【摘要】：銅及其合金是工業(yè)領(lǐng)域中受到廣泛應(yīng)用的金屬結(jié)構(gòu)材料,服役過程中在動(dòng)、靜載荷的作用下受力情況復(fù)雜。雙晶的變形行為是理解多晶材料力學(xué)行為的基礎(chǔ),可以為研究多晶銅的塑性變形提供實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。利用原位掃描電鏡技術(shù)(In-situ SEM)結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)方法(DIC)研究雙晶銅樣品在塑性變形過程中滑移帶的演化行為。研究結(jié)果表明,晶界及晶粒取向?qū)茙У漠a(chǎn)生及演化具有重要影響。正應(yīng)變場(chǎng)E_(xx)顯示兩晶粒內(nèi)部、晶界附近分別有單、雙系滑移開啟,滑移帶會(huì)造成局部不均勻變形,隨著應(yīng)變量的增加,滑移帶的數(shù)量增多而強(qiáng)度下降,變形趨于均勻化。軟取向晶粒[50-1]傾向于單系滑移,滑移帶數(shù)量多且分布均勻;硬取向晶粒[1-53]傾向于多系滑移,滑移帶數(shù)量少且強(qiáng)度較高。軟取向晶粒比硬取向晶粒的平均正應(yīng)變E_(xx)大,它們之間的差別在8%的拉伸應(yīng)變后隨著應(yīng)變的增加而被放大,晶界產(chǎn)生更高的協(xié)調(diào)應(yīng)力,使得晶界附近的剪應(yīng)變E_(xy)開始急劇增加。剪應(yīng)變場(chǎng)E_(xy)幅值遠(yuǎn)小于正應(yīng)變場(chǎng)E_(xx)幅值,晶界附近區(qū)域的剪切應(yīng)變值E_(xy)高于晶粒內(nèi)部。利用原位電子背散射衍射技術(shù)(In-situ EBSD)研究雙晶銅樣品在塑性變形過程中的晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)行為。研究結(jié)果表明,晶界及晶粒取向?qū)Я５霓D(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生重要影響。25%應(yīng)變前不同區(qū)域均發(fā)生明顯轉(zhuǎn)動(dòng),25%應(yīng)變后,晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)主要發(fā)生在晶界附近。軟取向晶粒內(nèi)部區(qū)域的晶粒取向由[112]方向轉(zhuǎn)向[001]-[111]連線方向,局部晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡符合Sachs模型;晶界兩邊的局部晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡與Sachs模型、Taylor模型均不相符;硬取向晶粒內(nèi)部的取向始終處于[001]方向,轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡符合Taylor模型。晶界附近的剪切應(yīng)變影響局部晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)行為,而晶粒的局部轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)改變雙晶銅樣品內(nèi)部的Schmid因子分布狀態(tài)。幾何必須位錯(cuò)圖和EBSD襯度分布圖顯示在變形過程中晶界處的變形最不均勻。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.11
【圖文】：

圖 1-1 純銅的晶體結(jié)構(gòu)[8] 金屬銅的微觀組織研究材料的微觀結(jié)構(gòu)決定了它的力學(xué)性能，而力學(xué)性能又嚴(yán)重的影響其使用情況材料微觀結(jié)構(gòu)的研究一直是材料研究中的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，值得進(jìn)行深入探討。觀組織包括晶體缺陷、晶粒尺寸、晶粒取向、晶界類型等，本論文著重探討和晶界的存在對(duì)雙晶銅塑性變形的影響。.1 晶粒取向根據(jù)晶粒單胞中基元的排列規(guī)律可知，不同晶面或晶向上基元的排列方式和異，對(duì)應(yīng)的能量、鍵合力、力學(xué)性能及物理性能不同，構(gòu)成了晶體的各向異性在材料研究中晶體的方向與宏觀樣品的特征方向之間的關(guān)系十分重要，兩者對(duì)方位就是晶粒取向。晶粒取向差是指兩個(gè)相鄰晶粒，以其中一個(gè)晶粒的晶

研究金屬銅在受外力作用過程中產(chǎn)生的微觀變形行為十分重要。1.4.1 塑性變形的滑移機(jī)制在常溫及低溫下，滑移是 FCC 結(jié)構(gòu)晶體最主要的塑性變形方式，即位錯(cuò)在特定晶面（滑移面）和方向（滑移方向）進(jìn)行滑移。對(duì)于面心立方體（FCC）金屬銅，移面對(duì)應(yīng){111}面，滑移方向?qū)?yīng)[110]方向，有 12 個(gè)滑移系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，表面過拋光的純銅樣品在塑性變形后，使用金相顯微鏡可以發(fā)現(xiàn)其表面出現(xiàn)眾多彼此平的細(xì)線；使用電子顯微鏡進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這些平行線是由多條更細(xì)的平行線組成，前者滑移帶，后者為組成它的滑移線，如下圖 1-2。滑移線的間距約為 102倍原子間距，一條滑移線的滑移量可以達(dá)到 103倍原子間距，滑移線之間彼此平行或成一定角度例如 PMTM-CNRS 實(shí)驗(yàn)室[31]發(fā)現(xiàn)雙晶銅的滑移線隨著變形先均勻而后不均勻，而單體對(duì)應(yīng)的滑移線在變形過程中一直都比較均勻，這是因?yàn)榫Ы缭斐删w內(nèi)應(yīng)力不均因此通過觀察滑移帶的特征來研究變形與晶界的關(guān)系是被廣泛采用的方法[32]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2734038