导读:本文包含了高温变形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:粉末高温合金,SiO2夹杂物,界面反应机理,定量尺寸变化
高温变形机理论文文献综述
冯业飞,周晓明,邹金文,王超渊,田高峰[1]（2019）在《粉末高温合金中SiO_2夹杂物与基体的界面反应机理及对其变形行为的影响》一文中研究指出通过人工植入夹杂物的方法,采用SEM、EPMA、TEM、纳米压痕和微纳CT研究了FGH96粉末高温合金中30和60μm SiO2夹杂物在粉末态、热等静压(HIP)和热挤压(HEX)过程中形貌、尺寸以及化学成分的演变规律,深入揭示了SiO2夹杂物与基体发生界面反应的机理,定量研究了夹杂物在粉末态、HIP态以及HEX态下尺寸的变化,表征了夹杂物在挤压棒材中的叁维形貌。结果表明,在粉末态时,夹杂物呈长条状或板条状;在HIP过程中,夹杂物与基体发生了置换反应,形成了内部Ti O2、外部Al2O3并弥散分布于γ基体的复合夹杂物,确定了形成氧化物的物相种类,揭示了界面反应机理,同时,30μm SiO2周围未出现γ'相贫化区,60μm SiO2周围形成了γ'相贫化区,合金基体较γ'相贫化区具有较高弹性模量和纳米硬度,γ'相贫化区为软化区,反应后30和60μm SiO2夹杂物尺寸分别约为35和75μm,体积得到进一步增大;在挤压过程中,60μm SiO2由于贫化区的存在表现出与30μm SiO2不同的变形行为,并通过SEM观察统计的夹杂物尺寸与理论计算和微纳CT测试结果进行了对比验证。(本文来源于《金属学报》期刊2019年11期）
刘杰刚[2]（2018）在《煤高温高压变形实验及其韧性变形机理》一文中研究指出本文以我国地质构造复杂、构造煤发育普遍的淮北煤田宿县矿区为重点研究区域,紧密围绕“煤韧性变形机理及地质控制作用”这一科学问题。在针对性的野外和矿井地质工作和相关实验测试的基础上,剖析了区域构造特征、矿区构造分区特征及其形成演化机制;基于井下煤体结构观测和测井曲线煤体结构解译,深刻剖析了不同构造分区构造煤发育特征;进一步结合构造岩方解石双晶古温度和差应力估算,揭示了煤变形的应力-应变环境和构造控制作用;深刻揭示了韧性变形构造煤形成的构造动力学机制和发育模式。系统开展了煤高温高压变形实验研究,通过韧性变形构造煤和实验变形煤形成的实验与地质控制因素的综合研究,揭示了宿县矿区烟煤韧性变形机理及地质控制作用。主要成果如下:(1)揭示了宿县矿区构造分区性及其变形特征。受徐宿逆冲推覆构造控制,将宿县矿区自E向W划分为变形逐渐减弱的4个构造分区。上覆系统宿东NNW向紧闭褶皱逆断层复杂构造区变形最为强烈;下伏系统宿南向斜SE翼褶断带复杂构造区具有“褶断组合、东西分异”的变形特征,构造变形较强;宿南向斜转折端为迭加褶皱构造区,受到NWW向次级宽缓褶皱的迭加改造;宿南向斜NW翼为单斜构造区,构造变形相对较弱。(2)提出了宿县矿区韧性变形构造煤形成的构造动力学机制及发育模式。宿县矿区煤层构造变形处于低温低压、自E向W水平挤压应力作用的应力-应变环境,也具有自E向W变形逐渐减弱的总体趋势。宿东NNW向紧闭褶皱逆断层复杂构造区煤体变形强烈,韧性变形构造煤发育普遍;宿南向斜SE翼褶断带复杂构造区,自E向W煤体变形逐渐减弱,强变形带中韧性变形构造煤发育;宿南向斜转折端迭加褶皱构造区,迭加褶皱对韧性变形构造煤的发育控制作用显着;宿南向斜NW翼单斜构造区,韧性变形构造煤仅局部发育。提出了顺层挤压所诱导的剪切应力韧性变形构造煤形成的动力学机制,以及“厚层、薄分层和夹矸层增强型顺层韧性剪切变形为主,剪节理和逆断层型斜向剪切变形为辅”的韧性变形构造煤发育模式。