雙相不銹鋼構(gòu)件在實際生產(chǎn)應(yīng)用中往往會承受循環(huán)載荷,但其微結(jié)構(gòu)的不連續(xù)的力學性能會導致材料在受載時應(yīng)力集中相對嚴重,可能在較小的宏觀載荷下,局部微結(jié)構(gòu)就已經(jīng)出現(xiàn)非常大的循環(huán)塑性變形。為滿足構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,本文主要探究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）對雙相不銹鋼的鐵素體相和奧氏體相,分別開展了不同加載模式下（接觸載荷和壓入位移）和不同加載波形下的單向、循環(huán)納米壓痕實驗,同時結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC）觀察了雙相不銹鋼在單軸拉伸載荷下的局部微觀變形行為及其演化特征。（2）對雙相不銹鋼中各相的單向和循環(huán)納米壓痕實驗過程進行有限元反演,發(fā)展了一套對雙相不銹鋼中各相的塑性與循環(huán)塑性行為有限元表征的方法,確定了修正后的Abdel-Karim-ohno本構(gòu)模型循環(huán)變形參數(shù),并將有限元分析結(jié)果與對應(yīng)的宏微觀試驗進行比照,確認了參數(shù)合理可用。（3）基于雙相不銹鋼微結(jié)構(gòu)代表性單元,對其進行單軸拉伸和循環(huán)變形行為的有限元分析,驗證和討論了其局部變形的分布和演化特點。結(jié)果表明:雙相不銹鋼中的鐵素體相的硬度和強度均高于奧氏體相,兩相之間通過晶界產(chǎn)生一定的交互作用,各相晶界處材料會影響臨近相的力學性質(zhì);在循環(huán)納米壓痕條件... 

【文章來源】：華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２材料代表性區(qū)域（ａ）圖像（ｂ）晶粒取向（ｃ）相態(tài)??

華東理工大學碩士學位論文?第９頁??金相圖。繼而，在納米壓痕儀自帶的顯微鏡下，觀察得到雙相不銹鋼試樣的表面呈現(xiàn)出??如圖２．１所示的微觀組織圖像，其中凸起的區(qū)域為奧氏體相（Ａ），凹下的區(qū)域為鐵素體??相（Ｆ）。在此處及后文的圖、表中，Ａ表示奧氏體相，Ｆ表示鐵素體相。實驗選取ＸＰ??Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈ壓頭，實驗溫度一直保持在２５°Ｃ，并為了實驗的準確性，在實驗之前需在樣??品上選取合適的位置利用顯微鏡對壓頭進行校準，以減小壓頭最終的壓入位置與顯微鏡??所定位置的偏差。??根據(jù)以往的探宄可知［５３－５４，７１１，在單向納米壓痕實驗中可獲得材料的彈性模量和硬度，??對材料的單向納米壓痕及卸載過程進行有限元反演，可獲得材料的單軸拉伸曲線。本文??不僅要獲取雙相不銹鋼中各組相的單軸拉伸曲線，也要利用循環(huán)納米壓痕實驗結(jié)果來反??演獲取各組相修正后的Ａｂｄｅｌ－Ｋａｒｉｍ－ｏｈｎｏ本構(gòu)模型循環(huán)變形參數(shù)。故而，本章分別對雙??相不銹鋼中兩相的不同位置分別進行多次不同載荷下的單向壓痕實驗和循環(huán)壓痕實驗。??單向壓痕實驗分別采用位移載荷控制和接觸載荷控制兩種方式：為了直觀比較奧氏丨本相??和鐵素體相中距離晶界不同位置處的承受壓頭的能力差距，單向納米壓痕實驗采用接觸??載荷控制，載荷峰值�。玻埃埃恚�，熱漂０．０５ｎｍ／ｓ；單向壓痕實驗采用壓入位移控制時，實??驗峰值位移為１５００ｎｍ，熱漂０．０５ｎｍ／ｓ。循環(huán)壓痕實驗利用接觸載荷控制，考慮使闬圖??２．２所示的等幅加載波形，取熱漂Ｏ．ｌｎｍ／ｓ。對于圖２．２所示的等幅加載波形，分別取峰??值接觸載荷Ｆｍａｘ為５０ｍＮ，?１００ｍＮ和２００ｍＮ，最小接觸載荷Ｆｍｉｎ均取５ｍＮ，設(shè)置加載??

