晶界工程技術在解決由晶界性能不足引起的材料失效問題中取得了重大的進展,但是形變熱處理工藝調控和優(yōu)化晶界特征分布的機理仍然不清楚,導致現有的晶界工程工藝優(yōu)化仍然依靠經驗和大量實驗摸索。因此,本文利用電子背散射衍射（EBSD）技術,研究了預變形量和退火溫度對工業(yè)純銅晶界特征分布以及形變熱處理過程中組織行為的影響。采用準原位EBSD實驗方案,對形變熱處理后試樣中的晶界演化過程進行了跟蹤觀察,獲得了純銅形變熱處理過程中的晶界結構演化過程,探討了晶界特征分布的優(yōu)化機制。通過研究預變形量和退火溫度在不同晶界工程工藝處理后的多晶銅中的晶界特征分布情況,研究了晶界特征分布隨形變量和退火溫度的變化關系。發(fā)現形變量一定時,特殊晶界比例一般隨著退火溫度的升高而提高,而退火溫度一定時,特殊晶界比例一般隨著形變量的增加先升高后降低,只有700℃-10%條件出現反常。600℃-10%工藝下,得到最優(yōu)的晶界特征分布,特殊晶界比例高達81.70%。通過對比不同工藝下的晶粒尺寸以及局域取向差分布確認了形變熱處理過程中發(fā)生的組織轉變行為,5%形變量樣品中主要發(fā)生回復過程,直到溫度達到700°C時才發(fā)生明顯的應變誘導晶界遷... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Σ3再激發(fā)模型示意圖[52]

碩士學位論文低應變下純銅中的晶界特征分布優(yōu)化機制研究9致一些能量較高的高ΣCSL晶界發(fā)生遷移，遷移過程中會遇到原本在材料中大量存在的退火孿晶晶界Σ3，從而使高ΣCSL晶界發(fā)生分解，生成低ΣCSL晶界。如圖1.2（a，b，c）所示為晶界遷移與晶界分解。移動中的高Σ晶界會與退火孿晶發(fā)生反應，生成大量的低Σ晶界。而圖1.2（d）所示為不同大角度晶界的分解反應。其中Σ27晶界分解成Σ3與Σ9晶界。Σ51分解成Σ17與Σ3晶界等。但是高ΣCSL晶界分解模型無法解釋在已經完成優(yōu)化的材料晶界特征分布中，主要的低ΣCSL晶界只有Σ3、Σ9和Σ27這三類晶界。圖1.2高ΣCSL晶界遷移分解示意圖[53]（a）-（b）TEM（c）示意圖（d）原理圖1.3.3非共格Σ3晶界理論王衛(wèi)國等人[54]在觀察Pb-Ca-Sn-Al合金的回復與再結晶過程中發(fā)現，兩個階段中Σ3晶界的形態(tài)是不同的。如圖1.3(a)可以看出，在材料的回復階段，所生成的Σ3大多是平直的共格Σ3晶界，此類Σ3能量很低，不易移動，一般都在隨機晶界網絡上，通過圖1.3(b)看出這類晶界不能有效的打斷隨機晶界網絡，因此無法優(yōu)化晶界特征分布，達不到晶界工程的效果，而在1.3(c)中，在再結晶階段所生成的Σ3晶界除了有少部分平直的共格Σ3之外，還有許多彎曲的，能量稍高的非共格Σ3晶界，此類Σ3比較容易遷移，在退火過程中與其他晶界發(fā)生反應，生成Σ3n晶界，提高低ΣCSL晶界的比例，并且可以打斷隨機晶界網絡，達到材料晶界特征分布。因此王衛(wèi)國等人提出，晶界特征分布的根源是彎曲的，可遷移的非共格Σ3晶界，在退火過程中發(fā)生移動，會與其他低ΣCSL晶界或者一般大角度晶界發(fā)生反應，生成低ΣCSL晶界，使其比例上升，優(yōu)化晶界特征分(d)(a)(b)(c)

1緒論碩士學位論文10布。非共格Σ3晶界理論只是說明了非共格Σ3會與其他晶界發(fā)生反應，打斷隨機晶界的連通性，但是特殊晶界團簇內部發(fā)生遷移反應的非共格Σ3晶界阻斷一般大角度晶界網絡連通性的原理目前仍不清楚。圖1.3非共格Σ3晶界模型[54]（a）-（b）回復階段晶界重構圖（c）-（d）再結晶階段晶界重構圖1.3.4特殊片段模型Shimada[55]對304奧氏體不銹鋼的研究中提出特殊片段模型（SpecialFragmentation），通過SEM發(fā)現在已經發(fā)生腐蝕的一般大角度晶界上，有些并未腐蝕的區(qū)域存在，這些區(qū)域都與退火孿晶相接觸，如圖1.4(a)，退火孿晶片段會與隨機大角度晶界發(fā)生反應，生成低ΣCSL晶界，阻斷晶界的連通性，阻礙腐蝕向內部擴展。因此大量的退火孿晶會與相接觸的隨機晶界發(fā)生反應，生成低ΣCSL晶界，提高其比例，優(yōu)化晶界特征分布。圖1.4隨機晶界上的退火孿晶片段SEM圖[55](a)(b)(a)(b)(c)(d)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]形變及熱處理對白銅B10合金晶界特征分布的影響[J]. 茹祥坤,劉廷光,夏爽,周邦新,馬愛利,鄭玉貴.  中國有色金屬學報. 2013(08)
[2]晶粒尺寸對冷軋退火純Cu晶界特征分布的影響[J]. 蔡正旭,王衛(wèi)國,方曉英,郭紅.  金屬學報. 2010(07)
[3]不同變形量冷軋工業(yè)純銅高溫退火的晶界特征分布[J]. 蔡正旭,王衛(wèi)國,方曉英,郭紅.  中國體視學與圖像分析. 2010(01)
[4]冷軋變形Pb-Ca-Sn-Al合金在回復和再結晶過程中的晶界特征分布[J]. 王衛(wèi)國,周邦新,馮柳,張欣,夏爽.  金屬學報. 2006(07)
[5]高溫退火過程中鉛合金晶界特征分布的演化[J]. 夏爽,周邦新,陳文覺,王衛(wèi)國.  金屬學報. 2006(02)

碩士論文
[1]形變熱處理對鎳基帶退火孿晶的影響[D]. 李龍飛.重慶大學 2015



本文編號：3318994