金属铍的尺寸稳定性机理研究
发布时间：2021-08-28 18:29
金属铍以优异的物理性质在精度要求极高的惯性领域仪表级结构材料中占有重要地位。本文以国产牌号铍材Be-1为研究对象,采用透射电镜微观组织观察与第一性原理模拟计算相结合的方式,研究了铍材中杂质相BeO和Be-Fe相的弹性性质和电子性质,及其对铍材稳定性的影响。使用立式热膨胀仪测试恒温时效和冷热循环条件下的尺寸变化规律,后续通过真空退火热处理改善铍材稳定性。使用动态疲劳试验机测试微蠕变性能,建立铍材的微蠕变本构方程。微观组织观察表明杂质相分布在铍的晶内和晶界,原始铍材组织内部存在稳定的位错结构。第一性原理分析说明杂质相BeO、FeBe5和AlFeBe4均为在铍中稳定存在的脆性相,弹性模量均在300 GPa以上,杂质相与铍基体的热错配以及其在晶界的偏聚影响了铍的微塑性变形。恒温时效和变温幅度分别为80℃、120℃和160℃的冷热循环过程中铍材尺寸均发生收缩,随变温幅度增加铍材收缩量增大,相同时间下铍材恒温时效后尺寸收缩量为1.4×10-5,小于冷热循环后尺寸收缩量1.812×10-5。真空退火热处理去除了铍...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热循环后铍的抗松弛性[27]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-图1-2铍抗松弛性的增加系数[27](a)与循环上限温度的关系(b)与循环次数的关系循环下限温度(x)-196℃(o)-50℃Lokshin[28]研究了在低于再结晶温度的温度下消除铍中的宏观应力的动力学，应力的减小由初始应力与室温下24小时后剩余应力的比率确定。热循环稳定化处理（TST）由几个低于0℃的冷却循环组成，有效地降低了具有各向异性结构的合金中的宏观应力。从图1-3中可以看出，在-196和+400℃或-70℃和+400℃的TST循环3次后，应力的降低大于400℃加热后的应力降低。TST的影响涉及由宏观和微观应力场的相互作用和它们的松弛引起的塑性变形过程。在热循环的影响下，由于铍晶格的各向异性而发生微应力。当加热到600℃时TST可有效去除宏观应力。图1-3热处理对铍中宏观应力的影响[28](1)100℃(2)190℃(3)400℃(4)600℃(5)TST在-70℃和+400℃3次循环(6)TST在-196和+400℃3次循环多晶铍的技术应用受其可塑性低和机械性能的各向异性的严重限制。VIRKIN[29]通过X射线研究了低温循环（-196℃→27℃）对通过单轴热挤压获得的商业纯度铍结构状态的各向异性的影响。用热机械处理（即在负载下）进行热循
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-图1-2铍抗松弛性的增加系数[27](a)与循环上限温度的关系(b)与循环次数的关系循环下限温度(x)-196℃(o)-50℃Lokshin[28]研究了在低于再结晶温度的温度下消除铍中的宏观应力的动力学，应力的减小由初始应力与室温下24小时后剩余应力的比率确定。热循环稳定化处理（TST）由几个低于0℃的冷却循环组成，有效地降低了具有各向异性结构的合金中的宏观应力。从图1-3中可以看出，在-196和+400℃或-70℃和+400℃的TST循环3次后，应力的降低大于400℃加热后的应力降低。TST的影响涉及由宏观和微观应力场的相互作用和它们的松弛引起的塑性变形过程。在热循环的影响下，由于铍晶格的各向异性而发生微应力。当加热到600℃时TST可有效去除宏观应力。图1-3热处理对铍中宏观应力的影响[28](1)100℃(2)190℃(3)400℃(4)600℃(5)TST在-70℃和+400℃3次循环(6)TST在-196和+400℃3次循环多晶铍的技术应用受其可塑性低和机械性能的各向异性的严重限制。VIRKIN[29]通过X射线研究了低温循环（-196℃→27℃）对通过单轴热挤压获得的商业纯度铍结构状态的各向异性的影响。用热机械处理（即在负载下）进行热循
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al及其复合材料尺寸稳定性原理与稳定化设计研究进展[J]. 武高辉,乔菁,姜龙涛. 金属学报. 2019(01)
[2]初始微结构对多晶金属Be宏观力学性能的影响[J]. 杨祖坤,张昌盛,庞蓓蓓,洪艳艳,莫方杰,刘昭,孙光爱. 金属学报. 2018(08)
[3]惯性器件用铍材研究及其应用进展[J]. 钟景明,李志年,王战宏,王东新,李峰,李军义,张健康. 粉末冶金工业. 2018(01)
[4]金属铍的应用进展[J]. 钟景明,许德美,李春光,王战宏,李峰,王莉,李志年. 中国材料进展. 2014(Z1)
[5]铍材微屈服强度的测试方法[J]. 张健康,贾莉,王文伟,吕一格. 理化检验(物理分册). 2014(09)
[6]制粉工艺研究进展及其在提高铍材性能方面的应用与发展[J]. 李维银. 中国有色金属. 2011 (S2)
[7]BeO杂质形态与分布对金属铍力学性能的影响[J]. 许德美,秦高梧,李峰,王东新,夏洪先,任玉平,裴文利. 中国有色金属学报. 2011(04)
[8]冷热循环处理对SiCp/2024Al尺寸稳定性的影响[J]. 王秀芳,武高辉,姜龙涛,耿洪滨. 材料热处理学报. 2006(01)
[9]金属铍的微屈服行为及机理[J]. 钟景明,高勇,王东新,王学泽,王零森. 中国有色金属学报. 2004(10)
[10]固溶处理对铍材力学性能的影响[J]. 钟景明,王学泽,王东新,付晓旭,王零森. 稀有金属与硬质合金. 2002(03)
博士论文
[1]多晶Be的室温脆性研究[D]. 许德美.东北大学 2015
