本文主要研究内容
作者吕超（2019）在《冲击压缩/拉伸载荷下NiTi合金的微结构演化特性及其形成机制研究》一文中研究指出：NiTi合金作为一种性能优异的功能材料,已拓展应用至航空、航天器伸缩部件、建筑地震防护装置等领域,这些应用面临高速碰撞下高压、高应变率的复杂环境,研究和掌握动态载荷下NiTi合金的响应行为,科学上可以系统认识其物理力学特性,工程上可以为其工业应用优化设计提供指导依据。本论文选题“冲击压缩/拉伸载荷下Ni52Ti48合金的微结构特征及其形成机制研究”,从实验和分子动力学数值模拟两个方面,深入系统地研究冲击压缩和拉伸动态载荷下,多晶Ni52Ti48合金塑性变形下的微结构特征、演化规律及其形成机制。获得的主要研究进展和结果如下:(1)基于磁驱动实验装置CQ-4,利用磁驱动飞片冲击压缩、动量陷阱样品回收实验技术和电子背散射衍射(EBSD)金相显微分析技术,研究了冲击加载压力34 GPa以下N52Ti48合金样品的微结构特征。结果表明,经过高压力冲击波压缩后,回收样品中发现了高密度位错、变形孪晶和新晶粒等微结构,并且小角度晶界比例明显上升,材料经历了明显的塑性变形。EBSD结果没有观测到奥氏体至马氏体的相变痕迹,与实验测量得到的波剖面和冲击波速度-粒子速度呈现的结果一致。(2)基于验证的EAM势函数,利用LAMMPS开展分子动力学数值模拟,重现了实验条件下N52Ti48合金样品的微结构特征,即冲击压缩下Ni52Ti48合金形成了位错、变形孪晶和新晶粒。在此基础上,系统研究了不同初始环境温度300 K和500 K以及不同冲击速度0.6 km/s、0.8 km/s和1.0 km/s条件下Ni52Ti48合金样品的微结构特征及其演化规律,探讨了冲击压缩下变形孪晶和新晶粒的形成机制。主要认识和结论为:·Ni52Ti48合金{112}孪晶可以通过1/3[111]位错在{112面上的连续滑移形成。孪晶的产生位置可能位于三叉晶界处、不同类型位错相互作用区域、同类型位错割阶等。孪晶可能产生于冲击压缩加载过程,也可能产生于稀疏波卸载过程。两种初始环境温度只对冲击压缩产生的孪晶有影响,而卸载过程产生的孪晶不受初始环境温度影响,这可能是冲击温升远高于初始环境温度的差异(200 K)造成的。·大/小角晶界处同时激发的具有相同滑移系的一系列位错可以导致晶粒旋转,当大角晶界、小角晶界同时存在于晶粒内部时,冲击加载过程中激发的位错在晶粒内部发生相互作用,可能导致新晶粒的产生。较高的初始环境温度(500 K)对于新晶粒的形成有明显的影响,其可能导致晶界软化,增加大角晶界处位错产生的难度,因此在初始环境温度500 K下,新晶粒的产生需要更高的冲击速度。(3)利用磁驱动飞片冲击-卸载和软回收实验技术,开展了Ni52Ti48合金样品的层裂强度和回收样品的微结构特性研究。实验冲击加载压力由3 GPa增加至约13 GPa,波剖面结果表明,该压力范围内Ni52Ti48合金的层裂强度约为3±0.2 GPa,Hugoniot弹性极限为3.0GPa。回收样品的EBSD结果表明,与压缩样品不同,拉伸样品层裂区晶粒完全被拉长和破碎,形成大量的微小晶粒,取向变化较大,且孪晶特征出现概率减少。层裂发生过程中,材料内部在大变形过程中,同时发生再结晶,这与压缩条件类似,并且在位错密度较高位置形成亚结构(亚晶粒)。随着加载应力值提高,层裂区晶粒碎化严重,形成大量的微小晶粒,取向变化较大,反映材料在层裂区域具有很大的塑性变形和再结晶趋势。(4)利用分子动力学数值模拟方法,系统研究了不同初始环境温度(300 K-1000 K)下的动态拉伸下N52Ti48合金的层裂强度,以及不同初始环境温度和冲击速度条件下的层裂熔化特性。主要认识和结论为:·得到1010s-1拉伸应变率、不同初始环境温度下的层裂强度,与实验结果相比较,Ni52Ti48合金的层裂强度具有明显的应变率效应。N52Ti48合金冲击压缩温升远低于压力增加所导致的熔点上升,故Ni52Ti48在冲击压缩过程不会发生熔化;冲击拉伸过程中Ni52Ti48熔点低于初始熔点,发生熔化。·随着初始环境温度的增加(300 K-1000K),层裂强度降低;随着冲击速度的增加,层裂区域宽度逐渐增加。
Abstract
NiTige jin zuo wei yi chong xing neng you yi de gong neng cai liao ,yi ta zhan ying yong zhi hang kong 、hang tian qi shen su bu jian 、jian zhu de zhen fang hu zhuang zhi deng ling yu ,zhe xie ying yong mian lin gao su peng zhuang xia gao ya 、gao ying bian lv de fu za huan jing ,yan jiu he zhang wo dong tai zai he xia NiTige jin de xiang ying hang wei ,ke xue shang ke yi ji tong ren shi ji wu li li xue te xing ,gong cheng shang ke yi wei ji gong ye ying yong you hua she ji di gong zhi dao yi ju 。ben lun wen shua ti “chong ji ya su /la shen zai he xia Ni52Ti48ge jin de wei jie gou te zheng ji ji xing cheng ji zhi yan jiu ”,cong shi yan he fen zi dong li xue shu zhi mo ni liang ge fang mian ,shen ru ji tong de yan jiu chong ji ya su he la shen dong tai zai he xia ,duo jing Ni52Ti48ge jin su xing bian xing xia de wei jie gou te zheng 、yan hua gui lv ji ji xing cheng ji zhi 。