316L奧氏體不銹鋼（316L SS）具有優(yōu)異的抗腐蝕能力、良好的塑性和加工性能,因而被廣泛應(yīng)用于核電、醫(yī)用材料領(lǐng)域。但其強度較低、疲勞性能較差,因而難以滿足更高要求的工業(yè)應(yīng)用。傳統(tǒng)的強化方式如第二相強化、彌散強化對奧氏體不銹鋼疲勞強度的提高有限,并且在疲勞過程中由于強化相與基體變形不協(xié)調(diào),裂紋極易在相界面處萌生,嚴重影響了材料使用的安全性。如何提高奧氏體不銹鋼的強度,并獲得優(yōu)異的疲勞性能是本論文工作的重點。本工作利用動態(tài)塑性變形技術(shù)制備了納米孿晶強化316L奧氏體不銹鋼,系統(tǒng)研究了其疲勞損傷行為和變形機制,主要研究結(jié)果如下:利用動態(tài)塑性變形技術(shù)制備了納米孿晶/納米晶混合結(jié)構(gòu)316L奧氏體不銹鋼,其主要由納米孿晶（56 vol.%）、納米晶和位錯結(jié)構(gòu)組成。在應(yīng)力控制拉-壓疲勞變形過程中,納米孿晶保持優(yōu)異的穩(wěn)定性,可有效抑制剪切帶等應(yīng)變局域化的發(fā)生,從而抑制了裂紋的萌生與擴展。因此,與粗晶316L奧氏體不銹鋼相比,其高周疲勞壽命和疲勞強度顯著提高,疲勞極限高達425±25 MPa。我們成功制備出大尺寸納米孿晶/納米晶混合結(jié)構(gòu)316L奧氏體不銹鋼樣品（寬度約為19 mm,長度約為70 mm... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 納米結(jié)構(gòu)材料概述
        1.1.1 納米結(jié)構(gòu)材料
        1.1.2 納米晶材料的強度和塑性
        1.1.3 納米晶材料的疲勞行為
    1.2 納米孿晶材料
        1.2.1 孿晶材料的制備
        1.2.2 納米孿晶材料的強度與塑性
    1.3 納米孿晶材料的疲勞性能
        1.3.1 應(yīng)力控制高周疲勞性能
        1.3.2 應(yīng)變控制低周疲勞性能
        1.3.3 納米孿晶材料的疲勞變形機制
    1.4 奧氏體不銹鋼的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究背景及內(nèi)容
第二章 樣品制備及實驗方法
    2.1 實驗材料
    2.2 樣品制備
        2.2.1 動態(tài)塑性變形技術(shù)(Dynamic plastic deformation,DPD)
        2.2.2 退火實驗
    2.3 微觀結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 X-射線衍射分析
        2.3.2 激光共聚焦顯微鏡
        2.3.3 掃描電子顯微鏡
        2.3.4 透射電子顯微鏡
    2.4 力學(xué)性能測試
        2.4.1 單向拉伸測試
        2.4.2 疲勞測試
第三章 納米孿晶/納米晶混合結(jié)構(gòu)316L SS的應(yīng)力疲勞行為
    3.1 引言
    3.2 實驗結(jié)果
        3.2.1 動態(tài)塑性變形316L SS微觀結(jié)構(gòu)
        3.2.2 納米孿晶/納米晶混合結(jié)構(gòu)316L SS拉伸和疲勞性能
        3.2.3 疲勞形貌特征
        3.2.4 裂紋萌生與擴展
        3.2.5 斷口形貌特征
        3.2.6 TEM表征納米孿晶/納米晶混合結(jié)構(gòu)316L SS疲勞形貌
    3.3 分析與討論
        3.3.1 納米孿晶的機械穩(wěn)定性
        3.3.2 納米孿晶的抗疲勞損傷能力
    3.4 本章小結(jié)
第四章 納米孿晶/納米晶混合結(jié)構(gòu)316L SS的應(yīng)變疲勞行為
    4.1 引言
    4.2 實驗結(jié)果
        4.2.1 納米孿晶/納米晶混合結(jié)構(gòu)316L SS微觀結(jié)構(gòu)
        4.2.2 循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)
        4.2.3 疲勞形貌特征
        4.2.4 TEM觀察納米孿晶/納米晶混合結(jié)構(gòu)316L SS疲勞形貌
    4.3 分析與討論
        4.3.1 循環(huán)軟化機制
        4.3.2 納米孿晶變形機制
        4.3.3 納米孿晶/納米晶混合結(jié)構(gòu)316L SS應(yīng)變控制低周疲勞性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 納米孿晶/再結(jié)晶晶�；旌辖Y(jié)構(gòu)316L SS應(yīng)力疲勞行為
    5.1 引言
    5.2 實驗結(jié)果
        5.2.1 納米孿晶/再結(jié)晶晶�；旌辖Y(jié)構(gòu)316L SS的微觀結(jié)構(gòu)
        5.2.2 疲勞形貌特征
        5.2.3 TEM觀察再結(jié)晶晶粒疲勞形貌
        5.2.4 再結(jié)晶區(qū)域應(yīng)變梯度的形成
        5.2.5 TEM觀察納米孿晶疲勞形貌
    5.3 分析與討論
        5.3.1 納米孿晶的循環(huán)變形機制
        5.3.2 再結(jié)晶晶粒應(yīng)變梯度演化機制
        5.3.3 納米孿晶/再結(jié)晶晶粒界面優(yōu)異的抗疲勞開裂能力
        5.3.4 納米孿晶/再結(jié)晶晶�；旌辖Y(jié)構(gòu)316L SS應(yīng)力控制高周疲勞性能
    5.4 未來工作展望
    5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他成果
作者筒介


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]電流密度對直流電解沉積納米孿晶Cu微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 金帥,潘慶松,盧磊.  金屬學(xué)報. 2013(05)
[3]孿晶片層厚度對納米孿晶Cu疲勞性能的影響[J]. 唐戀,盧磊.  金屬學(xué)報. 2009(07)
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[5]磁控濺射技術(shù)進展及應(yīng)用(上)[J]. 徐萬勁.  現(xiàn)代儀器. 2005(05)
[6]Surface Nanocrystallization （SNC） of Metallic Materials-Presentation of the Concept behind a New Approach[J]. Ke LU(State Key Laboratory for RSA, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110015, China)Jian LULASMIS, University of Technology of Thoyes, 10000, Troyes, France).  Journal of Materials Science & Technology. 1999(03)



本文編號：3640609