(3)揭示了实验变形条件对煤韧性变形的影响。基于韧性变形构造煤形成的应力-应变环境,系统展开了顺层剪切和顺层挤压应力作用的煤高温高压变形实验。通过软化实验,获得了多个煤级的软化温度,反映出低中煤级具有软化温度低和韧性较强的特征。揭示了煤在顺层和斜向剪切应力作用下,受到固体介质围限应变硬化和高温软化等因素的影响,由局部优势剪切韧性变形带向剪裂隙密度增加、规模变小的定向碎裂流动、塑性流变和揉皱等韧性变形过渡。(4)通过实验变形条件与地质环境的综合分析研究,揭示了煤韧性变形的地质控制机理,认为剪切应力是影响煤韧性变形的关键因素,围压和温度对煤韧性变形具有促进作用,导致煤定向碎裂流动及揉皱等韧性变形的发生;煤的低温软化性质、原始层状结构和介质力学性质差异是韧性变形重要的内在促进因素。在挤压应力作用下,由于派生的顺层和斜向剪切应力主要转化为应变能,使煤大分子结构形成次生结构缺陷以及应力缩聚的韧性变形。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2018-12-01）
纪博宇,李细锋,李剑飞[3]（2018）在《置氢Ti-55钛合金变形本构方程及高温增塑机理研究》一文中研究指出钛合金的热氢工艺能够有效改善合金的热加工性能,进一步优化钛合金超塑变形条件。以Ti-55钛合金为研究对象,通过高温拉伸、金相观察等方法,建立了原始合金及置氢合金的高温变形本构方程,研究了原始合金和置氢合金的超塑变形行为以及变形后的微观组织,得出了合金氢致高温增塑的微观机理。研究发现,置氢能够降低合金的热变形激活能,置氢0.1 wt%合金相较于原始合金和置氢0.3 wt%合金具有更高的应变速率敏感性指数,达到了0.516;置氢0.1 wt%合金在变形过程中β相含量稳定,且在α相晶界上保持均匀分布,协调变形能力较强,能够抑制颈缩的形成,有利于提高伸长率,改善材料力学性能。(本文来源于《塑性工程学报》期刊2018年01期）
刘延辉[4]（2017）在《FGH4096合金高温变形行为及形变裂纹的开裂机理》一文中研究指出随着航空航天技术的不断发展,新一代的高性能飞机发动机对推重比不断提出更高的要求,随之而来的是对材料的要求也更加苛刻。高温合金作为制造航空发动机的关键材料,在满足高温使用环境的同时,还可以满足所需的力学性能。粉末冶金高温合金FGH4096采用特殊的加工工艺,不仅可以满足材料的性能要求,还可以有效避免传统冶金过程所产生的合金偏析问题。但该类合金由于采用粉末冶金工艺,致使其变形抗力较大且变形行为较为复杂,且在高温变形中容易产生裂纹。本文探索了变形温度、应变速率以及变形量对微观组织的影响规律,进而实现对加工参数的有效控制;归纳总结高温变形过程中的裂纹萌生和扩展机制,提出有效抑制裂纹萌生和扩展的措施。上述研究内容将会对今后研究FGH4096高温合金的变形起到重要的参考意义。本文以FGH4096粉末冶金高温合金为研究对象,依据热模拟压缩试验研究了该合金在高温变形过程中的流变行为,并建立了合金的本构关系;基于应力-应变数据,探究了高温变形过程中内部加工硬化及动态软化机制间的相互作用;分析了高温变形中内部组织的演变规律,并建立了晶粒尺寸与加工参数间的数量关系;归纳总结了四种不同的裂纹萌生机制并提出了相应的预防措施;探究了变形裂纹的扩展行为及与微观组织间的内在联系。本文的主要研究内容以及所得的研究成果如下:研究了 FGH4096合金高温变形过程中的应力-应变曲线。获得了不同加工参数下的温度敏感指数和应变速率敏感指数,实现了定量分析加工参数对流变应力的影响规律。