[2]金属铍的微屈服行为及机理研究[D]. 钟景明.中南大学 2001
硕士论文
[1]铍和氧化铍电子、弹性性质的第一性原理计算[D]. 李婷婷.宁夏大学 2015
[2]亚微米Al2O3P/Al复合材料尺寸稳定性研究[D]. 冯硕.哈尔滨工业大学 2010
[3]SiCp/Al复合材料的尺寸稳定性能研究[D]. 王玺.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3369026
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热循环后铍的抗松弛性[27]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-图1-2铍抗松弛性的增加系数[27](a)与循环上限温度的关系(b)与循环次数的关系循环下限温度(x)-196℃(o)-50℃Lokshin[28]研究了在低于再结晶温度的温度下消除铍中的宏观应力的动力学，应力的减小由初始应力与室温下24小时后剩余应力的比率确定。热循环稳定化处理（TST）由几个低于0℃的冷却循环组成，有效地降低了具有各向异性结构的合金中的宏观应力。从图1-3中可以看出，在-196和+400℃或-70℃和+400℃的TST循环3次后，应力的降低大于400℃加热后的应力降低。TST的影响涉及由宏观和微观应力场的相互作用和它们的松弛引起的塑性变形过程。在热循环的影响下，由于铍晶格的各向异性而发生微应力。当加热到600℃时TST可有效去除宏观应力。图1-3热处理对铍中宏观应力的影响[28](1)100℃(2)190℃(3)400℃(4)600℃(5)TST在-70℃和+400℃3次循环(6)TST在-196和+400℃3次循环多晶铍的技术应用受其可塑性低和机械性能的各向异性的严重限制。VIRKIN[29]通过X射线研究了低温循环（-196℃→27℃）对通过单轴热挤压获得的商业纯度铍结构状态的各向异性的影响。用热机械处理（即在负载下）进行热循
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-图1-2铍抗松弛性的增加系数[27](a)与循环上限温度的关系(b)与循环次数的关系循环下限温度(x)-196℃(o)-50℃Lokshin[28]研究了在低于再结晶温度的温度下消除铍中的宏观应力的动力学，应力的减小由初始应力与室温下24小时后剩余应力的比率确定。热循环稳定化处理（TST）由几个低于0℃的冷却循环组成，有效地降低了具有各向异性结构的合金中的宏观应力。从图1-3中可以看出，在-196和+400℃或-70℃和+400℃的TST循环3次后，应力的降低大于400℃加热后的应力降低。TST的影响涉及由宏观和微观应力场的相互作用和它们的松弛引起的塑性变形过程。在热循环的影响下，由于铍晶格的各向异性而发生微应力。当加热到600℃时TST可有效去除宏观应力。图1-3热处理对铍中宏观应力的影响[28](1)100℃(2)190℃(3)400℃(4)600℃(5)TST在-70℃和+400℃3次循环(6)TST在-196和+400℃3次循环多晶铍的技术应用受其可塑性低和机械性能的各向异性的严重限制。VIRKIN[29]通过X射线研究了低温循环（-196℃→27℃）对通过单轴热挤压获得的商业纯度铍结构状态的各向异性的影响。用热机械处理（即在负载下）进行热循
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al及其复合材料尺寸稳定性原理与稳定化设计研究进展[J]. 武高辉,乔菁,姜龙涛. 金属学报. 2019(01)
[2]初始微结构对多晶金属Be宏观力学性能的影响[J]. 杨祖坤,张昌盛,庞蓓蓓,洪艳艳,莫方杰,刘昭,孙光爱. 金属学报. 2018(08)
[3]惯性器件用铍材研究及其应用进展[J]. 钟景明,李志年,王战宏,王东新,李峰,李军义,张健康. 粉末冶金工业. 2018(01)
[4]金属铍的应用进展[J]. 钟景明,许德美,李春光,王战宏,李峰,王莉,李志年. 中国材料进展. 2014(Z1)
[5]铍材微屈服强度的测试方法[J]. 张健康,贾莉,王文伟,吕一格. 理化检验(物理分册). 2014(09)
[6]制粉工艺研究进展及其在提高铍材性能方面的应用与发展[J]. 李维银. 中国有色金属. 2011 (S2)
[7]BeO杂质形态与分布对金属铍力学性能的影响[J]. 许德美,秦高梧,李峰,王东新,夏洪先,任玉平,裴文利. 中国有色金属学报. 2011(04)
[8]冷热循环处理对SiCp/2024Al尺寸稳定性的影响[J]. 王秀芳,武高辉,姜龙涛,耿洪滨. 材料热处理学报. 2006(01)
[9]金属铍的微屈服行为及机理[J]. 钟景明,高勇,王东新,王学泽,王零森. 中国有色金属学报. 2004(10)
[10]固溶处理对铍材力学性能的影响[J]. 钟景明,王学泽,王东新,付晓旭,王零森. 稀有金属与硬质合金. 2002(03)
博士论文
[1]多晶Be的室温脆性研究[D]. 许德美.东北大学 2015
[2]金属铍的微屈服行为及机理研究[D]. 钟景明.中南大学 2001
硕士论文
[1]铍和氧化铍电子、弹性性质的第一性原理计算[D]. 李婷婷.宁夏大学 2015
[2]亚微米Al2O3P/Al复合材料尺寸稳定性研究[D]. 冯硕.哈尔滨工业大学 2010
[3]SiCp/Al复合材料的尺寸稳定性能研究[D]. 王玺.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3369026
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