜翠红,程俊. 现代制造技术与装备. 2016(03)
[5]微细C5210磷青铜板料的尺寸效应研究[J]. 欧阳金栋,陈明和,张钦差,胡智华,王辉,王裕. 塑性工程学报. 2015(03)
[6]基于尺寸效应的镁合金箔材本构关系的研究[J]. 赵宾,王刚,李萍. 精密成形工程. 2014(04)
[7]采用应变梯度硬化模型预测黄铜薄板微弯曲弯矩[J]. 李河宗,董湘怀,申昱,Alexander Diehl,Hinnerk Hagenah,Ulf Engel,Marion Merklein. 上海交通大学学报. 2011(11)
[8]CuZn37黄铜板料微塑性成形中的尺寸效应研究[J]. 李河宗,董湘怀,王倩,申昱,DIEHL A,HAGENAH H,ENGEL U,MERKLEIN M. 材料科学与工艺. 2011(04)
[9]铜箔抗拉强度及延伸率的尺寸效应研究[J]. 周健,郭斌,单德彬. 材料科学与工艺. 2010(04)
[10]微挤压成形系统的设计与实现[J]. 付佳伟,齐乐华,周计明,张彬,杨方. 塑性工程学报. 2010(01)
博士论文
[1]微弯曲成形中应变梯度硬化效应的研究[D]. 李河宗.上海交通大学 2011
[2]铜箔力学性能的尺寸效应及微拉深成形研究[D]. 周健.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]超细晶纯钛塑性微成形及其尺寸效应研究[D]. 刘建龙.太原科技大学 2016
[2]304不锈钢薄板微塑性成形行为实验研究[D]. 童丁媛.河北工程大学 2015
[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
[4]微挤压成形工艺数值模拟及实验研究[D]. 褚厚锋.山东建筑大学 2015
[5]纯铜箔微弯曲数值模拟与实验研究[D]. 姜华.山东大学 2013
[6]纯钛微针塑性成形及数值模拟研究[D]. 曹常印.上海交通大学 2013
[7]304不锈钢薄板微冲压成形中尺寸效应的研究[D]. 孟庆当.上海交通大学 2012
[8]微拉伸尺度效应及数值模拟研究[D]. 禹路.合肥工业大学 2010
[9]微塑性成形本构关系及超薄板微弯曲成形研究[D]. 董培龙.江苏大学 2009
[10]微拉深工艺的实验研究及计算机模拟[D]. 席庆标.上海交通大学 2007
本文编号：2895113
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