导读:本文包含了细晶机理论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:镁合金,剧烈塑性变形,超细晶,强化机理
细晶机理论文文献综述
兖利鹏,李全安,陈晓亚[1]（2019）在《剧烈塑性变形工艺加工超细晶镁合金的强化机理》一文中研究指出剧烈塑性变形(SPD)工艺能够有效地细化晶粒得到超细晶晶粒,满足镁合金作为结构件的优异力学性能要求。以往的研究大多针对于剧烈塑性变形工艺内容和加工后的力学性能进行综述,缺少强化机理的讨论。因此,本文主要讨论剧烈塑性变形工艺加工镁合金后力学性能提高的强化机理,主要包括:位错强化、细晶强化、固溶强化和析出强化,简述了超细晶镁合金的组织演变过程,并提出了剧烈塑性变形加工超细晶镁合金需要解决的问题。(本文来源于《材料热处理学报》期刊2019年03期）
孙明翰,杨玉青,朱志旺,魏洁平,杜凤山[2]（2019）在《20CrMn钢双辊薄带振动铸轧细晶机理试验》一文中研究指出为了改善传统双辊薄带铸轧板坯中存在的缩孔、裂纹、组织不均以及晶粒粗大等缺陷,提升双辊薄带铸轧产品带坯的力学性能,提出振动铸轧新技术,以细化铸轧带坯组织晶粒度,提高其力学性能。为了确定振动铸轧过程的细晶机理,分别在1 570℃和1 530℃两种开浇温度下进行20CrMn钢双辊薄带铸轧振动与非振动工况的对比试验,并对所得带坯微观组织及力学性能进行检测和分析。微观组织观察结果表明,在铸轧过程中振动可以有效细化产品带坯晶粒,其细晶机理为在凝固阶段振动可以提升熔池区形核率并促使振动侧枝晶尖端熔断,而在轧制阶段振动可以强化塑性变形区的动态再结晶;拉伸试验结果表明振动有效地改善了铸轧板坯的力学性能,开浇温度1 570℃时,沿轧制方向振动铸轧板坯较传统铸轧板坯屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了12.11%、14.57%和38.9%,垂直轧制方向分别提高了7.72%、13.23%和34.8%;开浇温度1530℃时,沿轧制方向分别提高了9.22%、14.95%和31.25%,垂直轧制方向分别提高了21.36%、27.35%和42.86%。试验表明振动铸轧较传统铸轧不仅能在凝固阶段通过振动提高形核率,细化晶粒,还能在轧制段通过振动增强动态再结晶效果,改善材料微观组织结构,从而提升其力学性能。(本文来源于《机械工程学报》期刊2019年04期）
宋鹏飞[3]（2018）在《ECAP超细晶铜动态剪切性能及软化机理研究》一文中研究指出随着科学技术进步和经济发展对材料综合性能的要求也越来越高。晶粒细化是材料强韧化的机制之一,通常把晶粒尺寸为100-1000nm的材料,称为超细晶材料,由于超细晶材料具有细小的微观组织,具备独特的力学性能和应用前景。超细晶材料的制备方法和力学性能的研究已成为材料科学领域的热点。为研究通过等径通道挤压法(ECAP)制备的超细晶铜的结构的热稳定性及其对材料动态力学性能的影响。本文利用Hopkinson压杆及MTS液压伺服试验机对ECAP超细晶铜和原始铜帽型剪切试样进行应变控制加载,结合图像数字相关法及“冻结”回收试样的微观和XRD分析,对其动态剪切变形行为及微观组织演化开展研究。结果显示:(1)ECAP超细晶铜较原始粗晶铜动态剪切屈服强度及流动应力提高,与准静态相比具有显着的应变率强化效应。ECAP超细晶铜在准静态剪切下具有应变硬化特征,但在高应变率下剪切应力-应变曲线屈服后立即发生应变软化,其应变硬化率为负值;因此,ECAP细晶铜在冲击下易发生绝热剪切失稳破坏。(2)微观组织显示,ECAP超细晶铜在剪切应变为0.14时即产生绝热剪切带,带内为再结晶的等轴细晶粒,随应变发展,再结晶带变宽,并且再结晶晶粒长大。