本文關(guān)鍵詞：高壓扭轉(zhuǎn)對(duì)金屬鋯組織與性能影響

  更多相關(guān)文章： 高壓扭轉(zhuǎn) 鋯和鋯合金 ω相 晶粒細(xì)化

【摘要】：材料對(duì)人類生活和發(fā)展都有舉足輕重的作用。金屬鋯由于其優(yōu)異的性能,在功能材料和結(jié)構(gòu)材料的很多領(lǐng)域都有非常重要的應(yīng)用前景。晶粒尺寸較大的鋯因其抗輻照蠕變性能較好,主要被廣泛應(yīng)用于核電領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)中制得的純金屬鋯的抗拉強(qiáng)度較低,在240MPa左右,但其塑性好,延伸率較高,鋯和鋯合金在提高其強(qiáng)度和韌性方向上潛力巨大。因此,在鋯細(xì)晶行為方面研究成為了科學(xué)家們普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題。本文以純鋯(99.99%)為研究對(duì)象,在室溫下利用限定型和非限定型高壓扭轉(zhuǎn)的方法使其發(fā)生塑性變形,在4GPa和6GPa條件下對(duì)直徑為10mm的鋯片加壓扭轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)圈數(shù)為0,1,5圈。對(duì)扭轉(zhuǎn)后的試樣進(jìn)行硬度、抗拉強(qiáng)度的測(cè)試,并采用X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、背電子散射儀(EBSD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等試驗(yàn)手段研究其組織結(jié)構(gòu)變化,分析高壓扭轉(zhuǎn)工藝對(duì)純鋯組織以及力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果顯示,純鋯經(jīng)高壓扭轉(zhuǎn)變形后在非限定型模具中,當(dāng)扭轉(zhuǎn)圈數(shù)為5施加壓強(qiáng)為6GPa時(shí),部分α相鋯轉(zhuǎn)變?yōu)棣叵?但在扭轉(zhuǎn)圈數(shù)低于5的條件下沒有新相產(chǎn)生。硬度結(jié)果表明高壓扭轉(zhuǎn)使得樣品中心區(qū)域硬度較低,而距試樣中心較遠(yuǎn)位置的硬度明顯升高,當(dāng)施加壓強(qiáng)為6GPa,扭轉(zhuǎn)圈數(shù)為5時(shí),試樣中心與邊緣區(qū)域的硬度相差不大。拉伸結(jié)果表明經(jīng)高壓扭轉(zhuǎn)工藝處理后,試樣抗拉強(qiáng)度顯著提高,原始試樣的抗拉強(qiáng)度為465MPa,而非限定模具中扭轉(zhuǎn)圈數(shù)為5,施加壓強(qiáng)為6GPa試樣的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1040MPa。TEM和EBSD結(jié)果表明,晶粒細(xì)化和位錯(cuò)增殖是材料產(chǎn)生優(yōu)異力學(xué)性能的根本原因。通過SEM結(jié)果顯示高壓扭轉(zhuǎn)后試樣經(jīng)拉伸處理后,斷口處存在大量裂紋,試樣斷裂形式為微孔聚集斷裂。
【關(guān)鍵詞】：高壓扭轉(zhuǎn) 鋯和鋯合金 ω相 晶粒細(xì)化
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.414
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 引言10
• 1.2 大塑性變形10-16
• 1.2.1 等徑角擠壓11-12
• 1.2.2 累積疊軋12-14
• 1.2.3 高壓扭轉(zhuǎn)14-16
• 1.3 高壓扭轉(zhuǎn)的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 鋯與鋯合金的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 金屬鋯的變形機(jī)制19
• 1.6 研究?jī)?nèi)容及意義19-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備21-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料21
• 2.2 樣品的加工21
• 2.3 高壓扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)21-22
• 2.4 材料微觀組織以及力學(xué)性能分析22-26
• 2.4.1 X射線衍射分析22-23
• 2.4.2 透射電鏡分析23
• 2.4.3 SEM分析23-24
• 2.4.4 電子背散射衍射分析24
• 2.4.5 硬度測(cè)試24
• 2.4.6 拉伸試驗(yàn)24-26
• 第3章 限定型模具下鋯的變形行為研究26-42
• 3.1 力學(xué)性能26-30
• 3.1.1 硬度26-28
• 3.1.2 拉伸性能28-30
• 3.2 微觀組織結(jié)構(gòu)分析30-40
• 3.2.1 XRD分析30-31
• 3.2.2 EBSD和TEM分析31-38
• 3.2.3 斷口分析38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 第4章 非限定型模具下Zr的變形行為研究42-54
• 4.1 力學(xué)性能42-45
• 4.1.1 硬度42-43
• 4.1.2 拉伸性能43-45
• 4.2 組織結(jié)構(gòu)分析45-53
• 4.2.1 XRD分析45-47
• 4.2.2 EBSD和TEM分析47-51
• 4.2.3 斷口分析51-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果59-60
• 致謝60

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