材料硬度是材料抵抗彈塑性變形的能力,硬度測(cè)試方法金屬材料力學(xué)性能不可或缺的測(cè)試手段�，F(xiàn)有硬度測(cè)試是利用硬質(zhì)壓頭以準(zhǔn)靜態(tài)的方式壓入材料表面測(cè)量卸載后的形變。傳統(tǒng)宏觀硬度測(cè)量及納米壓痕技術(shù)存在局限性,無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)和高通量測(cè)量。本文研究并分析了等靜壓下材料微觀組織經(jīng)流體傳壓介質(zhì)作用的形貌差異探測(cè)數(shù)據(jù)并探討了與硬度間的相關(guān)性,建立了材料組織在流體微探下的應(yīng)變量的差異響應(yīng)與硬度的定性定量關(guān)系,提出了一種利用流體微探應(yīng)變技術(shù)測(cè)量表征材料不同組織間硬度性能的新方法,實(shí)現(xiàn)了微米尺度的連續(xù)塑性形變與組織、硬度映射的高通量表征,實(shí)現(xiàn)了宏觀區(qū)域內(nèi)微觀組織、硬度和成分的連續(xù)映射統(tǒng)計(jì)分析,最終確立了一種全新的宏觀-介觀-微觀的高通量、跨尺度、精細(xì)的流體微探應(yīng)變?cè)唤y(tǒng)計(jì)硬度表征技術(shù)。利用高鉻鑄鐵、不銹鋼激光增材制造梯度材料中不同組織硬度的差異,完成了材料組織的流體微探應(yīng)變硬度的連續(xù)高通量測(cè)量及微觀結(jié)構(gòu)的精細(xì)表征。論文中的大量數(shù)據(jù)均表明流體微探應(yīng)變硬度與宏觀維氏硬度、顯微維氏硬度、納米壓痕硬度之間存在顯著相關(guān),最終達(dá)到了材料中成分、組織及硬度性能的高通量原位統(tǒng)計(jì)映射分布表征,為材料基因組中高通量硬度性能的連續(xù)測(cè)試提... 

【文章來源】：鋼鐵研究總院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：149 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 材料基因組計(jì)劃
    1.3 高通量映射表征技術(shù)
    1.4 金屬材料的結(jié)構(gòu)與機(jī)械性能關(guān)系
        1.4.1 金屬結(jié)構(gòu)
        1.4.2 材料的強(qiáng)度
    1.5 金屬材料力學(xué)中彈塑性類別
        1.5.1 Hookean材料和短程力
        1.5.2 非Hookean材料和應(yīng)變
    1.6 金屬材料力學(xué)性能傳統(tǒng)宏觀及微納尺度測(cè)試技術(shù)
        1.6.1 靜態(tài)力學(xué)性能的測(cè)試發(fā)展
        1.6.2 彈塑性接觸力學(xué)的原理及分類
        1.6.3 常規(guī)宏觀硬度測(cè)試技術(shù)
        1.6.4 微觀納米壓痕測(cè)試技術(shù)
        1.6.5 微納尺度微柱壓縮測(cè)試技術(shù)
        1.6.6 硬度與金屬材料其它力學(xué)性能的聯(lián)系
    1.7 等靜壓技術(shù)的特點(diǎn)及分類
        1.7.1 等靜壓技術(shù)特點(diǎn)
        1.7.2 冷等靜壓技術(shù)的類別
    1.8 本文研究目的及內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料組織相圖計(jì)算及力學(xué)性能模擬
    2.1 有限元晶體塑性模型
    2.2 有限元組織劃分與映射
        2.2.1 模型的組織映射和網(wǎng)格設(shè)置
        2.2.2 表面應(yīng)變的模擬結(jié)果
        2.2.3 表面應(yīng)變和硬度塊的模擬結(jié)果
    2.3 本章小結(jié)
第三章 材料宏觀硬度與流體微探應(yīng)變相關(guān)性研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 硬度標(biāo)塊與流體微探應(yīng)變形貌相關(guān)性分析
        3.2.2 宏觀硬度與流體微探應(yīng)變量曲線的繪制
    3.3 流體微探應(yīng)變與硬度表達(dá)式的建立
    3.4 本章小結(jié)
第四章 鑄鐵流體微探應(yīng)變與成分-組織-硬度的統(tǒng)計(jì)映射表征
    4.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.1.2 成分分布分析
        4.1.3 組織結(jié)構(gòu)表征
        4.1.4 硬度性能測(cè)試
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 金相組織分析與流體微探技術(shù)對(duì)比分析
        4.2.2 顯微硬度與流體微探技術(shù)對(duì)比分析
        4.2.3 納米壓痕與流體微探應(yīng)變分析
        4.2.4 流體微探應(yīng)變與成分-組織的跨尺度映射分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 激光增材制造樣品的成分-組織-硬度統(tǒng)計(jì)映射表征
    5.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 相圖計(jì)算及金相分析
        5.2.2 流體微探應(yīng)變-硬度-成分-組織映射分析
        5.2.3 流體微探應(yīng)變與顯微硬度的跨尺度映射分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間承擔(dān)的科研任務(wù)及主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]材料力學(xué)性能測(cè)試與評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)展[J]. 王建國(guó).  工程與試驗(yàn). 2008(S1)
[2]我國(guó)鑄造質(zhì)量控制與測(cè)試技術(shù)發(fā)展的回顧與展望[J]. 張武城,涂思柏,張乃蘊(yùn).  鑄造. 2002(08)



本文編號(hào)：3351187