动态再结晶是导致ECAP超细晶铜在高应变率剪切变形时发生应变软化的原因,按塑性功计算的高应变率下动态再结晶温度为325k。(3)ECAP后的超细晶铜在准静态剪切下具有应变硬化特征,但在高应变率下剪切应力-应变应变曲线呈软化特征;高加载率下产生动态再结晶的绝热剪切带是导致应变硬化率为负的原因。同一应变率下超细晶铜剪切区再结晶的宽度与应变呈线性关系;随着应变率的增加超细晶铜的屈服强度和流动应力也越来越大,应变硬化率随着应变率的增加越来越小。(4)同一应变下随着应变率的提高,剪切带的宽度越来越宽;同应变率下绝剪切带宽度随着应变的增加越来越宽;并且同一剪应变下应变率越高剪切带宽度越窄。并且证明再结晶优先形成于剪切带的中间位置,随着应变的的发展不断的向两侧扩展。(本文来源于《宁波大学》期刊2018-06-25）
李建伟[4]（2018）在《超细晶纯铜微成形机理及充填行为研究》一文中研究指出塑性微成形技术具有加工效率高、制造成本低、构件性能和尺寸精度良好等优点,成为微细加工领域的重要研究发展方向之一,而传统金属材料存在的尺度效应,降低微型零件尺寸精度和提高性能分散性,限制其相关应用。超细晶材料由均匀的亚微米晶粒组成,为改善微成形尺度效应提供了新思路。目前,超细晶材料在塑性加工领域的应用研究尚不深入,开展超细晶材料塑性变形行为与尺寸效应研究具有十分重要的理论意义和实用价值。本文旨在研究超细晶纯铜体积微成形机理,同时拓展超细晶材料在微成形领域的应用。本文采用等通道挤压(ECAP)和高压扭转(HPT)两种工艺分别制备超细晶纯铜。在室温条件下使用内夹角为110o模具,采用Bc路径对纯铜棒料进行0-12道次等通道挤压变形,制备出平均晶粒尺寸为0.41μm、显微组织结构均匀超细晶纯铜,平均显微硬度为134 Hv。在室温下使用高压扭转设备施加载荷6 GPa、转速1 rpm,对纯铜圆片试样经过0-10转加工,制备出平均晶粒尺寸为0.25μm、显微组织结构均匀的超细晶纯铜材料,平均显微硬度为140 Hv。两种工艺制备的超细晶纯铜均具有一定的简单剪切织构。基于搭建的原位微拉伸数字图像相关测试系统,利用数字图像相关技术和准原位EBSD技术分别对超细晶和粗晶纯铜局部应变跨尺度量化研究。基于光学显微镜原位微拉伸试验,利用数字图像相关技术观察到超细晶试样变形初期形成了窄剪切带,剪切带内局部应变分布不均匀,变形区内局部应变数值呈双峰分布,而粗晶试样形成宽剪切带,应变不均匀区域的位置相对分散,其数值呈单峰分布。针对超细晶应变局域化,进行了基于电子扫描显微镜原位微拉伸观察,发现超细晶纯铜试样局部区域材料的应变不均匀性更加明显。进一步结合准原位EBSD技术对超细晶纯铜塑性变形行为进行研究,分析了超细晶纯铜显微组织变形特点,发现了剪切带诱导应变局域化,导致了室温超细晶纯铜的低延伸率。研究超细晶和粗晶纯铜的直径为2mm的微型试样的压缩变形行为,发现相对于粗晶纯铜表现出典型加工硬化行为,超细晶纯铜则显示了室温应变软化现象。并通过晶粒形貌、晶界特征以及晶内微结构等方面对比分析了超细晶纯铜和粗晶纯铜显微组织演变过程,建立了考虑晶粒转动和晶界滑移的室温应变软化模型。同时,超细晶材料微压缩变形显示了一定程度各向异性,但超细晶纯铜微压缩变形时材料流动非均匀性降低、试样表面质量得到有效改善且内部保留了超细晶结构,为高质量微型零件制备奠定了实验基础。结合数字图像相关技术、X射线同步辐射技术等对超细晶纯铜和粗晶纯铜断裂行为展开了系统研究,分析了超细晶纯铜剪切断裂和粗晶塑性断裂不同断裂方式。利用数字图像相关技术表征了超细晶纯铜试样表面裂纹的演变与局部应变的关系,发现了表面裂纹的形成受到剪切应力的影响。利用X射线同步辐射技术实现了对超细晶纯铜试样无损伤且叁维可视化量化研究,显示了孔洞扩展和合并多数沿着与拉伸轴呈55o,建立了超细晶纯铜剪切织构诱导断裂机制模型。