当γ'固溶相存在时,流变应力对于温度的变化更为敏感;当γ'固溶相完全熔解时,流变应力对于温度的敏感程度减弱。而应变速率敏感指数在温度为1080-1100℃附近时达到峰值。以双曲正弦型Arrhenius方程建立了FGH4096合金高温变形的本构方程,且模型预测值和试验值吻合良好。研究了变形过程中内部加工硬化与动态软化间的相互关系,建立了峰值应变和临界应变间的数量关系。FGH4096高温合金在高温变形过程中发生两种形核机制。当在较低的变形温度和较高的应变速率下变形时,非自发形核将会沿着原始晶界发生。当在较高的变形温度和较低的应变速率下变形时,自发形核机制将占据主导地位。基于动态再结晶理论,建立了 FGH4096高温合金在热变形过程中所对应的动态再结晶百分数模型。研究了 FGH4096高温合金在变形过程中的组织演变规律及功率耗散的变化,在低的温度和高的应变速率下,功率耗散值随真应变的增加呈持续上升的趋势;在高的变形温度和低应变速率下,功率耗散效率伴随真应变的增加而发生波动。变形温度低于1140℃时,变形温度对平均晶粒尺寸影响显着,但对晶粒尺寸的分布规律影响较小;变形温度高于1140°℃时,变形温度对平均晶粒尺寸以及晶粒尺寸的分布规律均具有显着的影响。在1140°℃时,部分晶粒内部开始发生动态再结晶现象。在1200°℃时有利于晶界的迁移过程,且部分大晶粒会吞噬小晶粒,促进晶粒尺寸的显着增大。并建立了晶粒尺寸与流变应力之间的幂函数模型。研究了 FGH4096高温合金在高温变形过程中的裂纹萌生，归纳总结了四种裂纹萌生机制。提出抑制裂纹萌生的有效措施:提高热等静压过程中的温度和压力;变形前进行长时间保温处理,获得尺寸细小、形状规则、分布均匀的固溶相颗粒;对原始材料进行预变形,改善粉末冶金高温合金的原始微观组织结构,获得形状规则、尺寸细小、分布均匀的微观组织结构。探讨了 FGH4096高温合金在高温变形中的裂纹扩展行为以及与微观组织间的关系。在低温下,裂纹扩展路径较为平直,基本上沿晶界开裂;在较高温度下,裂纹扩展路径较为平滑,主要沿着晶粒边界开裂,少量尺寸较小的晶粒发生了穿晶断裂。在较高温度下,裂纹扩展速率较慢,扩展过程是分段进行的,因此,形成了由多段连续的短线组成的较为平滑的裂纹扩展路径。大部分裂纹的形核和微裂纹的出现都发生在晶界上,晶粒取向差别越大的晶粒交界处,越容易发生。沿着晶界扩展的裂纹尖端较为尖锐,显示出解理特征。晶粒内部扩展的裂纹尖端较为钝化,显示出准解理的特征。裂纹扩展过程和动态再结晶过程均和应力释放相关,二者的相互进行存在内在的影响,且相互间存在一定的抑制作用。采取一定的措施来促进动态再结晶或消除应力集中可以在一定程度上抑制变形过程中裂纹的萌生和扩展。所以,通过改善内部微观组织,获得内部晶粒细小均匀且形状规则的微观组织结构;减少晶界上固溶相颗粒的数量并减小固溶相颗粒的尺寸,获得分布均匀、尺寸细小且形状规则的颗粒状固溶相可以有效的抑制变形过程中裂纹的扩展。(本文来源于《西北工业大学》期刊2017-03-01）
纪博宇[5]（2017）在《热氢处理对Ti-55高温钛合金超塑变形特性影响规律和机理研究》一文中研究指出Ti-55高温钛合金具有比强度高、耐腐蚀、热强性好、抗蠕变、不易氧化等优点,是一种良好的航空航天结构材料。然而钛合金的热成形温度高,对合金的加工提出了很高的要求,限制了钛合金的应用。钛合金的热氢处理工艺能够有效改善合金微观结构,提升合金的超塑性,优化合金的超塑变形条件,提高合金热加工性能。本文以Ti-55钛合金为研究对象,通过力学性能测试和微观分析的手段,系统地研究了热氢处理对Ti-55高温钛合金超塑变形特性影响规律和机理。