本文關(guān)鍵詞：動態(tài)拉伸加載下高純鋁損傷成核和長大特征研究

  更多相關(guān)文章： 高純鋁 晶界 滑移系 動態(tài)拉伸斷裂

【摘要】：在動載荷作用下,材料的拉伸破壞始于內(nèi)部稀疏波相互作用產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力引起的微孔洞或裂紋,而微孔洞或裂紋的出現(xiàn)位置和數(shù)量與材料微結(jié)構(gòu)密切相關(guān),比如位錯、晶界或雜質(zhì)往往會成為材料破壞的起源。深入認識拉伸應(yīng)力作用下材料微結(jié)構(gòu)的動態(tài)演化機理和規(guī)律,探索和建立一個能夠連接不同尺度且具有預測能力的材料失效理論模型,實現(xiàn)對材料從其行為的“觀察”轉(zhuǎn)變到對其性能的“控制”,不僅是提高材料研究和設(shè)計水平的必要前提,而且對提高國防裝備及民用材料的強度和性能均具有重要意義。材料的微觀結(jié)構(gòu)對材料的早期動態(tài)損傷演化行為有著重要的影響,晶界是材料微觀結(jié)構(gòu)的重要組成部分,早期的一些研究認為,材料中的孔洞或裂紋容易在晶界上出現(xiàn)并沿著晶界擴展,晶界是相對薄弱的微結(jié)構(gòu),本文擬對此進行深入的研究。本文以高純鋁(99.999%)軋制棒材作為實驗材料,得到兩種不同微結(jié)構(gòu)的實驗樣品:多晶樣品和雙晶樣品。在一級輕氣炮上進行一維應(yīng)變平面沖擊加載實驗。對多晶和雙晶高純鋁“軟回收”樣品進行金相顯微分析、電子背散射衍射分析以及同步輻射X射線斷層攝影分析,獲得材料在動態(tài)加載下的損傷演化特征。論文的主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新點總結(jié)如下:1、在一級輕氣炮上對高純鋁樣品進行了一系列沖擊加載實驗,對部分“軟回收”樣品進行了金相顯微分析、電子背散射衍射分析以及同步輻射X射線斷層攝影分析,表征了高純鋁樣品中損傷動態(tài)成核和長大的特征,并給出可能的機理解釋。結(jié)果表明,絕大部分損傷成核在“弱取向”晶粒的晶界附近,并朝著晶界方向生長,周圍伴有碎裂的小晶粒,這主要是由“弱取向”晶粒中滑移系在晶界處堆積并相互作用造成的。另外,高純鋁晶體中滑移面構(gòu)成的八面體滑移系使得初始損傷呈八面體形狀,EBSD觀察到的二維結(jié)果與同步輻射X射線斷層攝影得到的損傷三維結(jié)構(gòu)是一致的。2、通過二維金相分析方法和三維X射線斷層攝影方法分別分析了在不同沖擊加載強度下高純鋁樣品的損傷分布。沿厚度方向的損傷分布可以利用高斯函數(shù)進行很好的描述。從二維方法中得出的結(jié)果與從三維方法得出的結(jié)果基本吻合,誤差僅為10%-25%。三維X射線斷層攝影分析表明,孔洞的大小分布遵循tssnn-=0(t±=2.05.1)的指數(shù)規(guī)律,比渝滲模型中預測指數(shù)更小。
【關(guān)鍵詞】：高純鋁 晶界 滑移系 動態(tài)拉伸斷裂
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-22
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 研究歷史及現(xiàn)狀11-20
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 實驗技術(shù)與方法22-34
• 2.1 實驗原理及設(shè)備簡介22-30
• 2.1.1 層裂實驗原理22-23
• 2.1.2 一級輕氣炮簡介23-25
• 2.1.3 多普勒光纖探針測速系統(tǒng)簡介25-27
• 2.1.4 電子背散射衍射技術(shù)簡介27-29
• 2.1.5 三維(3D) X射線斷層攝影簡介29-30
• 2.2 實驗方案設(shè)計30-33
• 2.2.1 實驗樣品設(shè)計30-31
• 2.2.2 實驗“軟回收”裝置的設(shè)計31-33
• 2.3 本章小結(jié)33-34
• 第3章 高純鋁樣品的實時測量和回收表征結(jié)果分析34-47
• 3.1 實時測量結(jié)果分析34-36
• 3.2 高純鋁“軟回收”樣品的EBSD分析36-45
• 3.2.1 高純鋁雙晶“軟回收”樣品的EBSD分析36-40
• 3.2.2 高純鋁多晶“軟回收”樣品的EBSD分析40-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 第4章 兩種方法對比分析高純鋁樣品動態(tài)損傷分布47-61
• 4.1 兩種表征方法簡介47-53
• 4.1.1 金相分析方法47-50
• 4.1.2 X射線斷層攝影方法50-53
• 4.2 對比分析兩種表征方法的結(jié)果53-60
• 4.2.1 不同沖擊強度下沿樣品厚度方向的損傷分布53-56
• 4.2.2 基于三維方法量化二維技術(shù)中D_(max),δ和x_n的誤差56-58
• 4.2.3 三維方法表征樣品孔洞大小的分布58-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 第5章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 全文總結(jié)61-62
• 5.2 研究展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳開果;祝文軍;馬文;鄧小良;賀紅亮;經(jīng)福謙;;沖擊波在納米金屬銅中傳播的分子動力學模擬[J];物理學報;2010年02期

，

本文編號：887961