B4CP/Al復(fù)合材料綜合了B4C陶瓷顆粒與鋁合金基體的優(yōu)良性能,具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐磨損、良好的中子吸收能力等優(yōu)點(diǎn),是理想的中子吸收材料。但是,B4CP/Al復(fù)合材料大尺寸板材的制備加工技術(shù)一直是限制其發(fā)展的瓶頸,目前國(guó)內(nèi)核電站中所使用的中子吸收材料基本上都是從國(guó)外進(jìn)口。因此,為了打破發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)核電關(guān)鍵材料的技術(shù)封鎖,推動(dòng)我國(guó)核電工業(yè)安全高速發(fā)展,我國(guó)中子吸收材料的自主化研制勢(shì)在必行。本文以B4CP/6061Al復(fù)合材料為研究對(duì)象,圍繞復(fù)合材料大尺寸板材制備加工技術(shù)的幾個(gè)重要環(huán)節(jié),從復(fù)合材料的熱變形行為、熱加工工藝優(yōu)化、軋制變形過(guò)程數(shù)值模擬以及軋制板材的組織與性能研究等方面開(kāi)展了相關(guān)研究,并得到以下主要結(jié)論:通過(guò)等溫單道次熱壓縮實(shí)驗(yàn),并對(duì)熱壓縮實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行摩擦修正,構(gòu)建了考慮應(yīng)變補(bǔ)償?shù)牧髯儜?yīng)力本構(gòu)模型,該模型能夠很好的預(yù)測(cè)B4CP/6061A1復(fù)合材料的熱變形流變規(guī)律。B4C增強(qiáng)顆粒的加入,促進(jìn)了復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為,在較低的變形溫度與較高的應(yīng)變速率下即可發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。隨著變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒不斷長(zhǎng)大,平均晶粒尺寸以及大角度晶界的比例...

【文章頁(yè)數(shù)】：138 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 中子吸收材料的研究現(xiàn)狀
    1.3 B₄C/Al復(fù)合材料概述
        1.3.1 B₄C增強(qiáng)體的特性及應(yīng)用
        1.3.2 B₄C/Al復(fù)合材料的制備方法
        1.3.3 B₄C/Al界面反應(yīng)及相組成
    1.4 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料熱變形行為研究
        1.4.1 熱變形模擬方法
        1.4.2 熱變形本構(gòu)模型
        1.4.3 熱加工圖
    1.5 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料軋制變形行為研究
        1.5.1 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料軋制變形研究進(jìn)展
        1.5.2 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料軋制變形工藝優(yōu)化
        1.5.3 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料軋制變形數(shù)值模擬研究
    1.6 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料熱處理研究現(xiàn)狀
    1.7 研究目的、內(nèi)容及技術(shù)路線(xiàn)
        1.7.1 研究目的與意義
        1.7.2 研究?jī)?nèi)容
        1.7.3 技術(shù)路線(xiàn)
2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 熱壓縮實(shí)驗(yàn)
        2.2.2 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料軋制實(shí)驗(yàn)
        2.2.3 差式掃描量熱分析
        2.2.4 熱處理實(shí)驗(yàn)
        2.2.5 X射線(xiàn)衍射分析
    2.3 微觀組織分析
        2.3.1 OM分析
        2.3.2 SEM分析
        2.3.3 EBSD分析
    2.4 力學(xué)性能測(cè)試
3 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料熱變形行為研究
    3.1 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料熱變形流變應(yīng)力特征分析
        3.1.1 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料流變應(yīng)力曲線(xiàn)
        3.1.2 應(yīng)變速率對(duì)B₄C_P/6061Al復(fù)合材料流變應(yīng)力的影響
        3.1.3 變形溫度對(duì)B₄C_P/6061Al復(fù)合材料流變應(yīng)力的影響
    3.2 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料本構(gòu)模型的構(gòu)建與驗(yàn)證
        3.2.1 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料流變應(yīng)力的摩擦修正
        3.2.2 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料本構(gòu)模型的構(gòu)建
        3.2.3 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料本構(gòu)模型的驗(yàn)證
    3.3 熱變形條件對(duì)B₄C_P/6061Al復(fù)合材料微觀組織的影響
        3.3.1 變形溫度對(duì)B₄C_P/6061Al復(fù)合材料微觀組織的影響
        3.3.2 應(yīng)變速率對(duì)B₄C_P/6061Al復(fù)合材料微觀組織的影響
    3.4 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究
        3.4.1 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界條件
        3.4.2 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶穩(wěn)態(tài)應(yīng)變
        3.4.3 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶圖的建立
    3.5 本章小結(jié)
4 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料熱加工工藝研究
    4.1 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料熱加工圖的構(gòu)建
        4.1.1 熱加工圖構(gòu)建原理
        4.1.2 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料熱加工圖的構(gòu)建
    4.2 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料熱加工圖的分析
        4.2.1 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料熱加工工藝優(yōu)化
        4.2.2 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料失穩(wěn)區(qū)微觀組織分析
        4.2.3 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料安全區(qū)微觀組織分析
    4.3 本章小結(jié)
5 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料軋制變形有限元模擬及實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料軋制變形有限元模型的建立
        5.1.1 幾何模型的建立
        5.1.2 咬入條件的建立
        5.1.3 材料模型的建立
        5.1.4 邊界條件的設(shè)定
        5.1.5 單元類(lèi)型選擇及網(wǎng)格劃分
    5.2 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料軋制變形有限元模擬結(jié)果分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.2.1 不同工件結(jié)構(gòu)軋制過(guò)程有限元模擬結(jié)果分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.2.2 不同軋制溫度全包覆式軋制過(guò)程有限元模擬結(jié)果分析
        5.2.3 不同軋制速度全包覆式軋制過(guò)程有限元模擬結(jié)果分析
        5.2.4 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料最佳軋制工藝參數(shù)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
6 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料軋制板材組織與性能研究
    6.1 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料軋制板材的熱處理
        6.1.1 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料熱處理制度的選擇
        6.1.2 B₄C_P/6061Al復(fù)合材料熱處理結(jié)果分析
    6.2 包套軋制變形與熱處理對(duì)B₄C_P/6061Al復(fù)合材料組織與性能的影響
        6.2.1 包套軋制變形與熱處理對(duì)B₄C_P/6061Al復(fù)合材料微觀組織的影響
        6.2.2 包套軋制變形與熱處理對(duì)B₄C_P/6061Al復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
    6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3739682