【摘要】：鎢因其高熔點(diǎn)(3695 K)和良好的熱導(dǎo)性和高溫輕度、低的濺射率和蒸氣壓等特性,被認(rèn)為是最具應(yīng)用潛力的面向等離子體材料。鎢在聚變堆服役條件下要承受巨大的熱通量(穩(wěn)態(tài)負(fù)載功率達(dá)到10-20 MW/m~2)和溫度梯度。然而,經(jīng)過塑性變形工藝制備的鎢在長(zhǎng)期高溫條件服役下會(huì)發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象,這將導(dǎo)致鎢的韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高、塑性和斷裂韌性下降。這不僅關(guān)系到材料的使用壽命,還會(huì)影響到核聚變裝置的服役安全性。因此研究鎢在高溫條件下的再結(jié)晶行為,具有重要的科學(xué)意義和工程價(jià)值。本文主要利用較高溫度下等溫退火實(shí)驗(yàn)來等效模擬聚變堆中高溫服役條件,系統(tǒng)研究純鎢在高溫服役下的機(jī)械性能和顯微組織及織構(gòu)的演化規(guī)律。取得以下結(jié)果:純鎢高溫退火后的機(jī)械性能演變表明,在等溫退火過程中,硬度退化曲線分為兩個(gè)階段。硬度先以較快的速率呈單調(diào)下降的再結(jié)晶階段和后續(xù)較慢速度單調(diào)下降的晶粒長(zhǎng)大階段。溫度越高變形量越大,再結(jié)晶過程也越快。溫度對(duì)低變形量的再結(jié)晶速率影響比較明顯,隨著變形量的增大,溫度對(duì)再結(jié)晶的速率影響變小。純鎢在軋制態(tài)的顯微組織和等溫退火條件下的顯微組織演變表明,軋制量較小時(shí),晶粒沿著軋制方向稍微拉長(zhǎng);隨著軋制量的增加,顯微組織出現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大及纖維化和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象。溫度對(duì)50%變形量(W50)軋制鎢板退火后完全再結(jié)晶的晶粒尺寸影響不明顯;而67%(W67)和90%(W90)變形量的鎢板在不同溫度退火后的完全再結(jié)晶晶粒尺寸總體隨著退火溫度的升高而減小。完全再結(jié)晶后的晶粒尺寸隨著變形量的增加而減小,且高變形程度板材的退火微觀組織均勻度要優(yōu)于中低變形程度板材。當(dāng)退火溫度較低時(shí),完全再結(jié)晶后的組織中還包含有一部分小角度晶界,當(dāng)退火溫度升高時(shí),完全再結(jié)晶后組織的取向差分布更符合Mackenzie分布。純鎢在軋制態(tài)的顯微織構(gòu)和等溫退火條件下的顯微織構(gòu)演變表明,三種軋制量鎢板的軋制織構(gòu)差異比較大。W50的軋制織構(gòu)主要為α-纖維織構(gòu)中的{112}110組分,其他組分都比較隨機(jī);W67的軋制織構(gòu)主要為γ-纖維織構(gòu)中的{111}112組分和α-纖維織構(gòu)中的{112}110組分以及θ-纖維織構(gòu)中的立方組分。與W50和W67相比,W90的軋制態(tài)織構(gòu)主要為{112}111織構(gòu)和Goss織構(gòu)。W50在1250℃和1300℃退火后的織構(gòu)繼承了變形時(shí)的織構(gòu),主要為α-纖維織構(gòu)中的{112}110組分。W67在較低和中溫退火后,其織構(gòu)主要為θ-纖維織構(gòu)組分,在1250℃退火后的再結(jié)晶織構(gòu)為介于立方織構(gòu)和旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu),在1300℃退火后的再結(jié)晶織構(gòu)主要為立方織構(gòu)和少量旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)。當(dāng)退火溫度增加到1350℃時(shí),其再結(jié)晶織構(gòu)與低溫退火完全不同,主要為γ-纖維織構(gòu)中的{111}110組分。W90在三種溫度下退火后的再結(jié)晶織構(gòu)完全不同:在1250℃退火后的再結(jié)晶織構(gòu)主要為立方織構(gòu),即{001}010織構(gòu)。在1300℃退火后的再結(jié)晶織構(gòu)比較隨機(jī),但在退火2 h后,出現(xiàn)了{(lán)111}112織構(gòu)。在1350℃退火后的再結(jié)晶織構(gòu)主要為{001}110織構(gòu)。
【圖文】：