通过高温拉伸试验,对应变速率、流动应力和变形温度进行了分析计算,基于线性拟合方法建立了置氢Ti-55钛合金的高温变形本构方程,发现双曲正弦函数型本构方程对于合金的适用性最好,置氢0.1wt%合金具有最高的应变速率敏感性指数,置氢能够降低Ti-55合金的热变形激活能。利用显微镜和透射电子显微镜对不同氢含量的合金超塑变形后的微观组织进行了观察,结果表明:0.1wt%的置氢能够使合金组织中β相稳定分布,抑制空洞生长,促进位错的开动,降低位错的集聚和缠结,促进非连续动态再结晶的发生,消除基体中的位错,使合金组织具有较强的协调变形能力。通过高温拉伸试验和微观观察对置氢粗晶合金高温变形特性进行了研究,发现晶粒的粗化显着降低了合金的超塑性,而置氢0.1wt%使粗晶合金在875℃下延伸率提高了41.3%,峰值应力降低了40.6%,其变形后组织保持等轴状且细化,具有动态回复和动态再结晶双重特征,获得了较好的超塑变形流动特性和抗颈缩能力。利用显微观察和高温拉伸试验对热氢处理后的超细晶Ti-55合金进行了研究,结果表明置氢-除氢的热氢处理过程能够显着细化合金的微观组织,置氢0.4wt%合金除氢后的超细晶组织具有良好的均匀性,晶粒从5~10μm细化至500~1000nm,在800℃达到了最高延伸率723.8%,相比于原始合金提升了57.3%;除氢过程中β_H→α+β+H↑和TiH_x→α+β+H↑转变的持续发生促使α晶粒和β晶粒不断的形核和生长,是晶粒细化的微观机理。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-02-01）
温道胜[6]（2016）在《置氢Ti-46Al-2V-1Cr-0.3Ni合金高温变形规律及改性机理研究》一文中研究指出TiAl基合金密度低、高温力学性能优良,在航空航天工业中展现出令人瞩目的发展前景。但其本征脆性、热加工能力差、加工温度区间窄等,严重增加了TiAl基合金的加工成本和限制了它的工程应用。热氢处理技术,把氢作为临时合金元素,在不增加合金密度的前提下,增加TiAl基合金塑韧性,改善其加工性能,为推进TiAl基合金的实用化进程提供了一条新途径。然而,氢对TiAl基合金热成形性能和改性机理还缺乏系统的研究。本文研究对象为铸态Ti-46Al-2V-1Cr-0.3Ni合金。通过置氢热处理技术,获得最大置氢量为0.8at.%的置氢合金。置氢处理对合金的室温组织形貌、晶粒尺寸、相组成和含量没有显着的影响。利用等温热压缩方法,研究了氢对铸态合金高温力学性能的影响。与未置氢合金相比,置氢处理后合金的流动应力明显降低。氢致峰值应力平均下降率约为25%,即氢致合金软化。且这种软化效果在低应变速率和高温下更为显着。氢可激活滑移系,促进位错运动,因此置氢合金层片晶团内部发生了大量弯曲变形。这一方面减少了层片晶团之间的转动和滑动,另一方面阻止了晶团晶界处的应力集中,减少了裂纹的产生。置氢合金的α_2相中析出了细小γ相层片主要与氢促进1/6<10(?)0>肖克莱不全位错的开动有关,这诱发了α_2→γ层片相变,因此置氢合金的α_2相中呈现出更多的γ相层片。氢可有效促进元素扩散,缩短层片碎化和球化的完成时间,进而促进层片分解。氢促进B2相析出,在γ/α_2界面形成B2相并呈“舌形”向α_2相内部生长,进而加速α_2相层片分解。氢促进了γ相机械孪晶变形,以及促进了α_2相的位错运动,导致竹节状α_2相层片的产生,竹节状片层片比完整层片更易发生分解。氢促进了层片组织的碎化、球化、孪晶变形,并降低了层错能,进而促进了动态再结晶。氢显着地促进了非连续动态再结晶。非连续动态再结晶消耗了大量的位错,在一定程度上阻碍了连续动态再结晶的发生。