同时,证实了孔洞含量随着晶粒的增大而减少,明确了超细晶纯铜微拉伸过程中孔洞密度随着应变的增加呈现指数式的增长关系。阐述了金属材料微成形的尺寸效应机理,基于此,利用线切割技术制备了尺寸为0.5 mm-2 mm的微型压缩试样,研究了纯铜材料的晶粒尺寸和试样尺寸的尺寸效应,证实了超细晶纯铜介观尺度无明显流动应力试样尺度效应,为超细晶材料在介观尺度塑性微成形中应用提供了理论支撑。利用聚焦离子束技术制备了尺寸为1μm-12μm的微小压缩试样,研究了超细晶材料微观尺度微压缩变形行为,发现了超细晶材料屈服应力在微观尺度的“越小越弱”规律,晶粒尺寸为0.28μm时试样尺寸与晶粒尺寸之比临界值为~17,并基于表面层理论,建立了考虑晶界滑移变形机制的屈服应力和试样尺寸与晶粒尺寸之比的关系。应用超细晶纯铜材料制备微型齿轮件。首先利用阵列微通道试验对超细晶和粗晶纯铜材料填充性能进行初步评价,发现两者均表现出良好的填充效果,然而填充相同高度时,超细晶纯铜所需的载荷较大,但填充后超细晶纯铜阵列表面质量好,硬度高且稳定。在此基础上,结合有限元模拟微型齿轮的填充行为,研究了加载程度、晶粒大小与加载方式等试验参数对微型齿轮填充的影响规律,最终制备出轮廓精度较高的超细晶纯铜微型齿轮,其耐磨损性能明显优于粗晶微型齿轮,平均纳米硬度值高达1.67 GPa。该结果验证了超细晶材料在微成形领域潜在应用价值。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-05-01）
王亚南[5]（2017）在《粗、细晶镁合金塑性变形及断裂的微观结构机理研究》一文中研究指出镁合金塑性成型能力差,变形加工中常出现破裂、失效等问题,其根源是相关的微结构机制模糊不清。本文运用基于平面弹性复势方法的局部应变位错核模型及晶体旋转缺陷模型,采用光学金相表征及电子背散射衍射检测技术(EBSD),针对粗、细晶镁合金的塑性变形及断裂微观机制,进行了理论分析和实验验证。粗晶镁合金中断裂主要起源于晶粒内孪晶交叉等位置的位错塞积所导致的应力集中。本文运用应变核位错模型和格林积分的方法模拟并计算了孪晶变形域的局部应力场和裂纹尖端的应力强度因子。结果表明:孪晶交叉是脆性裂纹的主要起源(相应的EBSD证据可支持此结论),裂纹成核的临界载荷随晶粒直径尺寸(d)的减小而增大,其对d的依赖与经典的Hall-Petch关系相似;裂纹成核的临界载荷和临界尺寸随障碍孪晶厚长比(q)增大分别增大和减小;裂纹会沿着孪晶界扩展,在高密度孪晶区域和孪晶交叉处易发生偏折(相应的金相表征可支持此结论)。细晶镁合金中断裂主要基于析出相破裂和叁叉晶界处的空洞成核。本文运用晶体旋转向错模型模拟了析出相/基体界面裂纹尖端应力集中诱导的纳米孪晶对细晶镁合金的韧化效应。研究发现:在纳米孪晶的韧化作用下,界面断裂韧度很大程度上取决于析出相的尺寸和分布,最佳的析出相尺寸和分布规律可以显着增强界面,该结论与已知的实验结果相符,纳米孪晶韧化效应的研究可从根本上弥补经典模型对断裂韧度的低估。此外,本文还探讨了晶体超塑性变形的协调机制之间的竞争和干涉机理,理论模拟并分析了细晶镁合金超塑性变形过程中晶界滑移协同迁移对析出相自身开裂的影响。结果表明:析出相破裂和晶界迁移是两种典型的协调机制,可分别协调晶界滑移在析出相界面和叁叉晶界处的应力集中,延续塑性变形;较大半径析出相周围应变累积易导致析出相自身的断裂;随着析出相和镁基体剪切模量比的增加,析出相的断裂韧度显着提高;除了析出相的硬化及细化,基于晶界迁移的再结晶过程也可弱化建立在析出相开裂基础上的协调机制,提高细晶镁合金的断裂韧度。本文的细观力学机理研究可定位提升断裂韧度的微结构及工艺参数,帮助优化塑性变形工艺并提升镁合金塑性变形加工的产品成材率。(本文来源于《宁波大学》期刊2017-06-02）
