銅及其合金作為面心立方結(jié)構(gòu)材料,具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、耐腐蝕性以及延展性,是當(dāng)今電氣產(chǎn)業(yè)及電子元件制造業(yè)的熱門原材料之一,但是由于較差的硬度和強(qiáng)度性能使得銅及其合金材料的應(yīng)用與發(fā)展受到了限制;而鎂及其合金為密排六方結(jié)構(gòu)材料,具有更高比強(qiáng)度、更好的導(dǎo)熱減震性能,但是由于變形過(guò)程中基面織構(gòu)的存在導(dǎo)致鎂及其合金在室溫情況下難以進(jìn)行形變,且目前鎂合金的塑性變形理論還不夠完善成熟,塑性加工技術(shù)發(fā)展的相對(duì)緩慢,限制了鎂合金的發(fā)展。因此,有必要對(duì)銅合金及鎂合金塑性變形方法進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究,從而探索出能夠有效改善材料綜合性能的工藝方法。金屬材料的力學(xué)性能與其微觀組織(晶粒分布和晶粒取向)密切相關(guān),而不同的變形方式以及再結(jié)晶條件對(duì)組織特征的演變規(guī)律則有著重要的影響。基于此思路,本論文選用Cu-Ag合金、鑄態(tài)純Cu和鑄態(tài)AZ31鎂合金作為實(shí)驗(yàn)材料,利用金相顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)和電子背散射衍射(EBSD)等微觀組織表征與分析方法,系統(tǒng)的研究了在液氮溫度下軋制變形對(duì)Cu-Ag合金微觀組織、織構(gòu)以及再結(jié)晶行為的影響;研究分析了退火過(guò)程中的外加載荷應(yīng)力對(duì)室溫冷軋后的Cu-Ag合金再結(jié)晶行為的影響作用;對(duì)純Cu試樣進(jìn)行了室溫多向壓縮實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)的分析了試樣變形后和再結(jié)晶后的織構(gòu)特征;通過(guò)對(duì)AZ31鎂合金進(jìn)行室溫多向壓縮變形以及退火處理,研究多向壓縮對(duì)AZ31鎂合金的微觀組織以及力學(xué)性能的影響作用。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:1.Cu-Ag合金在液氮溫度軋制過(guò)程中,由于低溫軋制阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng),試樣內(nèi)積累了更高的位錯(cuò)密度,因此相對(duì)室溫軋制試樣而言,材料的抗拉強(qiáng)度有所提高。試樣經(jīng)液氮溫度軋制90%后的織構(gòu)以S型和Brass型織構(gòu)為主。另外,液氮溫度軋制抑制了動(dòng)態(tài)回復(fù)過(guò)程,因此使得試樣中的儲(chǔ)存能增加,提高了再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力,從而降低了 Cu-Ag 合金的再結(jié)晶溫度。2.95%冷軋變形的Cu-Ag合金經(jīng)外加載荷退火的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,加載較小應(yīng)力(1OMPa)退火雖然抑制了材料的再結(jié)晶行為,但卻促進(jìn)了再結(jié)晶Cube織構(gòu)的形成。另外,加載較大應(yīng)力(50MPa)雖然對(duì)再結(jié)晶過(guò)程中新晶粒形核的抑制效果更加明顯,但加快了晶粒長(zhǎng)大,主要原因是由于較大的外加應(yīng)力已經(jīng)大于位錯(cuò)滑移運(yùn)動(dòng)所需的臨界分切應(yīng)力,因此加載退火過(guò)程中產(chǎn)生了新的缺陷,從而提高晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力。3.在鑄態(tài)純Cu室溫多向壓縮后的金相測(cè)試結(jié)果中看到了“項(xiàng)鏈型”結(jié)構(gòu),說(shuō)明壓縮過(guò)程中發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。多向壓縮試樣的織構(gòu)在{111}極圖中呈對(duì)稱分布關(guān)系,主要由為 Goss{011}100、CubeTD{011}011以及 CubeND{001}110三種組分組成,而完全再結(jié)晶后并沒(méi)有出現(xiàn)Cube織構(gòu),這是由于試樣的三種形變織構(gòu)使得其他取向晶粒優(yōu)先形核與長(zhǎng)大,并限制了 Cube取向晶粒的形核與長(zhǎng)大。4.鑄態(tài)AZ31鎂合金在室溫多向壓縮過(guò)程中出現(xiàn)了退孿晶現(xiàn)象。隨著多向壓縮道次的增加,{0002}面衍射峰值先上升后下降,說(shuō)明多向壓縮可以弱化AZ31鎂合金的{0002}基面織構(gòu)。AZ31鎂合金室溫多向壓縮10道次的試樣退火30min時(shí)已經(jīng)完全再結(jié)晶,4道次的試樣退火40min完成了再結(jié)晶,而單向壓縮試樣退火120min后依然是原始粗大晶粒與細(xì)小新晶粒共存的混晶狀態(tài)。另外,多向壓縮10道次的試樣再結(jié)晶后的晶粒尺寸最小且更均勻。5.由于室溫多向壓縮使得AZ31鎂合金晶粒內(nèi)部產(chǎn)生大量高密度的孿晶界,阻礙了位錯(cuò)滑移,因此試樣出現(xiàn)了明顯加工硬化現(xiàn)象。此外,多向壓縮的晶粒細(xì)化作用使得AZ31鎂合金的室溫最大累積變形量達(dá)40%。完全再結(jié)晶后的壓縮測(cè)試結(jié)果表明,多向壓縮10道次試樣的力學(xué)性能明顯優(yōu)于單向壓縮試樣,抗拉強(qiáng)度和壓縮率分別提高了 26%和69%,而由于基面織構(gòu)的弱化導(dǎo)致試樣的屈服強(qiáng)度并沒(méi)有明顯的提高。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.11;TG146.22;TG339
【部分圖文】：

軋??日本學(xué)者Ｓａｉｔｏ?在］９９８時(shí)第一次提出的，對(duì)純鋁板和超低由于反復(fù)累積乳制過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦力和軋制力，可將材料內(nèi)最終將原晶粒分割成細(xì)小的新晶粒。其具體的工藝示意圖如１．１工藝主要分四個(gè)步驟，首先是對(duì)材料進(jìn)行表面處理，比如用用機(jī)械打磨的方法去掉樣品表面氧化層，然后將清洗后的板分，接著對(duì)材料進(jìn)行軋前預(yù)熱處理，溫度不能高于材料的再軋制后兩塊板材疊在一起壓成原來(lái)一塊的厚度。??在實(shí)際生產(chǎn)中步驟簡(jiǎn)單、晶粒細(xì)化的效果明顯，且對(duì)生產(chǎn)設(shè)備型軋機(jī)都可以運(yùn)用該工藝進(jìn)行生產(chǎn)，是經(jīng)濟(jì)有效的加工方式但是由于多道次反復(fù)軋制，隨著板材的累積應(yīng)變量越來(lái)越大，幾率也隨之增大，通常為了保證板材的質(zhì)量會(huì)減少疊乳次數(shù)，的組織與性能。所以，我們還需要針對(duì)ＡＲＢ工藝存在的問(wèn)題可以通過(guò)設(shè)備改良以及控制加工過(guò)程而解決問(wèn)題??

?１??疊軋??圖１．?１累積疊軋工藝原理示意圖｜１６］??Ｆｉｇ，?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｓｈｏｗｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ＡＲＢ?ｐｒｏｃｅｓｓ［１６］??－４?－??

圖１．４??［１６］??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2844321