huo de de zhu yao yan jiu jin zhan he jie guo ru xia :(1)ji yu ci qu dong shi yan zhuang zhi CQ-4,li yong ci qu dong fei pian chong ji ya su 、dong liang xian jing yang pin hui shou shi yan ji shu he dian zi bei san she yan she (EBSD)jin xiang xian wei fen xi ji shu ,yan jiu le chong ji jia zai ya li 34 GPayi xia N52Ti48ge jin yang pin de wei jie gou te zheng 。jie guo biao ming ,jing guo gao ya li chong ji bo ya su hou ,hui shou yang pin zhong fa xian le gao mi du wei cuo 、bian xing luan jing he xin jing li deng wei jie gou ,bing ju xiao jiao du jing jie bi li ming xian shang sheng ,cai liao jing li le ming xian de su xing bian xing 。EBSDjie guo mei you guan ce dao ao shi ti zhi ma shi ti de xiang bian hen ji ,yu shi yan ce liang de dao de bo pou mian he chong ji bo su du -li zi su du cheng xian de jie guo yi zhi 。(2)ji yu yan zheng de EAMshi han shu ,li yong LAMMPSkai zhan fen zi dong li xue shu zhi mo ni ,chong xian le shi yan tiao jian xia N52Ti48ge jin yang pin de wei jie gou te zheng ,ji chong ji ya su xia Ni52Ti48ge jin xing cheng le wei cuo 、bian xing luan jing he xin jing li 。zai ci ji chu shang ,ji tong yan jiu le bu tong chu shi huan jing wen du 300 Khe 500 Kyi ji bu tong chong ji su du 0.6 km/s、0.8 km/she 1.0 km/stiao jian xia Ni52Ti48ge jin yang pin de wei jie gou te zheng ji ji yan hua gui lv ,tan tao le chong ji ya su xia bian xing luan jing he xin jing li de xing cheng ji zhi 。zhu yao ren shi he jie lun wei :·Ni52Ti48ge jin {112}luan jing ke yi tong guo 1/3[111]wei cuo zai {112mian shang de lian xu hua yi xing cheng 。luan jing de chan sheng wei zhi ke neng wei yu san cha jing jie chu 、bu tong lei xing wei cuo xiang hu zuo yong ou yu 、tong lei xing wei cuo ge jie deng 。luan jing ke neng chan sheng yu chong ji ya su jia zai guo cheng ,ye ke neng chan sheng yu xi shu bo xie zai guo cheng 。liang chong chu shi huan jing wen du zhi dui chong ji ya su chan sheng de luan jing you ying xiang ,er xie zai guo cheng chan sheng de luan jing bu shou chu shi huan jing wen du ying xiang ,zhe ke neng shi chong ji wen sheng yuan gao yu chu shi huan jing wen du de cha yi (200 K)zao cheng de 。·da /xiao jiao jing jie chu tong shi ji fa de ju you xiang tong hua yi ji de yi ji lie wei cuo ke yi dao zhi jing li xuan zhuai ,dang da jiao jing jie 、xiao jiao jing jie tong shi cun zai yu jing li nei bu shi ,chong ji jia zai guo cheng zhong ji fa de wei cuo zai jing li nei bu fa sheng xiang hu zuo yong ,ke neng dao zhi xin jing li de chan sheng 。