微觀缺陷是金屬材料機(jī)械、物理性能的重要調(diào)控媒介。通過劇烈塑性變形引入高密度的微觀缺陷(如界面、位錯(cuò)、空位等),金屬結(jié)構(gòu)材料的機(jī)械強(qiáng)度能夠得到極大提高。依據(jù)上述策略,超細(xì)晶/納米晶金屬材料擁有數(shù)倍于傳統(tǒng)材料的高強(qiáng)度、高硬度。但與此同時(shí),大量研究工作表明,高密度的微觀缺陷也引入了極高的存儲(chǔ)能,使得納米晶/超細(xì)晶金屬材料熱穩(wěn)定性變差,在服役過程中強(qiáng)度極易惡化,從而限制了實(shí)際工業(yè)應(yīng)用。因此,如何設(shè)計(jì)并制備兼具高強(qiáng)度和高熱穩(wěn)定性的超細(xì)晶/納米晶金屬材料具有重大的科學(xué)與工程意義。作為一種國(guó)防、電力和交通工業(yè)中應(yīng)用廣泛的金屬材料,Cu及Cu合金具有十分廣闊的研究及應(yīng)用前景。本文基于微觀缺陷調(diào)控和Zr元素微合金化,結(jié)合多道次劇烈塑性變形、低溫軋制與時(shí)效工藝,制備得到了一種兼具高強(qiáng)度、高熱穩(wěn)定和高導(dǎo)電性的CuZr合金。并使用EBSD和TEM表征合金在制備過程中微觀組織的演化,通過等時(shí)和等溫時(shí)效工藝探究Zr及其偏析行為對(duì)上述Cu-Zr合金組織熱穩(wěn)定性的影響及機(jī)械物理性能的變化規(guī)律。其中研究的主要結(jié)論如下:(1)通過ECAP和ECAP+Cryo-Rolling工藝在0.07wt.%Zr的塊體Cu合金中獲得平...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1納米尺度下的晶粒尺度和強(qiáng)度的關(guān)系：(a)不同材料納米尺度的1/2與強(qiáng)度關(guān)系[22]；(b)純銅[21]

碩士學(xué)位論文鋯微合金化對(duì)超細(xì)晶/納米晶銅組織和性能的影響3增加了對(duì)位錯(cuò)在塑性變形中的阻礙，造成位錯(cuò)在晶界后方滑移面上塞積，宏觀上形成強(qiáng)化[17-19]。但是材料的強(qiáng)度并不會(huì)隨晶粒尺寸的減小無限增加，每種材料都存在一個(gè)強(qiáng)度飽和值，當(dāng)晶粒小于此飽和值對(duì)應(yīng)的臨界尺寸，1/2與的正相關(guān)性....

圖1.2Cu-Zr合金的相關(guān)參數(shù)圖標(biāo):(a)Cu-Zr合金的二元相圖；(b)多種合金元素含量對(duì)Cu基體電阻率的影響曲線[41]

4]。1.2.4微合金化銅成分設(shè)計(jì)Cr和Zr都是常見的銅合金強(qiáng)化元素，一般用于集成電路、電阻焊電極等領(lǐng)域使用的高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金[35-36]。其優(yōu)良特性歸功于Cr和Zr原子在析出過程中的交互作用[37]：Zr在細(xì)化Cr析出相的同時(shí)使其形狀更偏向于球形；同時(shí)Zr能提升Cu-Cr合金的....

圖1.3四種ECAP的變形路徑示意圖[52]

碩士學(xué)位論文鋯微合金化對(duì)超細(xì)晶/納米晶銅組織和性能的影響7圖1.3四種ECAP的變形路徑示意圖[52]1.4變形組織的演化機(jī)理從本質(zhì)上說塑性變形中材料微觀結(jié)構(gòu)的演化是內(nèi)部缺陷產(chǎn)生和湮滅的結(jié)果。滑移(slip)和孿生(twinning)是變形中常見的微觀演化機(jī)制，但兩者的存與否是競(jìng)....

圖1.44N鎳室溫ECAP變形TEM組織(a)1道次;(b)12道次和(c)位錯(cuò)胞演化機(jī)制主導(dǎo)的組織細(xì)化示意圖[57]

碩士學(xué)位論文鋯微合金化對(duì)超細(xì)晶/納米晶銅組織和性能的影響7圖1.3四種ECAP的變形路徑示意圖[52]1.4變形組織的演化機(jī)理從本質(zhì)上說塑性變形中材料微觀結(jié)構(gòu)的演化是內(nèi)部缺陷產(chǎn)生和湮滅的結(jié)果�；�(slip)和孿生(twinning)是變形中常見的微觀演化機(jī)制，但兩者的存與否是競(jìng)....

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