強(qiáng)塑性變形方法的改進(jìn)及超細(xì)晶純鋁應(yīng)變速率敏感性研究.pdf

1、強(qiáng)塑性變形方法是制備塊體超細(xì)晶或納米結(jié)構(gòu)材料的一類常用的方法。在常用的強(qiáng)塑性變形方法中，等通道轉(zhuǎn)角擠壓和高壓扭轉(zhuǎn)法是為材料學(xué)家使用和研究最多的兩種方法。盡管這兩種方法能夠有效地制得超細(xì)晶材料，但是這兩種方法自身也有其缺點(diǎn)和應(yīng)用上的局限性。這就使得眾多的科研工作者致力于對(duì)現(xiàn)有的強(qiáng)塑性變形方法進(jìn)行改進(jìn)，或者發(fā)明新的強(qiáng)塑性變形方法，來(lái)制備超細(xì)晶材料。 本文主要包括以下幾個(gè)部分： 本文針對(duì)傳統(tǒng)的等通道轉(zhuǎn)角擠壓法難以對(duì)過(guò)長(zhǎng)的材料進(jìn)

2、行加工的缺點(diǎn)，基于新近提出的間接ECAD方法的理念，設(shè)計(jì)出模具并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：間接ECAD能夠?qū)υ嚇舆M(jìn)行剪切變形處理，并對(duì)處理試樣長(zhǎng)度沒(méi)有限制，故該方法是可行的。 本文介紹了一種獲取高變形量的制備超細(xì)晶材料的強(qiáng)塑性變形方法：旋轉(zhuǎn)剪切法。這種方法能夠在較小的壓力下獲得較大的應(yīng)變量，且應(yīng)變量均勻可控。文中推導(dǎo)出了計(jì)算應(yīng)變量及應(yīng)變速率的公式，并通過(guò)對(duì)純鋁材料的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了剪切變形法，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)獲得了約8.37的剪切應(yīng)變，并通過(guò)透

3、射電子顯微觀察，肯定了獲取了約700nm晶粒尺度的超細(xì)晶。 使用等通道轉(zhuǎn)角擠壓（ECAP）方法以及室溫冷軋，制備出超細(xì)晶鋁。在應(yīng)變速率5×10-5/s 到10-1/s的范圍內(nèi)進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)。將超細(xì)晶鋁隨應(yīng)變速率變化的拉伸行為，與普通冷軋態(tài)鋁和粗晶鋁隨應(yīng)變速率變化的拉伸行為進(jìn)行對(duì)比分析。對(duì)于超細(xì)晶鋁，在1×10-1s-1~1×10-3s -1的應(yīng)變速率范圍內(nèi)，變形機(jī)制由位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所控制；而在5×10-5s-1~1×10-4s -1的應(yīng)

4、變速率范圍內(nèi)，應(yīng)變速率機(jī)制可能與晶界的滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)。 在退火態(tài)超細(xì)晶（UFG）鋁中，室溫下，屈服突降現(xiàn)象的出現(xiàn)被認(rèn)為與非均勻變形現(xiàn)象相關(guān)。在本章中，我們發(fā)現(xiàn)，退火UFG鋁中這種反常的現(xiàn)象，與應(yīng)變速率的大小無(wú)關(guān)。而近年才被發(fā)現(xiàn)的，UFG金屬的退火強(qiáng)化現(xiàn)象被證明與應(yīng)變速率相關(guān)，即在一定的應(yīng)變速率范圍內(nèi)，退火強(qiáng)化是可行的，而在其它的應(yīng)變速率范圍內(nèi)，退火強(qiáng)化行為是不會(huì)發(fā)生的。同時(shí)，UFG鋁的退火強(qiáng)化現(xiàn)象也是與溫度相關(guān)的，室溫下的一定應(yīng)