晶界工程技術(shù)在解決由晶界性能不足引起的材料失效問題中取得了重大的進(jìn)展,但是形變熱處理工藝調(diào)控和優(yōu)化晶界特征分布的機(jī)理仍然不清楚,導(dǎo)致現(xiàn)有的晶界工程工藝優(yōu)化仍然依靠經(jīng)驗(yàn)和大量實(shí)驗(yàn)摸索。因此,本文利用電子背散射衍射（EBSD）技術(shù),研究了預(yù)變形量和退火溫度對工業(yè)純銅晶界特征分布以及形變熱處理過程中組織行為的影響。采用準(zhǔn)原位EBSD實(shí)驗(yàn)方案,對形變熱處理后試樣中的晶界演化過程進(jìn)行了跟蹤觀察,獲得了純銅形變熱處理過程中的晶界結(jié)構(gòu)演化過程,探討了晶界特征分布的優(yōu)化機(jī)制。通過研究預(yù)變形量和退火溫度在不同晶界工程工藝處理后的多晶銅中的晶界特征分布情況,研究了晶界特征分布隨形變量和退火溫度的變化關(guān)系。發(fā)現(xiàn)形變量一定時(shí),特殊晶界比例一般隨著退火溫度的升高而提高,而退火溫度一定時(shí),特殊晶界比例一般隨著形變量的增加先升高后降低,只有700℃-10%條件出現(xiàn)反常。600℃-10%工藝下,得到最優(yōu)的晶界特征分布,特殊晶界比例高達(dá)81.70%。通過對比不同工藝下的晶粒尺寸以及局域取向差分布確認(rèn)了形變熱處理過程中發(fā)生的組織轉(zhuǎn)變行為,5%形變量樣品中主要發(fā)生回復(fù)過程,直到溫度達(dá)到700°C時(shí)才發(fā)生明顯的應(yīng)變誘導(dǎo)晶界遷... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Σ3再激發(fā)模型示意圖[52]

碩士學(xué)位論文低應(yīng)變下純銅中的晶界特征分布優(yōu)化機(jī)制研究9致一些能量較高的高ΣCSL晶界發(fā)生遷移，遷移過程中會遇到原本在材料中大量存在的退火孿晶晶界Σ3，從而使高ΣCSL晶界發(fā)生分解，生成低ΣCSL晶界。如圖1.2（a，b，c）所示為晶界遷移與晶界分解。移動中的高Σ晶界會與退火孿晶發(fā)生反應(yīng)，生成大量的低Σ晶界。而圖1.2（d）所示為不同大角度晶界的分解反應(yīng)。其中Σ27晶界分解成Σ3與Σ9晶界。Σ51分解成Σ17與Σ3晶界等。但是高ΣCSL晶界分解模型無法解釋在已經(jīng)完成優(yōu)化的材料晶界特征分布中，主要的低ΣCSL晶界只有Σ3、Σ9和Σ27這三類晶界。圖1.2高ΣCSL晶界遷移分解示意圖[53]（a）-（b）TEM（c）示意圖（d）原理圖1.3.3非共格Σ3晶界理論王衛(wèi)國等人[54]在觀察Pb-Ca-Sn-Al合金的回復(fù)與再結(jié)晶過程中發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)階段中Σ3晶界的形態(tài)是不同的。如圖1.3(a)可以看出，在材料的回復(fù)階段，所生成的Σ3大多是平直的共格Σ3晶界，此類Σ3能量很低，不易移動，一般都在隨機(jī)晶界網(wǎng)絡(luò)上，通過圖1.3(b)看出這類晶界不能有效的打斷隨機(jī)晶界網(wǎng)絡(luò)，因此無法優(yōu)化晶界特征分布，達(dá)不到晶界工程的效果，而在1.3(c)中，在再結(jié)晶階段所生成的Σ3晶界除了有少部分平直的共格Σ3之外，還有許多彎曲的，能量稍高的非共格Σ3晶界，此類Σ3比較容易遷移，在退火過程中與其他晶界發(fā)生反應(yīng)，生成Σ3n晶界，提高低ΣCSL晶界的比例，并且可以打斷隨機(jī)晶界網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到材料晶界特征分布。因此王衛(wèi)國等人提出，晶界特征分布的根源是彎曲的，可遷移的非共格Σ3晶界，在退火過程中發(fā)生移動，會與其他低ΣCSL晶界或者一般大角度晶界發(fā)生反應(yīng)，生成低ΣCSL晶界，使其比例上升，優(yōu)化晶界特征分(d)(a)(b)(c)

1緒論碩士學(xué)位論文10布。非共格Σ3晶界理論只是說明了非共格Σ3會與其他晶界發(fā)生反應(yīng)，打斷隨機(jī)晶界的連通性，但是特殊晶界團(tuán)簇內(nèi)部發(fā)生遷移反應(yīng)的非共格Σ3晶界阻斷一般大角度晶界網(wǎng)絡(luò)連通性的原理目前仍不清楚。圖1.3非共格Σ3晶界模型[54]（a）-（b）回復(fù)階段晶界重構(gòu)圖（c）-（d）再結(jié)晶階段晶界重構(gòu)圖1.3.4特殊片段模型Shimada[55]對304奧氏體不銹鋼的研究中提出特殊片段模型（SpecialFragmentation），通過SEM發(fā)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生腐蝕的一般大角度晶界上，有些并未腐蝕的區(qū)域存在，這些區(qū)域都與退火孿晶相接觸，如圖1.4(a)，退火孿晶片段會與隨機(jī)大角度晶界發(fā)生反應(yīng)，生成低ΣCSL晶界，阻斷晶界的連通性，阻礙腐蝕向內(nèi)部擴(kuò)展。因此大量的退火孿晶會與相接觸的隨機(jī)晶界發(fā)生反應(yīng)，生成低ΣCSL晶界，提高其比例，優(yōu)化晶界特征分布。圖1.4隨機(jī)晶界上的退火孿晶片段SEM圖[55](a)(b)(a)(b)(c)(d)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]形變及熱處理對白銅B10合金晶界特征分布的影響[J]. 茹祥坤,劉廷光,夏爽,周邦新,馬愛利,鄭玉貴.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2013(08)
[2]晶粒尺寸對冷軋退火純Cu晶界特征分布的影響[J]. 蔡正旭,王衛(wèi)國,方曉英,郭紅.  金屬學(xué)報(bào). 2010(07)
[3]不同變形量冷軋工業(yè)純銅高溫退火的晶界特征分布[J]. 蔡正旭,王衛(wèi)國,方曉英,郭紅.  中國體視學(xué)與圖像分析. 2010(01)
[4]冷軋變形Pb-Ca-Sn-Al合金在回復(fù)和再結(jié)晶過程中的晶界特征分布[J]. 王衛(wèi)國,周邦新,馮柳,張欣,夏爽.  金屬學(xué)報(bào). 2006(07)
[5]高溫退火過程中鉛合金晶界特征分布的演化[J]. 夏爽,周邦新,陳文覺,王衛(wèi)國.  金屬學(xué)報(bào). 2006(02)

碩士論文
[1]形變熱處理對鎳基帶退火孿晶的影響[D]. 李龍飛.重慶大學(xué) 2015



本文編號：3318994