第一章 緒論.4 BCC 材料的變形微觀組織與織構(gòu).4.1 BCC 金屬的變形組織變形態(tài)的微觀組織與材料本身的晶體學(xué)特性（即滑移方式）和變形方式有關(guān)系。在立方金屬中，變形的兩種基本方法是滑移和孿生，而且堆垛層錯(cuò)能（γSFE）是關(guān)于哪種方法來變形的最重要材料參數(shù)。γSFE值較低的金屬中，交移比較困難，只通過單向滑移會(huì)降低材料塑性變形過程中的變形能力，因此發(fā)生變形孿晶[40]。金屬材料在變形量大于 10%時(shí)，能量以一些缺陷的形式被儲(chǔ)存，這些缺陷不同尺度的形式出現(xiàn)在變形的樣品中。對(duì)于 BCC 金屬，經(jīng)過塑性變形后這陷的最小尺度結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，，如圖 1.5 所示。這些位錯(cuò)首先被儲(chǔ)存在晶粒內(nèi)，轉(zhuǎn)變成胞狀結(jié)構(gòu)，最后會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喚�。在一個(gè)晶粒內(nèi)部，通常會(huì)出現(xiàn)一些過，這些胞塊或胞帶被直長(zhǎng)的界面分開，這些界面兩側(cè)過渡帶的取向不同，這于其在不同滑移面上變形的結(jié)果。這些過渡帶被劃分為不同的變形帶[40]。

上述主要織構(gòu)在歐拉空間的位置分表 1.1 BCC 金屬中主要織Tab 1.1 Miller indices and Euler angles織構(gòu)類型 ψ1{001}<100> 0 {001}<110> 45 {011}<100> 0 {011}<011> 90 {011}<211> 35 {111}<112> 30 {111}<110> 0 {112}<110> 0 {011}<111> 55
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TL627;TG146.411;TG335

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 任懷亮;高偉;楊讓;;高鉬無(wú)鈷?cǎi)R氏體時(shí)效合金的再結(jié)晶[J];物理測(cè)試;1987年05期

2 劉偉;;再結(jié)晶對(duì)沉淀粒子尺寸及其分布的影響[J];中南礦冶學(xué)院學(xué)報(bào);1987年03期

3 劉家璐,楊曉躍,張廷慶;BF_2~+注入硅的特性與分析[J];微電子學(xué);1988年02期

4 周善佑,張萍;微量鋯對(duì)導(dǎo)電用工業(yè)純鋁再結(jié)晶的影響研究[J];鎮(zhèn)江船舶學(xué)院學(xué)報(bào);1988年Z1期

5 唐國(guó)宏 ,宋作舟 ,T3云書;再結(jié)晶加熱速率對(duì)LC9超硬鋁晶粒細(xì)化的影響[J];北京航空學(xué)院學(xué)報(bào);1988年03期

6 黎鼎鑫;秦國(guó)義;;稀土元素對(duì)銀的再結(jié)晶及晶粒組織的影響[J];貴金屬;1988年04期

7 羅晉生,范永平,馬秋嗚;用橢偏光法研究離子注入層的紅外輻照再結(jié)晶機(jī)理[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;1989年03期

8 林成魯,鄒世昌,沈宗雍;絕緣層上多晶硅的激光加熱再結(jié)晶方法[J];物理;1989年08期

9 施華,M.Atkinson;鐵及低碳鋼的超快速退火[J];東北工學(xué)院學(xué)報(bào);1989年03期

10 柳連俊,錢佩信,張宗銘,潘子康,李志堅(jiān);定域SOI區(qū)熔再結(jié)晶研究[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);1989年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前8條

