本文關(guān)鍵詞：強(qiáng)流脈沖電子束和脈沖激光對Zr702表面組織及織構(gòu)的影響研究

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【摘要】：本論文以一種商業(yè)純鋯Zr702為研究對象,綜合采用電子背散射衍射(EBSD)、電子通道襯度像(ECC)、X射線衍射(XRD)及顯微硬度等多種測試分析技術(shù),系統(tǒng)地研究了經(jīng)不同冷卻方式(水冷、空冷和爐冷)進(jìn)行β→α轉(zhuǎn)變的組織、取向特征及力學(xué)性能(硬度)的影響規(guī)律,并分析了相變過程中發(fā)生的變體選擇行為及其對樣品織構(gòu)的影響；以及利用強(qiáng)流脈沖電子束(HCPEB)和脈沖激光對Zr702合金進(jìn)行表面處理,研究不同脈沖次數(shù)及不同激光功率對其微觀組織及織構(gòu)的影響規(guī)律。主要研究結(jié)論如下：(1)Zr702合金經(jīng)p相水冷、空冷和爐冷等三種不同的冷卻方式分別獲得、Basket-weave魏氏組織、Parallel-plate魏氏組織和Lenticular組織。其中,水冷的組織用EBSD細(xì)致的表征后,首次證實(shí)了α板條界的取向差關(guān)系為第二種Burgers取向差關(guān)系(60°/11(?)0),而非{10(?)1}晶面的孿生關(guān)系(57.05°／11(?)0),且α板條間的共享平面為{10(?)1.06}。爐冷樣品在p_→α轉(zhuǎn)變過程中發(fā)生了強(qiáng)烈的變體選擇,產(chǎn)生了明顯的“織構(gòu)ig,憶”現(xiàn)象,完全遺傳了初始狀態(tài)基面雙峰織構(gòu)的特征,且織構(gòu)強(qiáng)度略微增強(qiáng),其中出現(xiàn)的類孿晶片層證實(shí)為{10(?)2}(?)011和{11(?)1}(?)26拉伸孿晶；而空冷和水冷樣品,均沒有發(fā)生明顯的變體選擇。α板條的寬度隨冷卻速率的增加而逐漸減小,并確定了兩者對數(shù)間的線性關(guān)系。(2)強(qiáng)流脈沖電子束處理后,表面顯微組織分析顯示,Zr702樣品表面極速熔化和冷卻過程中發(fā)生馬氏體相變,得到完全α馬氏體,并出現(xiàn)典型火出坑形貌的熔坑。XRD分析結(jié)果顯示,經(jīng)HCPEB處理后,衍射峰的寬度隨著轟擊次數(shù)的增加越來越寬,其中{0002}、{11(?)0}和{1010}晶面的峰強(qiáng)均發(fā)生顯著變化；擇優(yōu)取向由標(biāo)準(zhǔn)的基面雙峰織構(gòu)擇優(yōu)到了{(lán)11(?)0}晶面的單軸織構(gòu)。材料表面的顯微硬度經(jīng)HCPEB處理后也顯著升高,且隨著脈沖次數(shù)的增加呈逐漸升高的趨勢。(3)采用400、200、100、50和25W等五種不同的激光功率對Zr702合金進(jìn)行表面處理,處理后織構(gòu)變得較為分散。對于400W樣品,改性區(qū)可以分為三個部分：熔化區(qū)(MZ)、固態(tài)相變區(qū)(SSPTZ)和再結(jié)晶區(qū)(RXZ),RXZ中不規(guī)則的再結(jié)晶晶粒內(nèi)部的SPPs呈線性分布表明板條組織更早的形成于此區(qū)域；200、100和50W樣品,改性區(qū)則可分為兩個部分：MZ和SSPTZ;而25W樣品,由于功率足夠小,樣品表面不發(fā)生熔化,只發(fā)生固態(tài)相變,改性區(qū)只有SSPTZ。其中,SSPTZ又可分為SSPTZ-1(β→a)和SSPTZ-2 (α+β→α),在SSPTZ-2中的未轉(zhuǎn)變的原α晶粒,由于應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變過程中產(chǎn)生了大量的位錯滑移或回復(fù),在其內(nèi)部形成了大量的亞晶。在50和25W樣品中觀察到具有"indentation mark"形貌的3個α板條的聚集體,且其晶界取向差特征被確定為第二種Burgers取向差關(guān)系(60°/11(?)0)。激光處理后,改性區(qū)的硬度明顯升高,且MZ范圍內(nèi)的平均硬度高于SSPTZ。改性區(qū)的深度和寬度隨激光功率的減小而減小,近似呈線性關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：鋯合金 顯微組織 HCPEB EBSD 激光 織構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.414
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1. 緒論10-20
• 1.1 引言10-12
• 1.1.1 鋯的基本性質(zhì)10-11
• 1.1.2 鋯及其合金的應(yīng)用11-12
• 1.2 鋯合金的β→α相變12-16
• 1.2.1 冷卻速率對β→α轉(zhuǎn)變的影響13-14
• 1.2.2 變體選擇與織構(gòu)記憶效應(yīng)14-16
• 1.3 鋯合金的表面處理的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 激光束表面處理16-18
• 1.3.2 電子束表面處理18
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容18-20
• 2. 實(shí)驗(yàn)材料及方法20-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案20-21
• 2.2.1 不同β相冷卻速率實(shí)驗(yàn)20
• 2.2.2 強(qiáng)流脈沖電子束表面處理實(shí)驗(yàn)20-21
• 2.2.3 激光表面處理實(shí)驗(yàn)21
• 2.3 測試方法及樣品制備21-26
• 2.3.1 EBSD技術(shù)21-22
• 2.3.2 ECC技術(shù)22-23
• 2.3.3 XRD技術(shù)23
• 2.3.4 顯微硬度測試23-26
• 3. Zr702的β→α轉(zhuǎn)變組織研究26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 收貨態(tài)的微觀組織及織構(gòu)26-27
• 3.3 不同β→α冷卻速率下的微觀組織27-37
• 3.3.1 水冷組織27-31
• 3.3.2 空冷組織31-32
• 3.3.3 爐冷組織32-35
• 3.3.4 冷卻速率、微觀組織參數(shù)及硬度關(guān)系35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4. 強(qiáng)流脈沖電子束對Zr702表面處理組織演變研究38-44
• 4.1 引言38
• 4.2 脈沖次數(shù)對微觀組織的影響38-40
• 4.3 脈沖次數(shù)對物相結(jié)構(gòu)變化的影響40-41
• 4.4 脈沖次數(shù)對織構(gòu)的影響41-42
• 4.5 脈沖次數(shù)對硬度的影響42-43
• 4.6 本章小結(jié)43-44
• 5. 不同激光功率對Zr702表面組織及織構(gòu)的影響研究44-66
• 5.1 引言44
• 5.2 400W功率下的微觀組織及織構(gòu)44-50
• 5.3 200W功率下的微觀組織及織構(gòu)50-52
• 5.4 100W功率下的微觀組織及織構(gòu)52-56
• 5.5 50W功率下的微觀組織及織構(gòu)56-60
• 5.6 25W功率下的微觀組織及織構(gòu)60-63
• 5.7 不同的激光功率對改性區(qū)硬度及深寬的影響63-64
• 5.8 本章小結(jié)64-66
• 6. 結(jié)論66-68
• 致謝68-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙文金,周邦新,苗志,彭倩,蔣有榮,蔣宏曼,龐華;我國高性能鋯合金的發(fā)展[J];原子能科學(xué)技術(shù);2005年S1期

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本文編號：737678