总之,氢提高了铸态Ti-46Al-2V-1Cr-0.3Ni合金的高温塑性变形能力。研究了铸态合金包套锻造工艺:确定包套尺寸和结构,确定最佳变形温度为1220℃,应变速率为0.01s~(-1),两步锻每步变形量为50%,总变形量为75%。置氢热处理对铸态合金包套锻造产生了积极的影响,置氢合金在锻造过程中表现出更高的塑性变形能力;氢明显促进了合金的层片分解、动态再结晶,因此置氢合金中晶粒更加细小均匀。氢促进了锻态合金的流动软化,并使流动软化提前发生。氢降低了合金的层错能,导致孪生变形所需的临界分切应力降低,因此置氢合金孪晶界含量增多。120°<111>旋转晶界的产生与相变有关,180°<111>真孪晶界的产生与孪生变形有关。180°<111>真孪晶界与120°<111>旋转晶界相互作用产生60°<111>伪孪晶界。因此置氢合金比未置氢合金出现更多的60°<111>伪孪晶。仅从织构的强度来看,立方织构随变形温度和总变形量的升高而减弱,R织构则相反。在高温和大变形量条件下,γ相动态再结晶更容易发生,使与动态再结晶相关的织构的强度增加。另外,与R织构相比,立方织构更容易受到γ→α_2和α_2→γ层片相转变的影响。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-09-01）
尚鸿甫,王振军,黄飚,朱世学,余欢[7]（2016）在《真空浸渗C_(sf)/AZ91D复合材料的高温变形行为与机理》一文中研究指出采用真空辅助压力浸渗法短切碳纤维增强镁基复合材料(Csf/AZ91D),在变形温度为400~490℃、应变速率为0.001~0.1s-1、最大变形量为50%的条件下,研究了Csf/AZ91D复合材料的高温压缩塑性变形行为,观察了复合材料变形前后的微观组织,通过与基体镁合金对比探讨了镁基复合材料高温塑性变形机理。结果表明,复合材料在高温压缩过程中碳纤维发生了显着的偏转和折断,致使复合材料的应变软化现象较镁合金更为明显;短碳纤维细化了基体组织并增加了界面数量,使得复合材料表现出较高的应变速率敏感性;短碳纤维和晶界对基体强化作用随变形温度升高而减弱,而复合材料应力水平随变形温度增加而显着降低,表现出比镁合金更高的表观变形激活能。(本文来源于《特种铸造及有色合金》期刊2016年08期）
张钦差,陈明和,王辉,王宁,欧阳金栋[8]（2016）在《金属间化合物Ti2AlNb的高温变形行为和变形机理（英文）》一文中研究指出对金属间化合物Ti2AlNb基合金在加热状态下的变形行为和变形机理进行研究。首先,利用单向拉伸试验得到不同温度和应变速率下合金的真应力-应变关系;然后,通过拉深和弯曲试样得到合金的极限拉深比(LDR)及弯曲性能参数;最后,通过金相实验和断口形貌分析研究Ti2AlNb基合金在不同加热条件下的高温变形机制。结果表明:在750~950℃、应变速率0.001 s~(-1)的条件下,随着温度的升高,合金的伸长率从13.58%增大至97.82%,屈服强度从788 MPa降低至80 MPa;当温度达到950℃时,应变速率对合金的变形性能有明显影响。同时,在该温度范围内,材料发生由O相向B2和α2相的组织转变,从微观组织演变揭示了Ti2AlNb基合金塑性提高的变形机理。(本文来源于《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》期刊2016年03期）