1 李志紅;藍(lán)慧芳;王明陽(yáng);王文博;李建平;;冷軋低合金高強(qiáng)鋼再結(jié)晶和析出行為研究[A];第十一屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集——S03.軋制與熱處理[C];2017年

2 邢軍;吳保橋;程鼎;潘紅波;許文喜;夏勐;;V-N微合金熱軋H型鋼形變奧氏體再結(jié)晶規(guī)律研究[A];第十一屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集——S03.軋制與熱處理[C];2017年

3 王夢(mèng)雅;紀(jì)箴;田高峰;賈成廠;傅豪;;原始粉末顆粒邊界對(duì)FGH96熱變形再結(jié)晶的影響[A];第十一屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集——S11.粉末冶金[C];2017年

4 李凡;黃海波;李金剛;;用EBSP研究銅的變形和再結(jié)晶過程[A];2005年全國(guó)計(jì)算材料、模擬與圖像分析學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

5 王玉峰;李文學(xué);任慧平;靳俊雅;;利用EBSD技術(shù)研究高純鋁箔再結(jié)晶過程組織及織構(gòu)的演變規(guī)律[A];第二屆全國(guó)背散射電子衍射（EBSD）技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議暨第六屆全國(guó)材料科學(xué)與圖像科技學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

6 王玉忠;;無(wú)鉛焊點(diǎn)的疲勞失效分析[A];2019中國(guó)高端SMT學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2019年

7 張玉彬;Andrew Godfrey;劉偉;劉慶;;預(yù)退火對(duì)冷軋高純鎳立方織構(gòu)形成的影響[A];第二屆全國(guó)背散射電子衍射（EBSD）技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議暨第六屆全國(guó)材料科學(xué)與圖像科技學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

8 李龍;劉燦威;陳鑫;周德敬;;鋁箔在釬焊過程中抗下垂機(jī)制的研究[A];2016中國(guó)鋁加工產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新交流大會(huì)論文集[C];2016年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 谷金波 李晶 臧若愚 王中丙 亓福川;鈦、鈮對(duì)超純鐵素體不銹鋼再結(jié)晶過程的影響[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2014年

2 周誼軍;溶解碳對(duì)無(wú)取向電工鋼再結(jié)晶織構(gòu)的影響[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 張嘉欣;鋁合金軋制變形及再結(jié)晶退火過程中微結(jié)構(gòu)與織構(gòu)的研究[D];燕山大學(xué);2017年

2 譚士海;無(wú)鉛焊點(diǎn)熱疲勞再結(jié)晶微觀機(jī)理研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2018年

3 張中武;定向再結(jié)晶及其動(dòng)力學(xué)研究[D];南京理工大學(xué);2008年

4 譚凱;基于蒙特卡洛方法的銅鋅錫硫薄膜生長(zhǎng)及退火再結(jié)晶的模擬研究[D];華中科技大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 金揚(yáng);IF鋼再結(jié)晶退火過程中組織演變的原位研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2019年

2 李曉瑜;塑性變形與熱處理對(duì)高純Al-1%Si再結(jié)晶的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 李奇;Mg-Er合金冷軋變形與再結(jié)晶織構(gòu)演變研究[D];沈陽(yáng)航空航天大學(xué);2019年

4 王康;軋制純鎢高溫服役下顯微組織與性能演化規(guī)律研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2018年

5 齊澤霖;0Cr21Mn17MoNbN0.85鋼循環(huán)再結(jié)晶的組織與性能[D];長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué);2019年

6 韓瓊瓊;薄帶連鑄中低牌號(hào)無(wú)取向硅鋼再結(jié)晶及析出行為研究[D];東北大學(xué);2015年

7 谷印麟;形變金屬再結(jié)晶過程的準(zhǔn)原位分析[D];大連理工大學(xué);2018年

8 范貞貞;AA6014鋁合金退火再結(jié)晶機(jī)制及成形性能研究[D];重慶大學(xué);2018年

9 郝紹燕;預(yù)變形對(duì)Zr-Sn-Nb合金再結(jié)晶及時(shí)效析出行為的影響研究[D];重慶大學(xué);2018年

10 余明;變形量和溫度對(duì)純鎢再結(jié)晶特性影響研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2589203