微觀缺陷是金屬材料機械、物理性能的重要調控媒介。通過劇烈塑性變形引入高密度的微觀缺陷(如界面、位錯、空位等),金屬結構材料的機械強度能夠得到極大提高。依據上述策略,超細晶/納米晶金屬材料擁有數倍于傳統材料的高強度、高硬度。但與此同時,大量研究工作表明,高密度的微觀缺陷也引入了極高的存儲能,使得納米晶/超細晶金屬材料熱穩(wěn)定性變差,在服役過程中強度極易惡化,從而限制了實際工業(yè)應用。因此,如何設計并制備兼具高強度和高熱穩(wěn)定性的超細晶/納米晶金屬材料具有重大的科學與工程意義。作為一種國防、電力和交通工業(yè)中應用廣泛的金屬材料,Cu及Cu合金具有十分廣闊的研究及應用前景。本文基于微觀缺陷調控和Zr元素微合金化,結合多道次劇烈塑性變形、低溫軋制與時效工藝,制備得到了一種兼具高強度、高熱穩(wěn)定和高導電性的CuZr合金。并使用EBSD和TEM表征合金在制備過程中微觀組織的演化,通過等時和等溫時效工藝探究Zr及其偏析行為對上述Cu-Zr合金組織熱穩(wěn)定性的影響及機械物理性能的變化規(guī)律。其中研究的主要結論如下:(1)通過ECAP和ECAP+Cryo-Rolling工藝在0.07wt.%Zr的塊體Cu合金中獲得平...

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1納米尺度下的晶粒尺度和強度的關系：(a)不同材料納米尺度的1/2與強度關系[22]；(b)純銅[21]

碩士學位論文鋯微合金化對超細晶/納米晶銅組織和性能的影響3增加了對位錯在塑性變形中的阻礙，造成位錯在晶界后方滑移面上塞積，宏觀上形成強化[17-19]。但是材料的強度并不會隨晶粒尺寸的減小無限增加，每種材料都存在一個強度飽和值，當晶粒小于此飽和值對應的臨界尺寸，1/2與的正相關性....

圖1.2Cu-Zr合金的相關參數圖標:(a)Cu-Zr合金的二元相圖；(b)多種合金元素含量對Cu基體電阻率的影響曲線[41]

4]。1.2.4微合金化銅成分設計Cr和Zr都是常見的銅合金強化元素，一般用于集成電路、電阻焊電極等領域使用的高強高導銅合金[35-36]。其優(yōu)良特性歸功于Cr和Zr原子在析出過程中的交互作用[37]：Zr在細化Cr析出相的同時使其形狀更偏向于球形；同時Zr能提升Cu-Cr合金的....

圖1.3四種ECAP的變形路徑示意圖[52]

碩士學位論文鋯微合金化對超細晶/納米晶銅組織和性能的影響7圖1.3四種ECAP的變形路徑示意圖[52]1.4變形組織的演化機理從本質上說塑性變形中材料微觀結構的演化是內部缺陷產生和湮滅的結果�；�(slip)和孿生(twinning)是變形中常見的微觀演化機制，但兩者的存與否是競....

圖1.44N鎳室溫ECAP變形TEM組織(a)1道次;(b)12道次和(c)位錯胞演化機制主導的組織細化示意圖[57]

碩士學位論文鋯微合金化對超細晶/納米晶銅組織和性能的影響7圖1.3四種ECAP的變形路徑示意圖[52]1.4變形組織的演化機理從本質上說塑性變形中材料微觀結構的演化是內部缺陷產生和湮滅的結果�；�(slip)和孿生(twinning)是變形中常見的微觀演化機制，但兩者的存與否是競....

本文編號：3901113