俞良良[6]（2017）在《搅拌摩擦加工细晶AZ31镁合金腐蚀疲劳机理研究》一文中研究指出本文对AZ31镁合金轧制板材进行室温下搅拌摩擦加工,通过空气与水下多道次搅拌摩擦加工得到不同晶粒尺寸的AZ31镁合金。通过在空气中和质量分数为1%NaCl溶液中对加工区进行疲劳实验。主要的结论如下:不同搅拌摩擦加工参数下,加工区得到平均晶粒分别为8.5、3.5、1.2μm的均匀等轴晶组织,平均晶粒尺寸随着热输入量的增加而增加,两道次水下加工制备出1.2μm的细晶组织。加工后织构类型改变且有利于基面滑移。不同加工参数下基面织构的影响相同。空气中的疲劳曲线表现出明显的各向异性,TD方向的疲劳强度高于PD方向,疲劳强度分别为130 MPa和90 MPa。在空气中超细晶镁合金PD方向S-N曲线的拟合方程为:lgN=2.3676-0.068lgσ、TD方向S-N曲线的拟合方程为:lgN=2.2555-0.032lgσ。腐蚀溶液中的疲劳同样表现出各向异性,TD方向的疲劳强度高于PD方向。晶粒尺寸细化能提高腐蚀疲劳强度:首先晶粒细化能够影响变形行为,使得不易变形;其次晶粒细化后在50万周次前能有效的减轻腐蚀,通过以上两种方式提高疲劳强度。织构主要影响变形的难易程度。PD方向,搅拌摩擦加工镁合金的织构利于滑移,可以发现断口处滑移带较多,滑移台阶窄而密;TD方向由于不利滑移,滑移台阶宽且低。母材由于晶粒尺寸大、腐蚀疲劳过程中孪生变形与滑移同时启动,断口表现出滑移带的扭转。(本文来源于《西安建筑科技大学》期刊2017-05-01）
于霞[7]（2017）在《细晶镁合金的动态力学性能及变形机理研究》一文中研究指出镁合金由于密度低、比强度和比刚度高,在很多结构应用中很有前景。由于同时具有卓越的导电性、阻尼特性以及电子屏蔽性能,使得它们在通讯、电子、航空及航天等领域应用也很广泛。然而,耐腐蚀性差及断裂韧性低阻碍了镁合金的应用。而且,镁合金的密排六方晶体结构限制了其塑性变形的独立滑移系数量,这导致室温下镁合金的塑性较差。关于通过各种途径来提高镁合金的强度及韧性的研究很多。其中,通过等径通道挤压(ECAP/ECAE)使得材料得到晶粒细化是实现提高镁合金的强度及韧性的最流行的方法。目前,人们在关于镁及镁合金的研究中比较关注其微观结构和力学性能之间的关系。但是,加载应变率对镁合金这种轻型金属材料的性能影响的研究很匮乏。因此,对镁合金在大应变率范围内的力学响应及变形机理的探究显得尤为重要。本研究的主要目的是探索微观结构及加载应变率对镁合金材料力学行为和变形机理的影响。主要关注的力学性能包括材料的单轴压缩及拉伸性能、叁点弯曲断裂性能及冲击性能。所做的主要工作及得到的重要结论简要概括如下:(1)利用等径通道挤压对一种热轧制态的工业镁合金AZ31B进行了大塑性变形处理以改变其微观结构。电子背散射衍射(EBSD)被用来表征原始材料及经过等径通道挤压的材料的微观结构。(2)测试了AZ31B镁合金在一个很大的应变率范围内沿轧制/挤出方向单轴压缩及拉伸性能。为了了解材料微观结构及加载方式对镁合金单轴压缩及拉伸性能的影响,对材料在两种加载方式下的屈服强度、极限强度及失效应变作了对比分析。结果表明,在压缩加载下,原始材料和等径通道挤压后的材料均对加载应变率不敏感,而且应力应变曲线呈现明显的“反曲”特征,这表明机械孪生主导了压缩加载下材料的塑性变形。所有的压缩试样均通过形成绝热剪切带并最终形成裂纹的形式发生了破坏。在拉伸加载下,屈服强度相对较高且呈现出很强的应变率敏感性,相对于原始材料,等径通道挤压后的材料的延展性得到很大提高。(3)分别利用电子万能拉伸压缩试验机及改进的分离式Hopkinson压杆对带单边裂纹的叁点弯曲试样进行了I型准静态及动态断裂性能测试。