梯度結(jié)構(gòu)材料在一定程度上可以有效地解決傳統(tǒng)材料的強(qiáng)度-塑性“倒置”(trade-off)關(guān)系,且呈現(xiàn)出良好強(qiáng)塑性匹配的同時(shí),抗疲勞、表面耐磨及耐蝕性等性能也得到有效的改善。目前梯度結(jié)構(gòu)材料的可控制備、強(qiáng)韌化機(jī)制等研究還不夠完善,仍需要更深入的研究。本文通過對純銅在低溫下(77 K)進(jìn)行表面機(jī)械研磨處理(Surface mechanical attrition treatment,SMAT)制得梯度結(jié)構(gòu)樣品,梯度結(jié)構(gòu)的存在可有效提高材料強(qiáng)度的同時(shí)保證塑性的不流失。對純銅進(jìn)行不同時(shí)間(10 min、30 min、60 min)的SMAT處理,當(dāng)處理時(shí)間低于30 min時(shí),樣品表面硬度、梯度層厚度、屈服強(qiáng)度隨SMAT處理時(shí)間的增長而增大。當(dāng)處理時(shí)間為60 min時(shí),樣品的表面硬度、梯度層厚度及屈服強(qiáng)度提升并不明顯,即在低溫下對純銅進(jìn)行表面機(jī)械研磨處理存在著強(qiáng)化極限。且SMAT10 min樣品表現(xiàn)出最好的強(qiáng)塑性匹配,這與低的可動位錯(cuò)密度的衰減率和較高的應(yīng)變硬化能力有關(guān),相對可動位錯(cuò)密度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。樣品斷口形貌表明,梯度結(jié)構(gòu)樣品的表層與心部表現(xiàn)出兩種不同的斷裂方式,而韌性-脆性斷裂匹...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 銅概述
        1.1.1 銅的基本性質(zhì)
        1.1.2 銅及銅合金的應(yīng)用
    1.2 金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制
        1.2.1 細(xì)晶強(qiáng)化
        1.2.2 位錯(cuò)強(qiáng)化
        1.2.3 固溶強(qiáng)化
        1.2.4 第二相強(qiáng)化
    1.3 超細(xì)晶/納米晶金屬材料的塑性變形機(jī)制
        1.3.1 位錯(cuò)變形機(jī)制
        1.3.2 形變孿晶機(jī)制
        1.3.3 晶界滑移和晶粒轉(zhuǎn)動機(jī)制
        1.3.4 塑性變形機(jī)制的相互作用
    1.4 梯度結(jié)構(gòu)金屬材料
        1.4.1 梯度結(jié)構(gòu)金屬材料的制備方法
        1.4.2 梯度結(jié)構(gòu)的分類
        1.4.3 梯度結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)
    1.5 材料力學(xué)性能的影響因素
        1.5.1 應(yīng)變量
        1.5.2 應(yīng)變速率
        1.5.3 變形溫度
        1.5.4 層錯(cuò)能
    1.6 課題研究的意義及內(nèi)容
        1.6.1 課題研究的意義
        1.6.2 課題研究的內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟
    2.1 實(shí)驗(yàn)用原材料及預(yù)處理
    2.2 實(shí)驗(yàn)方案及內(nèi)容
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
        2.2.2 表面機(jī)械研磨處理工藝
    2.3 力學(xué)性能測試
        2.3.1 顯微硬度測試
        2.3.2 拉伸實(shí)驗(yàn)
        2.3.3 應(yīng)變速率突變實(shí)驗(yàn)
        2.3.4 包申格效應(yīng)測試
        2.3.5 應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)
    2.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
        2.4.1 金相顯微鏡觀察
        2.4.2 掃描電子顯微鏡觀察
        2.4.3 電子背散射衍射分析
第三章 處理時(shí)間對低溫表面機(jī)械研磨處理樣品性能的影響
    3.1 顯微硬度測試結(jié)果
    3.2 力學(xué)性能分析
    3.3 微觀形貌及組織
        3.3.1 金相組織觀察分析
        3.3.2 電子背散射衍射分析
        3.3.3 掃描電鏡觀察分析
    3.4 應(yīng)力松弛行為
    3.5 本章小結(jié)
第四章 應(yīng)變速率對低溫表面機(jī)械研磨處理樣品性能的影響
    4.1 力學(xué)性能分析
        4.1.1 拉伸性能
        4.1.2 應(yīng)變速率突變測試
    4.2 斷口形貌分析
    4.3 梯度結(jié)構(gòu)銅的背應(yīng)力硬化
        4.3.1 背應(yīng)力的測試表征
        4.3.2 背應(yīng)力硬化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士期間發(fā)表論文及專利目錄



本文編號：3805332