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《东南大学》 2016年
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金属变形过程中微观组织协调行为的原位研究

刘宝良  
【摘要】:原位技术是一项研究材料变形及断裂行为的新技术,可以实时地追踪观察样品表面的变形和损伤等组织特征在加载过程中的演化规律,同时将加载作用与对材料表面结构的微观测试研究结合起来。本文利用原位-SEM技术研究了原位技术在高速钢碳化物开裂行为研究中的应用,同时利用原位-EBSD研究了铝合金晶粒塑性变形过程中晶粒的取向协调转动行为及其Schmid因子的变化规律。以期为评估和改善材料微观结构和性能,建立微观力学模型提供依据。利用原位-SEM技术研究了碳化物的开裂行为。研究结果表明,微裂纹形核位置多处于碳化物与基体交界处,并向碳化物内部扩展。利用TEM研究发现碳化物内部微裂纹的形成与碳化物的精细结构有关,VC类金属碳化物,其内部含有细小MC型碳化物颗粒,易形成位错环,不易造成位错塞积故不易开裂;而M2C型碳化物内部没有细小粒子,易形成位错滑移带,造成位错塞积,为微裂纹形核提供位置。微裂纹的扩展方式为多种方式混合扩展模式,且在微裂纹扩展至碳化物-基体界面时出现尖端钝化现象。利用原位-EBSD技术研究了铝合金塑性变形过程中晶粒协调转动。研究结果表明,铝合金塑性变形过程中位错滑移模式主要为基面滑移,并且混合少量非基面滑移,且基面滑移优先于非基面滑移出现。此时基面滑移Schmid因子大于非基面滑移,基面滑移与非基面滑移出现的优先级与滑移系的Schmid因子有关。具有相同或相近取向的晶粒,其取向的转动情况趋势基本相同。取向分布在[001]附近的晶粒,随着应力的增加,其取向向[001]方向转动,其转动趋势符合Taylor模型;取向分布在反极图中心位置的晶粒,其取向向[001]-[101]连线方向转动,转动趋势符合Sachs模型。并且某些晶粒的取向转动具有一定的不连续性,即晶粒的取向转动会出现跳跃式变化或者逆向变化。Schmid因子分布图研究结果表明,塑性变形过程中晶粒取向的转动可导致晶粒Schmid因子的减小、增大或者基本保持不变。Schmid因子的变化与应力方向跟滑移面法线夹角λ、滑移方向的夹角φ存在如下关系:当φ45°λ时,Schmid因子增大;当λ45°φ时,Schmid因子减小。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG142.1;TG146.21

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相关机构
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相关作者
>朱宏桢 >刘宝良
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