断裂性能的研究主要针对两种不同初始微观结构的镁合金材料:一种是从热轧制镁合金板材上切取,另一种是对热轧制镁合金板材进行四个道次的等径通道挤压,然后在挤出的棒材上切取。数字图像相关(DIC)技术被用来测定裂纹尖端应变场,在试验结束后,电子背散射衍射被用来分析试样的织构演变。试验结果表明,细晶材料的断裂韧性高于粗晶材料。随着加载速率的升高,两种材料的断裂韧性增强。通过数字图像相关技术和数值模拟得到的裂纹尖端附近的应变场吻合很好。织构分析表明,在粗晶材料裂纹尖端前的韧带区域形成了拉伸孪晶,而细晶材料中并未出现这一现象。通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现,在粗晶材料的断口上出现了大量的解理面和孪晶片层等脆性特征,而细晶材料的断口上则出现了被撕裂楞围绕的微孔洞等韧性特征。(4)对上述的两种材料进行了平板撞击试验。通过分析试样的自由面速度曲线得到了材料的Hugoniot弹性极限(HEL)及层裂强度。扫描电子显微镜被用来观察沿着层裂面产生的微孔洞,电子背散射衍射技术被用来观察回收试样中央横截面的织构分布。研究发现,层裂强度随着冲击速度的升高而提高。材料的初始微观结构对层裂强度只有很小的影响。在原始材料冲击加载过程中出现了弹性先驱波随冲击速度的减小而衰减的现象,但这一现象在等径通道挤压后的材料的冲击加载中并未出现。在研究的所有冲击速度下,原始材料的Hugoniot弹性极限高于等径通道挤压后的材料,而层裂强度正好相反。对于原始材料,层裂是由沿着拉伸孪晶晶界及普通晶界以脆性方式形成的微孔洞的形核与合并造成的;对于等径通道挤压后的材料,其层裂也是以微孔洞的形核与合并的形式发生的,不同的是该微孔洞多是以晶粒拔出形成韧窝的韧性方式形成的。等径通道挤压后,镁合金材料层裂强度的相对提高及相对偏韧性破坏的层裂过程对其在装甲保护领域的应用有重要意义。(本文来源于《西北工业大学》期刊2017-04-01）
叶楠[8]（2016）在《碳氢协同还原制备纳米W粉的机理及其在制备纳米WC粉和超细晶WC-Co硬质合金中的应用》一文中研究指出超细/纳米晶WC-Co硬质合金因兼具高硬度和高强度(即兼有高耐磨性和高韧性的“双高”性能)而成为硬质合金的发展方向,制备性能优良的纳米W粉和WC粉是生产超细/纳米晶WC-Co硬质合金的基础和关键。本文针对氧化钨氢还原过程中因挥发-沉积作用而导致的W粉颗粒快速长大和异常长大的现象,采用碳氢协同还原法制备纳米W粉,然后分别通过阶段碳化法和碳氢协同还原-碳化法制备纳米WC粉,并采用低压烧结制备超细晶WC-Co硬质合金。论文系统研究了纳米W粉、WC粉及其烧结体的制备工艺、性能和机理,具体内容如下:1.研究了碳氢协同还原过程中的物相和形貌演变以及还原工艺参数W粉性能的影响。结果表明:还原过程遵循分步还原规律,非晶前驱体依次转变为WO_(2.9)、WO_(2.72)和WO_2低价中间氧化物,最终还原为α-W,随着还原过程中发生晶型转变以及碳与水蒸气反应被消耗,还原产物变得疏松多孔。W粉平均粒径随前驱体配碳比升高而减小,当配碳比高于2.6时,残余碳含量会显着增加;随着还原温度升高,前驱体中的碳参与反应并被消耗,W粉颗粒的长大作用被削弱,还原W粉的平均粒径和残碳量随还原温度升高而减小。配碳比为2.6的前驱体经760 oC还原60 min后,得到平均粒径56 nm的球形W粉。2.研究了还原方式对W粉形貌、粒度和显微结构的影响,通过分析不同还原温度W粉的晶粒长大曲线,提出了碳氢协同还原制备纳米W粉的机理。结果表明:W粉晶粒的长大速率随还原温度升高而变慢,760 oC以上时,还原产生的水蒸气与碳反应生成CO和H_2,显着降低体系中p[H_2O]/p[H_2],抑制挥发性水合物WO_2(OH)_2的产生,W粉的主导长大方式也由挥发-沉积转变为原子扩散。