纯镍热变形行为及微观组织演变规律研究

发布时间：2017-10-08 06:28

  本文关键词：纯镍热变形行为及微观组织演变规律研究

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【摘要】：纯镍具有高的导电导热性能、低的含气量和蒸汽压以及良好的机械耐腐蚀性、塑性加工和焊接等性能,而被广泛应用于电子电气部件、石油化学工业、食品工业、航空航天和军工部件等领域,但关于纯镍的热变形行为却研究甚少,因而受到材料研究者的广泛关注。本研究以纯镍N6为研究对象,利用Gleeble-3800热模拟实验机,分别进行了圆柱体高温热压缩试验(变形温度为700-1100℃、应变速率为0.001-10 s-1、应变量为40%和55%)和平面应变高温热压缩试验(变形温度为700-1100℃、应变速率1-40 s-1、应变量70%)。结合热压缩实验数据,采用三次样条插值拟合方法绘制纯镍N6在不同变形参数下的热加工图。运用双曲正弦Arrhenius函数模型构建纯镍N6高温塑性变形过程中的流变应力本构模型。同时,借助光学金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)等测试手段,对纯镍N6在不同变形条件下的微观组织演变规律进行了系统的研究和分析。主要研究结果如下:纯镍N6板材高温热压缩变形行为,影响其流变应力变化的主要因素是变形温度和应变速率,应变量对其几乎无影响。根据热压缩试验数据,绘制了纯镍N6的热加工图,并对该加工图及计算数据进行分析,确定了纯镍N6在不同变形条件下的合理加工区和流变失稳区。基于所建立的热塑性加工图,对比流变失稳区变形参数下及合理加工区变形参数下的组织形貌,得出合理加工区变形参数下的组织均匀;而流变失稳区变性参数下的组织比较紊乱,晶粒大小不一。同时,建立了纯镍N6平面应变热变形本构模型。通过多元非线性拟合,建立纯镍N6流变应力的含应变量ε的三次多项式模型。经实验验证,采用该模型计算的流变应力与实测值基本符合,满足工程计算的要求。
【关键词】：纯镍N6 热变形 流变行为 加工图 本构方程 再结晶
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.15
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 引言8
• 1.2 纯镍材料基本特征及应用8-10
• 1.2.1 纯镍的基本特征8-9
• 1.2.2 纯镍材料的应用9-10
• 1.3 纯镍板带轧制工艺研究现状10-12
• 1.4 低层错能材料的动态再结晶12-14
• 1.4.1 动态再结晶过程简介12
• 1.4.2 动态再结晶流变曲线的基本特征12-14
• 1.5 金属材料热变形后组织性能的变化14-15
• 1.6 塑性加工图与本构方程15-18
• 1.6.1 塑性加工图15-16
• 1.6.2 流变应力本构方程16-18
• 1.7 本课题研究的意义及内容18-20
• 1.7.1 研究意义18-19
• 1.7.2 研究的主要内容19-20
• 2 实验材料及方法20-24
• 2.1 实验材料20
• 2.2 热压缩实验20-22
• 2.3 微观组织观察22-23
• 2.3.1 金相组织分析22-23
• 2.3.2 透射电镜（TEM）分析23
• 2.4 硬度测试23-24
• 3 圆柱体高温热压缩变形行为的研究24-44
• 3.1 不同变形参数下的真应力真应变曲线24-29
• 3.1.1 变形量 40%的真应力真应变曲线24-26
• 3.1.2 变形量 55%的真应力真应变曲线26-27
• 3.1.3 利用TEM图像分析真应力真应变曲线27-28
• 3.1.4 纯镍N6不同热变形参数下的硬度变化28-29
• 3.2 热变形过程中纯镍N6的微观组织29-33
• 3.2.1 变形温度对微观组织的影响29-31
• 3.2.2 应变速率对微观组织的影响31-33
• 3.3 圆柱体试样热加工图的建立及应用33-41
• 3.3.1 变形量 40%圆柱体热加工图的绘制34-37
• 3.3.2 变形量 55%圆柱体热加工图的绘制37-41
• 3.4 基于热加工图的微观组织分析41-42
• 3.5 本章小结42-44
• 4 平面应变高温热压缩变形行为的研究44-56
• 4.1 纯镍N6热变形过程中的流变行为44-45
• 4.2 纯镍N6热变形过程中的微观组织变化45-47
• 4.2.1 变形温度对纯镍N6组织结构的影响45-46
• 4.2.2 应变速率对纯镍N6组织结构的影响46-47
• 4.3 纯镍N6平面应变流变应力本构方程的建立47-50
• 4.4 本构方程的误差验证50-52
• 4.5 塑性加工图的绘制52-54
• 4.6 基于塑性加工图的材料组织形貌分析54-55
• 4.7 本章小结55-56
• 5 结论56-58
• 致谢58-60
• 参考文献60-68
• 攻读硕士学位期间获奖及发表的论文68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：992517