通過劇烈塑性變形制備的納米晶和超細(xì)晶材料往往具有更為優(yōu)異的力學(xué)性能,而劇烈變形過程中材料的微觀組織演變及合金元素的偏析行為對材料的性能具有重要影響,因此,開展合金材料在劇烈塑性變形過程中的組織演變及元素再分布規(guī)律研究具有重要意義。本文以四種不同Cu含量（1 wt.%,2 wt.%,4 wt.%和6 wt.%）的二元Al-Cu合金為研究對象,對其進(jìn)行高壓扭轉(zhuǎn)變形處理（1圈,5圈和10圈）,并結(jié)合硬度測試、電子背散射衍射、透射電子背散射衍射、透射電鏡以及三維原子探針等先進(jìn)分析技術(shù)手段,系統(tǒng)地研究了二元Al-Cu合金在不同Cu含量、不同高壓扭轉(zhuǎn)圈數(shù)下,其微觀組織結(jié)構(gòu)及元素空間分布的演變規(guī)律。研究結(jié)果表明:（1）通過高壓扭轉(zhuǎn)變形,Al-Cu合金的硬度明顯增高。隨著高壓扭轉(zhuǎn)圈數(shù)增加,材料硬度的飽和區(qū)增加。而隨著Cu含量升高,材料的硬度整體逐漸上升。（2）高壓扭轉(zhuǎn)后的Al-Cu合金晶粒明顯細(xì)化,其晶粒尺寸在100-300 nm之間,并產(chǎn)生大量位錯(cuò)及小角度晶界。隨著扭轉(zhuǎn)圈數(shù)增加和Cu含量增加,晶粒尺寸逐漸減小。（3）隨著高壓扭轉(zhuǎn)圈數(shù)的增大,晶內(nèi)的Cu原子向晶界處擴(kuò)散,導(dǎo)致晶內(nèi)的Cu含量下降。不同Cu... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 納米晶及超細(xì)晶金屬材料
    1.2 劇烈塑形變形
        1.2.1 高壓扭轉(zhuǎn)法
        1.2.2 等通道轉(zhuǎn)角擠壓
    1.3 SPD材料的組織特征
        1.3.1 超細(xì)晶的形成
        1.3.2 非平衡晶界
        1.3.3 層錯(cuò)和納米孿晶
        1.3.4 納米團(tuán)簇和析出相
    1.4 SPD下的Al-Cu合金的組織特征
    1.5 三維原子探針技術(shù)在大變形材料中的應(yīng)用
        1.5.1 三維原子探針表征技術(shù)
        1.5.2 三維原子探針在SPD材料中的應(yīng)用
    1.6 本課題研究的意義及內(nèi)容
2 材料制備及分析方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)工藝流程
    2.3 高壓扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)
    2.4 研究方法
        2.4.1 顯微維式硬度測試
        2.4.2 電子背散射衍射和透射菊池衍射分析
        2.4.4 掃描透射電子顯微鏡分析
        2.4.5 APT分析
    2.5 Al-Cu合金HPT變形前的維氏硬度及微觀組織
        2.5.1 顯微維氏硬度實(shí)驗(yàn)
        2.5.2 微觀組織
        2.5.3 元素分布
3 不同Cu含量的Al-Cu合金在高壓扭轉(zhuǎn)下的硬度及組織演變
    3.1 引言
    3.2 顯微維氏硬度測試
    3.3 微觀組織演變規(guī)律
        3.3.1 變形過程中晶粒尺寸演變
        3.3.2 變形過程中晶界角度和位錯(cuò)密度演變
    3.4 本章小結(jié)
4 Al-Cu合金在HPT加工處理后Cu元素的分布
    4.1 引言
    4.2 變形過程中Cu元素在晶界上的偏析
        4.2.1 Al-1Cu合金的溶質(zhì)原子的空間分布
        4.2.2 Al-2Cu合金的溶質(zhì)原子的空間分布
        4.2.3 Al-4Cu合金的溶質(zhì)原子的空間分布
        4.2.4 Al-6Cu合金的溶質(zhì)原子的空間分布
    4.3 變形過程中相分解的形成
    4.4 本章小結(jié)
5 Al-Cu合金在HPT過程中的溶質(zhì)擴(kuò)散規(guī)律及其對力學(xué)性能的影響
    5.1 引言
    5.2 Al-Cu合金在HPT過程中溶質(zhì)擴(kuò)散
        5.2.1 溶質(zhì)原子在晶界上的偏析規(guī)律
        5.2.2 溶質(zhì)原子在位錯(cuò)上的偏析規(guī)律
        5.2.3 溶質(zhì)原子在基體中的變化規(guī)律
    5.3 變形過程中組織演變對材料性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大塑性變形過程中單晶和多晶銅的組織演變及變形機(jī)理研究[J]. 郭廷彪,丁雨田,胡勇,劉小斌,曹軍,周懷存.  鑄造技術(shù). 2009(09)
[2]熱處理制度對2519鋁合金板材力學(xué)性能和應(yīng)力腐蝕敏感性的影響[J]. 陳險(xiǎn)峰,彭大暑,張輝,林啟權(quán),林高用.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2003(04)

博士論文
[1]強(qiáng)變形誘導(dǎo)鋁合金析出相低溫回溶現(xiàn)象及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 許曉嫦.中南大學(xué) 2008

碩士論文
[1]強(qiáng)塑性變形方法的改進(jìn)及超細(xì)晶純鋁應(yīng)變速率敏感性研究[D]. 汪明亮.上海交通大學(xué) 2007



本文編號：3199112