还原方式会对W粉的粒径和形貌产生重要影响,碳氢协同还原W粉的还原长大机制以固相局部化学反应为主,所得W粉为均匀细小的球形颗粒,结构疏松、分散性良好;普通氢还原W粉的还原长大机制以挥发-沉积为主,所得W粉颗粒粗大,发育完全,呈现W本征晶体的多面体形貌。3.以碳氢协同还原纳米W粉和碳黑为原料,采用阶段碳化法制备纳米WC粉,研究了阶段碳化工艺(碳化温度和保温时间)对WC粉物相、形貌和粒径的影响。结果表明:WC粉的粒径取决于W粉的碳化速率和长大速率,高的碳化速率和低的长大速率有利于降低粒径;低温预碳化能够在W粉颗粒表面形成一定厚度的WC层,使颗粒间的接触状态由W/W接触变为WC/WC接触,抑制碳化初期因W粉颗粒烧结合并长大而导致的WC粒径增粗。碳氢协同还原纳米W粉阶段碳化的最佳工艺为:预碳化温度900 oC,保温时间60 min,二段碳化温度1150 oC,保温时间90 min,平均粒径56 nm的W粉经900 oC+1150 oC阶段碳化,得到平均粒径106 nm的WC粉。4.采用连续碳氢协同还原-碳化法制备纳米WC粉,研究了前驱体配碳比对WC粉碳含量的影响,还原、碳化温度对WC粉形貌和粒径的影响。结果表明:WC粉化合碳含量随前驱体配碳比升高而逐渐增加,当前驱体配碳比为3.6时,化合碳含量达到理论值6.12%,游离碳含量为0.06%;当配碳比高于3.6时,游离碳含量迅速升高。还原-碳化过程中由W向WC的转变具有结构遗传性,长大系数在1.4~1.6之间,WC粉的平均粒径随还原温度升高而降低;升高碳化温度会促进WC粉颗粒的晶界迁移,WC粉的平均粒径随碳化温度升高而增大。碳氢协同还原-碳化制备纳米WC粉的最佳工艺为:前驱体配碳比3.6,还原温度760~800 oC,碳化温度1100~1200 oC;所得WC粉为均匀细小的近球形颗粒,平均粒径87.3 nm。5.以制备的纳米WC粉为原料,采用低压烧结技术制备超细晶WC-Co硬质合金,研究了烧结工艺参数对WC-Co硬质合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高和保温时间延长,烧结体的致密度增加,平均晶粒尺寸增大,试样的硬度和抗弯强度也会随致密度上升而提高;若烧结温度过高或保温时间过长,则会使烧结体的晶粒发生异常长大,导致致密度降低,合金力学性能下降。WC-6Co烧结的最佳工艺参数为:烧结温度1360 oC,保温时间60 min,所得硬质合金样品的平均晶粒尺寸为305 nm,为超细晶硬质合金,洛氏硬度达到94.6 HRA,抗弯强度达到4450 MPa。(本文来源于《南昌大学》期刊2016-12-13）
罗荣梅[9]（2016）在《细晶钨合金穿甲弹靶作用机理研究》一文中研究指出本文以提高穿甲弹侵彻性能为目的,通过设计钨合金弹芯成分,控制烧结工艺,模拟弹、靶相互作用,靶试弹芯穿甲性能,分析残余弹体及弹坑显微组织,测试弹芯材料静、动态力学性能等手段,成功研制出一种新型细晶钨合金穿甲弹芯,并对其“自锐”行为及穿甲深度的提高进行了系统的分析和讨论,主要研究结果和结论如下:(1)用雾化干燥法制备纳米粉末并结合两步烧结技术研制出了细晶钨合金弹芯材料。通过对多种化学成分的筛选和工艺优化,最终获得的细晶钨合金弹芯材料化学成分为95W-3.75Ni-1.25Fe-0.1X;两步烧结工艺第一次为 125℃,2h,第二次为 1485℃,40min;钨晶粒尺寸为10～20μm;密度为17.92g/cm3;静态拉伸强度为775MPa,延伸率为5%。研制的细晶钨合金弹芯材料,已在某军工厂型号产品研制中得到应用。(2)靶场实弹射击表明,同等条件下细晶钨合金弹侵彻威力优于传统制式弹。