jiao gao de chu shi huan jing wen du (500 K)dui yu xin jing li de xing cheng you ming xian de ying xiang ,ji ke neng dao zhi jing jie ruan hua ,zeng jia da jiao jing jie chu wei cuo chan sheng de nan du ,yin ci zai chu shi huan jing wen du 500 Kxia ,xin jing li de chan sheng xu yao geng gao de chong ji su du 。(3)li yong ci qu dong fei pian chong ji -xie zai he ruan hui shou shi yan ji shu ,kai zhan le Ni52Ti48ge jin yang pin de ceng lie jiang du he hui shou yang pin de wei jie gou te xing yan jiu 。shi yan chong ji jia zai ya li you 3 GPazeng jia zhi yao 13 GPa,bo pou mian jie guo biao ming ,gai ya li fan wei nei Ni52Ti48ge jin de ceng lie jiang du yao wei 3±0.2 GPa,Hugoniotdan xing ji xian wei 3.0GPa。hui shou yang pin de EBSDjie guo biao ming ,yu ya su yang pin bu tong ,la shen yang pin ceng lie ou jing li wan quan bei la chang he po sui ,xing cheng da liang de wei xiao jing li ,qu xiang bian hua jiao da ,ju luan jing te zheng chu xian gai lv jian shao 。ceng lie fa sheng guo cheng zhong ,cai liao nei bu zai da bian xing guo cheng zhong ,tong shi fa sheng zai jie jing ,zhe yu ya su tiao jian lei shi ,bing ju zai wei cuo mi du jiao gao wei zhi xing cheng ya jie gou (ya jing li )。sui zhao jia zai ying li zhi di gao ,ceng lie ou jing li sui hua yan chong ,xing cheng da liang de wei xiao jing li ,qu xiang bian hua jiao da ,fan ying cai liao zai ceng lie ou yu ju you hen da de su xing bian xing he zai jie jing qu shi 。(4)li yong fen zi dong li xue shu zhi mo ni fang fa ,ji tong yan jiu le bu tong chu shi huan jing wen du (300 K-1000 K)xia de dong tai la shen xia N52Ti48ge jin de ceng lie jiang du ,yi ji bu tong chu shi huan jing wen du he chong ji su du tiao jian xia de ceng lie rong hua te xing 。zhu yao ren shi he jie lun wei :·de dao 1010s-1la shen ying bian lv 、bu tong chu shi huan jing wen du xia de ceng lie jiang du ,yu shi yan jie guo xiang bi jiao ,Ni52Ti48ge jin de ceng lie jiang du ju you ming xian de ying bian lv xiao ying 。N52Ti48ge jin chong ji ya su wen sheng yuan di yu ya li zeng jia suo dao zhi de rong dian shang sheng ,gu Ni52Ti48zai chong ji ya su guo cheng bu hui fa sheng rong hua ;chong ji la shen guo cheng zhong Ni52Ti48rong dian di yu chu shi rong dian ,fa sheng rong hua 。·sui zhao chu shi huan jing wen du de zeng jia (300 K-1000K),ceng lie jiang du jiang di ;sui zhao chong ji su du de zeng jia ,ceng lie ou yu kuan du zhu jian zeng jia 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国工程物理研究院的吕超，发表于刊物中国工程物理研究院2019-11-12论文，是一篇关于多晶合金论文,冲击压缩论文,拉伸层裂论文,塑性变形论文,微结构论文,层裂熔化论文,中国工程物理研究院2019-11-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国工程物理研究院2019-11-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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