銅及其合金作為面心立方結(jié)構(gòu)材料,具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、耐腐蝕性以及延展性,是當(dāng)今電氣產(chǎn)業(yè)及電子元件制造業(yè)的熱門原材料之一,但是由于較差的硬度和強度性能使得銅及其合金材料的應(yīng)用與發(fā)展受到了限制;而鎂及其合金為密排六方結(jié)構(gòu)材料,具有更高比強度、更好的導(dǎo)熱減震性能,但是由于變形過程中基面織構(gòu)的存在導(dǎo)致鎂及其合金在室溫情況下難以進行形變,且目前鎂合金的塑性變形理論還不夠完善成熟,塑性加工技術(shù)發(fā)展的相對緩慢,限制了鎂合金的發(fā)展。因此,有必要對銅合金及鎂合金塑性變形方法進行深入系統(tǒng)的研究,從而探索出能夠有效改善材料綜合性能的工藝方法。金屬材料的力學(xué)性能與其微觀組織(晶粒分布和晶粒取向)密切相關(guān),而不同的變形方式以及再結(jié)晶條件對組織特征的演變規(guī)律則有著重要的影響�；诖怂悸�,本論文選用Cu-Ag合金、鑄態(tài)純Cu和鑄態(tài)AZ31鎂合金作為實驗材料,利用金相顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)和電子背散射衍射(EBSD)等微觀組織表征與分析方法,系統(tǒng)的研究了在液氮溫度下軋制變形對Cu-Ag合金微觀組織、織構(gòu)以及再結(jié)晶行為的影響;研究分析了退火過程中的外加載荷應(yīng)力對室溫冷軋后的Cu-Ag合金再結(jié)晶行為的影響作用;對純Cu試樣進行了室溫多向壓縮實驗,系統(tǒng)的分析了試樣變形后和再結(jié)晶后的織構(gòu)特征;通過對AZ31鎂合金進行室溫多向壓縮變形以及退火處理,研究多向壓縮對AZ31鎂合金的微觀組織以及力學(xué)性能的影響作用。主要實驗結(jié)果如下:1.Cu-Ag合金在液氮溫度軋制過程中,由于低溫軋制阻礙了位錯的運動,試樣內(nèi)積累了更高的位錯密度,因此相對室溫軋制試樣而言,材料的抗拉強度有所提高。試樣經(jīng)液氮溫度軋制90%后的織構(gòu)以S型和Brass型織構(gòu)為主。另外,液氮溫度軋制抑制了動態(tài)回復(fù)過程,因此使得試樣中的儲存能增加,提高了再結(jié)晶驅(qū)動力,從而降低了 Cu-Ag 合金的再結(jié)晶溫度。2.95%冷軋變形的Cu-Ag合金經(jīng)外加載荷退火的實驗結(jié)果表明,加載較小應(yīng)力(1OMPa)退火雖然抑制了材料的再結(jié)晶行為,但卻促進了再結(jié)晶Cube織構(gòu)的形成。另外,加載較大應(yīng)力(50MPa)雖然對再結(jié)晶過程中新晶粒形核的抑制效果更加明顯,但加快了晶粒長大,主要原因是由于較大的外加應(yīng)力已經(jīng)大于位錯滑移運動所需的臨界分切應(yīng)力,因此加載退火過程中產(chǎn)生了新的缺陷,從而提高晶粒長大的驅(qū)動力。3.在鑄態(tài)純Cu室溫多向壓縮后的金相測試結(jié)果中看到了“項鏈型”結(jié)構(gòu),說明壓縮過程中發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶。多向壓縮試樣的織構(gòu)在{111}極圖中呈對稱分布關(guān)系,主要由為 Goss{011}100、CubeTD{011}011以及 CubeND{001}110三種組分組成,而完全再結(jié)晶后并沒有出現(xiàn)Cube織構(gòu),這是由于試樣的三種形變織構(gòu)使得其他取向晶粒優(yōu)先形核與長大,并限制了 Cube取向晶粒的形核與長大。4.鑄態(tài)AZ31鎂合金在室溫多向壓縮過程中出現(xiàn)了退孿晶現(xiàn)象。隨著多向壓縮道次的增加,{0002}面衍射峰值先上升后下降,說明多向壓縮可以弱化AZ31鎂合金的{0002}基面織構(gòu)。AZ31鎂合金室溫多向壓縮10道次的試樣退火30min時已經(jīng)完全再結(jié)晶,4道次的試樣退火40min完成了再結(jié)晶,而單向壓縮試樣退火120min后依然是原始粗大晶粒與細(xì)小新晶粒共存的混晶狀態(tài)。另外,多向壓縮10道次的試樣再結(jié)晶后的晶粒尺寸最小且更均勻。5.由于室溫多向壓縮使得AZ31鎂合金晶粒內(nèi)部產(chǎn)生大量高密度的孿晶界,阻礙了位錯滑移,因此試樣出現(xiàn)了明顯加工硬化現(xiàn)象。此外,多向壓縮的晶粒細(xì)化作用使得AZ31鎂合金的室溫最大累積變形量達(dá)40%。完全再結(jié)晶后的壓縮測試結(jié)果表明,多向壓縮10道次試樣的力學(xué)性能明顯優(yōu)于單向壓縮試樣,抗拉強度和壓縮率分別提高了 26%和69%,而由于基面織構(gòu)的弱化導(dǎo)致試樣的屈服強度并沒有明顯的提高。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.11;TG146.22;TG339
【部分圖文】：

軋??日本學(xué)者Ｓａｉｔｏ?在］９９８時第一次提出的，對純鋁板和超低由于反復(fù)累積乳制過程中產(chǎn)生的摩擦力和軋制力，可將材料內(nèi)最終將原晶粒分割成細(xì)小的新晶粒。其具體的工藝示意圖如１．１工藝主要分四個步驟，首先是對材料進行表面處理，比如用用機械打磨的方法去掉樣品表面氧化層，然后將清洗后的板分，接著對材料進行軋前預(yù)熱處理，溫度不能高于材料的再軋制后兩塊板材疊在一起壓成原來一塊的厚度。??在實際生產(chǎn)中步驟簡單、晶粒細(xì)化的效果明顯，且對生產(chǎn)設(shè)備型軋機都可以運用該工藝進行生產(chǎn)，是經(jīng)濟有效的加工方式但是由于多道次反復(fù)軋制，隨著板材的累積應(yīng)變量越來越大，幾率也隨之增大，通常為了保證板材的質(zhì)量會減少疊乳次數(shù)，的組織與性能。所以，我們還需要針對ＡＲＢ工藝存在的問題可以通過設(shè)備改良以及控制加工過程而解決問題??

?１??疊軋??圖１．?１累積疊軋工藝原理示意圖｜１６］??Ｆｉｇ，?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｓｈｏｗｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ＡＲＢ?ｐｒｏｃｅｓｓ［１６］??－４?－??

圖１．４??［１６］??
【參考文獻】

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本文編號：2844321