用30mm次口径尾翼稳定杆式穿甲弹,以约1200～1250m/s的速度垂直侵彻100mm厚30CrMnMo靶,叁种细晶钨合金弹芯平均穿深分别为76.48mm,74.79mm,75.47mm,较传统钨合金弹芯分别提高12.0%,9.5%和10.5%;叁种细晶弹芯在靶板正面形成的弹孔呈圆形,孔径大多为13～14mm;而传统钨合金呈椭圆形,孔径长轴约20mm。细晶钨合金弹芯的“自锐”行为是其穿深提高的主要原因。(3)用分离式Hopkinson压杆对细晶钨合金和传统钨合金进行动态力学性能分析。应变率为2000s-1时,细晶95W抗压强度为21 00MPa,较传统95W的1600 MPa提高31%;失效应变为0.12,较传统95W的0.20低40%。应变率为3900 s-1时,细晶95W抗拉强度为2520MPa,较传统95W的2000MPa提高约25%;失效应变为0.39,较传统95W的0.43低10%。对力学性能数据进行无量纲数值分析,并拟合了细晶95W和传统95W的J-C本构模型部分参数。(4)残余弹芯和弹坑的宏、微观分析表明细晶95W发生了“自锐”行为。剖面显示,细晶95W弹坑通道直,弹坑底部和回收的残余弹芯头部呈尖锐形状。传统95W弹坑底部呈球形,回收的残余弹芯头部呈蘑菇头状。SEM观测表明细晶95W残余弹芯头部两侧沿侵彻方向45°出现较多微裂纹,且细小的弹芯碎块沿该方向从头部剥离。传统95W残余弹芯蘑菇头最前端和侵彻45°方向钨晶粒被压扁成纤维状,变形程度远高于细晶95W。细晶95W弹芯产生“自锐”的原因:一是其在动态载荷下,具有较低的失效应变;二是细晶95W较传统95W易形成绝热剪切带;叁是细晶95W裂纹失稳扩展阻力小。(5)通过研究传统钨合金弹坑表面熔化快凝层(MRSL)的特征及形成原因,坑底裂纹的特征及形成原因,提出了“熔穿”是弹靶作用的主要机制之一。SEM观测和EDS分析表明除了凹凸不平,厚薄不均,成分各异外,MRSL内存在较大和超细两种钨晶粒,较大的钨晶粒呈压扁的纤维状或破碎状,几到几十个μm;而超细的钨晶粒呈球状弥散分布在粘结相内,粒径约100～400nm。微观分析结果表明MSRL形成过程中瞬时温度达到钨合金粘结相液相温度以上,约1500℃。坑底裂纹呈冠状分布,沿侵彻方向交替出现。“熔穿”即弹孔表面的熔化快凝层形成及坑底裂纹的交替出现,使得弹坑深度延伸。(6)用LS_DYNA模拟了细晶钨合金弹芯和传统钨合金弹芯的侵彻过程。模拟表明侵彻过程中弹、靶接触处拉压应力不断演变,在坑底1-2mm处出现拉应力区,与坑底裂纹位置吻合。模拟表明细晶95W因具有较低的失效应变,侵彻过程中残余弹芯头部尖锐,传统95W残余弹芯呈蘑菇头。模拟表明弹、靶接触区域瞬间温度能达到1680℃,高于钨合金粘结相液相温度。MCA模拟钨合金弹芯头部的变形、失效和破坏过程是速度涡流变形协调和损伤局部化扩展的结果。(本文来源于《南京理工大学》期刊2016-12-01）
朱红波[10]（2016）在《氧化钨氢还原过程时砷致钨粉细化机理及在超细晶WC-Co硬质合金中的应用》一文中研究指出超细晶WC-Co硬质合金因其同时具备高硬度和高强度的特性,而被广泛应用于切削刀具、冲击工具和耐磨蚀零部件等领域。在硬质合金制备过程中,WC粉的特性直接遗传于W粉,因此制备分散性好、粒度均匀的纳米W粉是超细晶WC-Co硬质合金制备的关键技术。本文采用“固-液”混合法,在仲钨酸铵原料中添加一定量的As元素,通过煅烧、氢还原、碳化、液相烧结等工艺,制备出粒度均匀的纳米W粉、超细WC粉和性能优异的超细晶WC-Co硬质合金。研究过程中,采用XRD测定不同阶段样品的物相组成;SEM观察粉末或硬质合金样品的颗粒或晶粒大小、形貌,并结合EDS分析As元素在样品中的分布情况;TEM鉴定氧化钨粉、钨粉及碳化钨粉样品中As的存在状态及演变规律;利用ICP分析技术对仲钨酸铵、氧化钨粉、钨粉及碳化钨粉中的As含量进行定量分析;通过图像统计法测定粒径或晶粒大小分布;采用排水法、显微维氏硬度计和维氏压痕裂纹法分别测定硬质合金的致密度、硬度和断裂韧性。