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FeCrNi合金动态特性研究

潘晓霞  
【摘要】:本文主要研究不同温度与应变速率下FeCrNi 合金的动态力学特性,观察温度和应变速率对位错运动模式的影响,探讨塑性变形的位错动力学机制,以位错机制为基础,采用单参数的位错密度演化描述,建立起应变速率104s-1以下FeCrNi 合金的动态物理本构模型。 首先采用材料试验机和霍普金森压杆,研究了FeCrNi 合金准静态不同温度、15℃不同应变速率和高温高应变速率三种力学实验条件下的动态特性。结果表明:FeCrNi 合金具有明显的应变强化、应变速率强化和温度软化效应。流变应力随温度变化曲线在准静态和动态下具有相似性,应变速率只改变流变应力-温度曲线位置。 然后采用透射电镜对力学实验后试件进行了位错组态观察,分析了温度和应变速率对该合金位错运动方式的影响作用,结果表明:温度和应变速率对FeCrNi 合金位错运动交滑移频率具有相反的作用,温度升高交滑移频率增加,位错组态逐步从网格状位错墙向位错胞方向发展,而应变速率升高使交滑移频率降低,位错组态逐步从位错胞、网格状位错墙转变为高密度层错。 最后以面心立方金属塑性变形的林位错切割机制为基础,初步分析了FeCrNi 合金位错运动与增殖机制随温度和应变速率的变化情况。对该合金流变应力随温度变化趋势与应变速率关系,以及应变强化效应与温度和应变速率关系进行了较为详细的讨论。采用单参数的位错密度演化来描述FeCrNi 合金的物理本构,讨论位错运动时所受的各种阻碍作用,以及位错密度演化对流变应力的影响。建立FeCrNi 合金的基于位错密度演化的物理本构模型,并与Johnson-Cook 模型计算结果相比较。结果表明:FeCrNi 合金的塑性变形基


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