塑性微成形技術具有加工效率高、制造成本低、構件性能和尺寸精度良好等優(yōu)點,成為微細加工領域的重要研究發(fā)展方向之一,而傳統(tǒng)金屬材料存在的尺度效應,降低微型零件尺寸精度和提高性能分散性,限制其相關應用。超細晶材料由均勻的亞微米晶粒組成,為改善微成形尺度效應提供了新思路。目前,超細晶材料在塑性加工領域的應用研究尚不深入,開展超細晶材料塑性變形行為與尺寸效應研究具有十分重要的理論意義和實用價值。本文旨在研究超細晶純銅體積微成形機理,同時拓展超細晶材料在微成形領域的應用。本文采用等通道擠壓（ECAP）和高壓扭轉（HPT）兩種工藝分別制備超細晶純銅。在室溫條件下使用內夾角為110o模具,采用Bc路徑對純銅棒料進行0-12道次等通道擠壓變形,制備出平均晶粒尺寸為0.41μm、顯微組織結構均勻超細晶純銅,平均顯微硬度為134 Hv。在室溫下使用高壓扭轉設備施加載荷6 GPa、轉速1 rpm,對純銅圓片試樣經過0-10轉加工,制備出平均晶粒尺寸為0.25μm、顯微組織結構均勻的超細晶純銅材料,平均顯微硬度為140 Hv。兩種工藝制備的超細晶純銅均具有一定的簡單剪切織構�；诖罱ǖ脑晃⒗鞌�(shù)字圖像相關測試... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 塑性微成形技術研究現(xiàn)狀
        1.2.1 塑性微成形技術
        1.2.2 尺度效應
    1.3 超細晶材料塑性變形行為研究現(xiàn)狀
        1.3.1 超細晶材料制備
        1.3.2 超細晶材料力學性能
        1.3.3 超細晶材料非均勻變形行為
        1.3.4 超細晶材料斷裂行為
    1.4 超細晶材料微成形工藝研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要研究內容
第2章 超細晶純銅材料制備與表征
    2.1 引言
    2.2 等通道擠壓工藝制備超細晶純銅
        2.2.1 工藝路線
        2.2.2 顯微組織結構
        2.2.3 顯微硬度測試
    2.3 高壓扭轉工藝制備的超細晶純銅
        2.3.1 工藝路線
        2.3.2 顯微組織結構
        2.3.3 顯微硬度測試
    2.4 劇烈塑性變形晶粒細化機制
        2.4.1 兩種超細晶的差別
        2.4.2 晶粒細化機制
    2.5 本章小結
第3章 超細晶純銅微型試樣塑性變形行為研究
    3.1 引言
    3.2 實驗方案
        3.2.1 微拉伸實驗
        3.2.2 微壓縮實驗
    3.3 超細晶純銅微拉伸變形行為研究
        3.3.1 局部應變分布演變規(guī)律
        3.3.2 應變局域化成因
        3.3.3 塑性變形機制
    3.4 超細晶純銅微壓縮變形行為研究
        3.4.1 流動應力曲線
        3.4.2 試樣形貌特征
        3.4.3 顯微組織演變規(guī)律
        3.4.4 室溫應變軟化模型
    3.5 本章小結
第4章 超細晶純銅塑性斷裂機理研究
    4.1 引言
    4.2 實驗方法
        4.2.1 研究方案
        4.2.2 X射線同步輻射技術
    4.3 超細晶純銅微拉伸斷裂行為研究
        4.3.1 斷口形貌特征
        4.3.2 表面裂紋演變規(guī)律
        4.3.3 內部孔洞演化規(guī)律
    4.4 超細晶純銅裂紋/孔洞演化機制
        4.4.1 裂紋/孔洞萌生和擴展行為
        4.4.2 剪切織構誘導斷裂機制模型
    4.5 本章小結
第5章 超細晶純銅微成形尺度效應機理研究
    5.1 引言
    5.2 實驗方案
        5.2.1 微拉伸尺度效應
        5.2.2 微壓縮尺度效應
    5.3 塑性微成形流動應力尺寸效應理論分析
    5.4 超細晶純銅微拉伸尺寸效應
    5.5 超細晶純銅微壓縮尺度效應
        5.5.1 介觀尺度微壓縮尺寸效應
        5.5.2 微觀尺度微壓縮尺寸效應
    5.6 本章小結
第6章 超細晶純銅微成形充填行為研究
    6.1 引言
    6.2 超細晶純銅陣列微通道填充性能評價
        6.2.1 實驗方案
        6.2.2 超細晶純銅陣列微通道填充行為研究
        6.2.3 超細晶純銅陣列微通道填充質量分析
    6.3 超細晶純銅微型齒輪模鍛工藝研究
        6.3.1 實驗方案
        6.3.2 微型齒輪成形工藝有限元模擬分析
        6.3.3 超細晶純銅微型齒輪成形工藝實驗研究
        6.3.4 超細晶純銅微型齒輪成形質量分析
    6.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]升溫速率對7B04鋁合金板材晶粒組織和超塑性的影響[J]. 陳敏,葉凌英,孫大翔,楊濤,王國瑋,張新明.  材料工程. 2017(03)

博士論文
[1]Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5合金過冷液相區(qū)本構關系及微充填行為研究[D]. 程思銳.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]鈦基層狀復合材料的反應合成及其室溫變形機制研究[D]. 吳昊.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]基于X射線成像研究PLGA微球的三維結構及性能[D]. 王大江.中國科學技術大學 2014
[4]純鎳微成形流動應力尺寸效應及充填行為研究[D]. 王傳杰.哈爾濱工業(yè)大學 2013

碩士論文
[1]基于AFM和DIC的納米尺度變形測量技術研究[D]. 張博文.哈爾濱工業(yè)大學 2010



本文編號：3632278