研究获得的主要结论如下:1.APT-As前驱体复合粉末煅烧过程中,一部分As元素会以气态As2O3的形式从前驱体中逸出,造成叁氧化钨团聚体结构更加疏松多孔,这种多孔结构将有利于氧化钨氢还原过程中,氢气的进入及水蒸气的排出,从而降低炉内的水蒸气分压,抑制W颗粒通过“挥发-沉积”而长大。另一部分As元素会与W、O元素结合形成W2O3(AsO4)2叁元化合物,最终As将以As2O3和W2O3(AsO4)2的形式存在于叁氧化钨粉中。2.W-As复合粉末的粒径,随着As添加量的增加而逐渐减小。其中0.1 wt%As的添加量为W粉细化的临界值,当As添加量达到1.0 wt%时,可制备出平均粒径为80 nm的W-As复合粉末。在WO3-As复合粉末氢还原过程中,生成的WAs2第二相为W形核提供形核核心,增加W的形核率,并形成“核(WAs2)—壳(W)”结构的W-As复合纳米粒子;附着于W颗粒表面的WAs2粒子,将阻碍W颗粒通过晶界迁移而长大;此外,挥发性的As2O3和As将降低炉内水蒸气分压,抑制W颗粒通过“挥发-沉积”而长大。3.WAs2比较稳定,W粉碳化后,As仍以WAs2的形式存在于WC粉中,制得的WC-1%As复合粉末分散性良好、粒径均匀,其平均粒径为0.22μm。在碳化过程中,作为W形核核心的WAs2颗粒将裸露出来,分布于WC颗粒之间,阻碍了WC颗粒通过晶界迁移而长大,并减弱了细小WC颗粒之间的团聚作用。4.在WC-Co硬质合金液相烧结过程中,溶解于Co相内的WAs2将阻碍WC在Co相内的溶解及析出,进而抑制WC颗粒长大。YG6-1%As合金晶粒均匀,其平均晶粒为0.47μm,为超细晶WC-Co硬质合金。YG6-1%As合金的致密度、硬度及断裂韧性分别为97.3%、1239.8 Hv、10.86 Mpa·m1/2,与YG6合金相比,均有较大幅度地提高。(本文来源于《南昌大学》期刊2016-05-18）
细晶机理论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了改善传统双辊薄带铸轧板坯中存在的缩孔、裂纹、组织不均以及晶粒粗大等缺陷,提升双辊薄带铸轧产品带坯的力学性能,提出振动铸轧新技术,以细化铸轧带坯组织晶粒度,提高其力学性能。为了确定振动铸轧过程的细晶机理,分别在1 570℃和1 530℃两种开浇温度下进行20CrMn钢双辊薄带铸轧振动与非振动工况的对比试验,并对所得带坯微观组织及力学性能进行检测和分析。微观组织观察结果表明,在铸轧过程中振动可以有效细化产品带坯晶粒,其细晶机理为在凝固阶段振动可以提升熔池区形核率并促使振动侧枝晶尖端熔断,而在轧制阶段振动可以强化塑性变形区的动态再结晶;拉伸试验结果表明振动有效地改善了铸轧板坯的力学性能,开浇温度1 570℃时,沿轧制方向振动铸轧板坯较传统铸轧板坯屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了12.11%、14.57%和38.9%,垂直轧制方向分别提高了7.72%、13.23%和34.8%;开浇温度1530℃时,沿轧制方向分别提高了9.22%、14.95%和31.25%,垂直轧制方向分别提高了21.36%、27.35%和42.86%。试验表明振动铸轧较传统铸轧不仅能在凝固阶段通过振动提高形核率,细化晶粒,还能在轧制段通过振动增强动态再结晶效果,改善材料微观组织结构,从而提升其力学性能。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
细晶机理论文参考文献
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