周珊珊[9]（2015）在《（亚微米+微米）双尺寸SiCp增强镁基复合材料压缩变形行为及高温变形机理》一文中研究指出本文通过半固态搅拌铸造法制备出双尺寸(亚微米+微米)SiCpAZ91镁基复合材料，研究了双尺寸SiCp复合材料中不同体积比的增强相对基体显微组织和力学性能的影响规律。并对AZ91合金和S-1.5+10-8.5复合材料进行了热压缩实验，研究其高温变形行为。同时采用动态材料模型结合材料的不可逆热力学原理，得到了S-1.5+10-8.5复合材料的加工图，结合显微组织观察，优化和确定S-1.5+10-8.5复合材料的热加工工艺参数。结合光学显微镜和扫描电子显微镜揭示不同变形条件下显微组织的演变规律，分析合金和S-1.5+10-8.5复合材料的高温压缩变形机制。研究结果表明，SiCp的加入可以有效的细化基体晶粒尺寸。随着0.2umSiCp和10umSiCp体积比的增加，亚微米颗粒密集区（PDRs）增大，使基体的平均晶粒尺寸进一步降低。且0.2um SiCp的晶粒细化效果相对于10um SiCp的更为显着。S-1.5+10-8.5复合材料的屈服强度和极限抗拉强度明显高于只加入单一10um SiCp的复合材料，并且当0.2um与10um SiCp体积比为1.5:8.5时，材料的综合力学性能最高。S-1.5+10-8.5复合材料的增强机制主要为：位错强化机制、载荷传递作用、细晶强化机制和Orowan强化机制，其中，位错强化机制和细晶强化机制起主导作用。研究AZ91合金和S-1.5+10-8.5复合材料的高温压缩流变行为发现：当应变量固定时，随着变形温度的升高和应变速率的降低，合金和S-1.5+10-8.5复合材料呈现相同的变化趋势，即峰值应力和稳态流变应力均有所下降，且峰值应变也随之减小。采用双曲线正弦函数计算了合金和复合材料的高温压缩变形真激活能和应力因子敏感指数。发现合金和复合材料主要的变形机制均为位错攀移机制。且复合材料的表观激活能随变形温度和应变速率的升高而上升，这是因为DRX的程度随温度的升高而增大，就会需要高的功率扩散值和表观激活能。此外，由于应变速率的提高，复合材料的变形抗力增大，因此需要更多的能量来协调变形，这就会导致表观激活能的上升。采用动态材料模型，结合材料的不可逆热力学原理，计算得到S-1.5+10-8.5复合材料的加工图。根据S-1.5+10-8.5复合材料在不同温度和应变速率条件下的组织情况，验证了所绘制的S-1.5+10-8.5复合材料加工图的正确性和有效性。S-1.5+10-8.5复合材料的最佳热加工温度为370C，应变速率为0.001s-1,其在加工图中对应的功率耗散效率为38%。AZ91合金和S-1.5+10-8.5复合材料的显微组织与变形温度、应变速率和应变量有着密切的联系。对于AZ91合金，在压缩变形过程中组织由孪晶和动态再结晶共同组成。新晶粒的形核与孪晶之间以及孪晶与位错之间的相互作用有关。在变形过程中，S-1.5+10-8.5复合材料的DRX程度明显高过于合金的，但是其DRX平均晶粒尺寸却低于合金。这主要是因为微米和亚微米SiCp的加入可以有效地提高基体的位错密度，从而促进DRX形核，且亚微米SiCp对晶界的钉扎作用，又导致DRX晶粒不易长大。(本文来源于《太原理工大学》期刊2015-06-01）
吴云胜,彭以超,张麦仓,郑磊,董建新[10]（2015）在《5Cr9Si3钢的高温变形行为及流变应力异常变化机理》一文中研究指出通过不同热加工参数下的热压缩试验,研究了新型阀门钢5Cr9Si3的高温变形行为.5Cr9Si3钢在850~900℃和1000~1100℃温度区间内峰值应力分别随温度的升高而减小,而在900~1000℃温度区间内出现峰值应力随温度升高而增大的异常现象.进一步的微观组织及相结构演化分析表明:5Cr9Si3钢在900~1000℃温度区间内发生了由铁素体向奥氏体的转变,产生奥氏体相变强化;同时,随着变形温度的提高,碳化物的回溶造成碳元素和铬元素对5Cr9Si3基体固溶强化效果增强.相变强化和固溶强化是导致5Cr9Si3在900~1000℃温度区间内流变应力异常变化的主要原因.(本文来源于《工程科学学报》期刊2015年04期）