華東理工大學碩士學位論文?第１３頁??模量、硬度和最大接觸載荷的重復性非常好。??２．２．３循環(huán)納米壓痕實驗結(jié)果與討論??本文通過循環(huán)納米壓痕實驗，研究了奧氏體相和鐵素體相的局部塑性循環(huán)變形行為。??實驗選取圖２．２所示的等幅循環(huán)加載波形，為了討論載荷水平的影響，加載峰值載荷分??別定為５０ｍＮ、ｌＯＯｍＮ和２００ｍＮ，谷值載荷為５ｍＮ，設(shè)置加載速率為ＩＯｍＮ／ｓ，循環(huán)３０??周次后結(jié)束實驗：圖２．５（ａ）和２．５（ｂ）給出了在上述三個載荷水平下，奧氏體相（Ａ）和??鐵素體相（Ｆ）的循環(huán)載荷－壓入深度曲線和最大壓入深度－循環(huán)周次曲線。??２１０???（ａ）?Ａ－２００ｍＮ??１?Ｐ－２００．Ｎ?／Ｊ?■??〇ｊ?１４０?－?Ａ－ｌＯＯｍＮ?／／＼ｌ?Ｕ??Ｆ－ｌＯＯｍＮ?Ｖ／?Ｉ?｜ｌ??１?Ｔ＇ｆＭ?ＩＩ??０?３００?６００?９００?１２００?１５００?１８００??Ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ?ｄｅｐｔｈ，?ｎｍ??Ｃ?１〇ｎｎ?２００ｍＮ??ｌ?１８００??＾１６００?－＾?＼??名?？?一???????＝１４００?－??Ｔｅｓｔ－Ｆ??Ｔｅｓｔ－Ａ??．２??｜?１２００?＇?一一?一?——?１??邕１０００?：?１００ｍＮ??畫?８００?????／??ｇ?６００?－?５０ｍＮ??０?５?１０?１５?２０?２５?３０??Ｃｙｃｌｅ，?Ｎ??圖２．５兩組相在等幅循環(huán)載荷下的循環(huán)變形行為（ａ）實驗載荷－壓入深度曲線最大壓入深度－循??環(huán)周次曲線??Ｆｉｇ．?２．５?Ｃｙｃｌｉｃ?ｄｅｆｏｎｎａｔｉｏｎ?ｂｅｈａｖｉｏｒ?ｕｎｄｅｒ?ｔｗｏ?ｅｑｕａｌ?ａｍｐｌ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]增材制造鈦合金的裂紋擴展行為的晶體塑性有限元分析[J]. 任斯遠,王凱,劉斌超,鮑蕊.  航空科學技術(shù). 2019(09)
[2]循環(huán)荷載下奧氏體型和雙相型不銹鋼材料本構(gòu)關(guān)系研究[J]. 常笑,楊璐,王萌,尹飛.  工程力學. 2019(05)
[3]雙相不銹鋼中奧氏體沉淀相的晶粒取向及界面特征分布[J]. 許婷,方曉英,朱言利,王銘,尹文紅,郭紅.  材料工程. 2018(02)
[4]Ag-GNSs/SnAgCu釬料納米壓痕變形行為研究[J]. 徐連勇,張舒婷,荊洪陽,韓永典.  機械工程學報. 2018(08)
[5]Bi和Ni元素對Cu/SAC/Cu微焊點體釬料蠕變性能的影響[J]. 孔祥霞,孫鳳蓮,楊淼森,劉洋.  機械工程學報. 2017(02)
[6]基于微觀晶相建模的雙相鋼吸能特性研究[J]. 莊蔚敏,解東旋,葉輝.  機械工程學報. 2016(04)
[7]雙相不銹鋼在壓力容器中的應(yīng)用[J]. 鄭寶山.  化工設(shè)備與管道. 2014(05)
[8]預拉伸奧氏體不銹鋼常溫拉伸力學性能試驗研究[J]. 黃澤,繆存堅,李濤,高曉哲,朱曉波,鄭津洋,馬利.  壓力容器. 2013(06)
[9]雙相不銹鋼在壓力容器制造中的應(yīng)用[J]. 李海山,張文杰,張斌.  鑄造技術(shù). 2013(05)
[10]二維數(shù)字圖像相關(guān)測量中離面位移引起的誤差分析[J]. 戴相錄,謝惠民,王懷喜.  實驗力學. 2013(01)



本文編號：2969993