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低温(450℃以下)形变铍组织软化行为研究

叶书鹏  
【摘要】:金属铍因其优异的性能在核工业、武器系统、航空航天工业等领域都有着十分重要的应用。然而由于缺乏对形变铍组织软化行为研究,目前我国关于金属铍的压力成型技术发展较为落后。静态再结晶是软化冷变形金属,重新获得无畸变等轴晶的重要手段。现代再结晶理论指出,再结晶过程中各参数的控制将对金属再结晶行为及组织调控有着深刻的影响。本文以热压金属铍为研究对象,探究低温(低于450℃)形变铍退火过程中的静态再结晶行为,揭示其静态再结晶机理,并利用Avrami方程对金属铍的静态再结晶过程进行拟合,构建出金属铍的静态再结晶本构模型。具体结果如下:(1)金属铍的静态再结晶形核主方式要以晶界弓出形核及孪晶形核为主,少量伴随发生第二相形核及晶内形核。时间顺序来看,晶界弓出形核及孪晶形核优先发生,其他形核方式发展相对滞后。(2)提高退火温度能够加快金属铍静态再结晶速率,实验所用680℃至880℃范围内,金属铍均能完成再结晶,其再结晶温度范围较广。(3)金属铍的塑性压缩过程中,随着压缩量的增加(0001)基面织构显著增强且集中,退火再结晶能够有效削弱压缩产生的基面织构。(4)拟合了不同退火温度下形变铍静态再结晶体积分数随时间变化关系,计算得到金属铍的静态再结晶激活能QR为115±11 kJ/mol。(5)增大应变量能够加快金属铍静态再结晶进程,缩短静态再结晶完成时间,细化再结晶粒,对获得细晶组织有积极影响。对不同变形量的形变铍静态再结晶体积分数随时间变化规律进行拟合,计算得到再结晶动力学模型中应变量ε的幂指数参数a=-0.804,(6)增大变形参数Z值的能够有效加快金属铍静态再结晶速率。通过对不同热变形条件下形变铍静态再结晶体积分数随时间变化规律进行拟合,计算得到再结晶动力学模型中Z值的幂指数参数b=-0.041,系数D=8.2×10-4。(7)拟合计算了 Avrami指数n值方程中各影响因素的参数数值,系数B=686.6,Z值的幂指数参数α=0.042,能量参数Q=64491 J/mol(8)综合上述拟合结果,得到金属铍的静态再结晶本构模型为(?).


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