高温变形机理论文开题报告
（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：
本文以我国地质构造复杂、构造煤发育普遍的淮北煤田宿县矿区为重点研究区域,紧密围绕“煤韧性变形机理及地质控制作用”这一科学问题。在针对性的野外和矿井地质工作和相关实验测试的基础上,剖析了区域构造特征、矿区构造分区特征及其形成演化机制;基于井下煤体结构观测和测井曲线煤体结构解译,深刻剖析了不同构造分区构造煤发育特征;进一步结合构造岩方解石双晶古温度和差应力估算,揭示了煤变形的应力-应变环境和构造控制作用;深刻揭示了韧性变形构造煤形成的构造动力学机制和发育模式。系统开展了煤高温高压变形实验研究,通过韧性变形构造煤和实验变形煤形成的实验与地质控制因素的综合研究,揭示了宿县矿区烟煤韧性变形机理及地质控制作用。主要成果如下:(1)揭示了宿县矿区构造分区性及其变形特征。受徐宿逆冲推覆构造控制,将宿县矿区自E向W划分为变形逐渐减弱的4个构造分区。上覆系统宿东NNW向紧闭褶皱逆断层复杂构造区变形最为强烈;下伏系统宿南向斜SE翼褶断带复杂构造区具有“褶断组合、东西分异”的变形特征,构造变形较强;宿南向斜转折端为迭加褶皱构造区,受到NWW向次级宽缓褶皱的迭加改造;宿南向斜NW翼为单斜构造区,构造变形相对较弱。(2)提出了宿县矿区韧性变形构造煤形成的构造动力学机制及发育模式。宿县矿区煤层构造变形处于低温低压、自E向W水平挤压应力作用的应力-应变环境,也具有自E向W变形逐渐减弱的总体趋势。宿东NNW向紧闭褶皱逆断层复杂构造区煤体变形强烈,韧性变形构造煤发育普遍;宿南向斜SE翼褶断带复杂构造区,自E向W煤体变形逐渐减弱,强变形带中韧性变形构造煤发育;宿南向斜转折端迭加褶皱构造区,迭加褶皱对韧性变形构造煤的发育控制作用显着;宿南向斜NW翼单斜构造区,韧性变形构造煤仅局部发育。提出了顺层挤压所诱导的剪切应力韧性变形构造煤形成的动力学机制,以及“厚层、薄分层和夹矸层增强型顺层韧性剪切变形为主,剪节理和逆断层型斜向剪切变形为辅”的韧性变形构造煤发育模式。(3)揭示了实验变形条件对煤韧性变形的影响。基于韧性变形构造煤形成的应力-应变环境,系统展开了顺层剪切和顺层挤压应力作用的煤高温高压变形实验。通过软化实验,获得了多个煤级的软化温度,反映出低中煤级具有软化温度低和韧性较强的特征。揭示了煤在顺层和斜向剪切应力作用下,受到固体介质围限应变硬化和高温软化等因素的影响,由局部优势剪切韧性变形带向剪裂隙密度增加、规模变小的定向碎裂流动、塑性流变和揉皱等韧性变形过渡。(4)通过实验变形条件与地质环境的综合分析研究,揭示了煤韧性变形的地质控制机理,认为剪切应力是影响煤韧性变形的关键因素,围压和温度对煤韧性变形具有促进作用,导致煤定向碎裂流动及揉皱等韧性变形的发生;煤的低温软化性质、原始层状结构和介质力学性质差异是韧性变形重要的内在促进因素。在挤压应力作用下,由于派生的顺层和斜向剪切应力主要转化为应变能,使煤大分子结构形成次生结构缺陷以及应力缩聚的韧性变形。
（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。
高温变形机理论文参考文献
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