液氮低溫軋制制備高強(qiáng)韌性Zr條帶的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、金屬Zr具有六方密堆積結(jié)構(gòu)，因其具有很多特殊的性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。本文以金屬Zr為研究對(duì)象，開展液氮低溫軋制累積大變形實(shí)驗(yàn)，研究樣品在嚴(yán)重塑性變形后結(jié)合退火調(diào)控實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)韌性的組織演變規(guī)律。
　　首先，完善了具有液氮低溫冷卻環(huán)境的軋制平臺(tái)，完成了純Zr金屬的嚴(yán)重塑性變形軋制實(shí)驗(yàn)。通過液氮低溫環(huán)境，可以增強(qiáng)材料的加工硬化能力，有效抑制位錯(cuò)的動(dòng)態(tài)回復(fù)，從而獲得高密度位錯(cuò)的樣品，為后續(xù)退火熱處理提供有利條件。在軋制過程中，截取了

2、不同累積變形量的中間樣品，研究了累積變形量對(duì)性能和微結(jié)構(gòu)的影響，研究表明累積變形程度越大，液氮低溫的效果與優(yōu)勢(shì)就越明顯，位錯(cuò)密度越大，晶粒的細(xì)化程度也隨之增強(qiáng)。
　　同時(shí)，在液氮低溫冷軋實(shí)驗(yàn)中，采取了多個(gè)不同的軋制速度，研究了改變液氮低溫冷軋的應(yīng)變速率對(duì)樣品性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著軋制應(yīng)變速率的提高，晶粒的變形程度更加劇烈，晶粒的細(xì)化程度不斷增大，樣品內(nèi)部位錯(cuò)密度增加，低溫冷軋能也會(huì)增加，為樣品后續(xù)熱處理獲得多尺度結(jié)構(gòu)提供更大的

3、調(diào)控余地。
　　最后，對(duì)所有低溫液氮軋制制備的嚴(yán)重塑性變形金屬Zr樣品分別在450℃、475℃、500℃、525℃進(jìn)行退火熱處理，以獲得高強(qiáng)韌性。結(jié)果表明，隨著退火溫度的提高，樣品退火后強(qiáng)度下降，塑性上升，韌性是先增強(qiáng)后降低的。觀察退火樣品的TEM微結(jié)構(gòu)照片，發(fā)現(xiàn)退火處理使軋制樣品的位錯(cuò)密度降低，位錯(cuò)線湮滅，晶粒長(zhǎng)大，晶粒的畸變程度減小，呈現(xiàn)出納米晶-超細(xì)晶-粗晶不斷過渡的趨勢(shì)。由此可以推斷，在某一退火溫度可以達(dá)到內(nèi)部納米晶、超細(xì)