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

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

【摘要】：在動(dòng)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(cuò)、晶界或雜質(zhì)往往會(huì)成為材料破壞的起源。深入認(rèn)識(shí)拉伸應(yīng)力作用下材料微結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化機(jī)理和規(guī)律,探索和建立一個(gè)能夠連接不同尺度且具有預(yù)測(cè)能力的材料失效理論模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)材料從其行為的“觀察”轉(zhuǎn)變到對(duì)其性能的“控制”,不僅是提高材料研究和設(shè)計(jì)水平的必要前提,而且對(duì)提高國(guó)防裝備及民用材料的強(qiáng)度和性能均具有重要意義。材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料的早期動(dòng)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(rèn)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(kuò)展,晶界是相對(duì)薄弱的微結(jié)構(gòu),本文擬對(duì)此進(jìn)行深入的研究。本文以高純鋁(99.999%)軋制棒材作為實(shí)驗(yàn)材料,得到兩種不同微結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)樣品:多晶樣品和雙晶樣品。在一級(jí)輕氣炮上進(jìn)行一維應(yīng)變平面沖擊加載實(shí)驗(yàn)。對(duì)多晶和雙晶高純鋁“軟回收”樣品進(jìn)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(dòng)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(diǎn)總結(jié)如下:1、在一級(jí)輕氣炮上對(duì)高純鋁樣品進(jìn)行了一系列沖擊加載實(shí)驗(yàn),對(duì)部分“軟回收”樣品進(jìn)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(dòng)態(tài)成核和長(zhǎng)大的特征,并給出可能的機(jī)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(zhǎng),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(guò)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(qiáng)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(jìn)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(yù)測(cè)指數(shù)更小。
【關(guān)鍵詞】：高純鋁 晶界 滑移系 動(dòng)態(tài)拉伸斷裂
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法22-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原理及設(shè)備簡(jiǎn)介22-30
• 2.1.1 層裂實(shí)驗(yàn)原理22-23
• 2.1.2 一級(jí)輕氣炮簡(jiǎn)介23-25
• 2.1.3 多普勒光纖探針測(cè)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介25-27
• 2.1.4 電子背散射衍射技術(shù)簡(jiǎn)介27-29
• 2.1.5 三維(3D) X射線斷層攝影簡(jiǎn)介29-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)30-33
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)樣品設(shè)計(jì)30-31
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)“軟回收”裝置的設(shè)計(jì)31-33
• 2.3 本章小結(jié)33-34
• 第3章 高純鋁樣品的實(shí)時(shí)測(cè)量和回收表征結(jié)果分析34-47
• 3.1 實(shí)時(shí)測(cè)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(duì)比分析高純鋁樣品動(dòng)態(tài)損傷分布47-61
• 4.1 兩種表征方法簡(jiǎn)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(duì)比分析兩種表征方法的結(jié)果53-60
• 4.2.1 不同沖擊強(qiáng)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(xiàn)64-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳開(kāi)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(dòng)力學(xué)模擬[J];物理學(xué)報(bào);2010年02期

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本文編號(hào)：887961