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不同变形程度下冷轧纯铜的绝热剪切行为

中国有色金属学报 2021年第7期31卷 1809-1817页

作者：朱志成唐林王仁可肖柱贺昕陈志永中南大学材料科学与工程学院长沙410083 有研亿金新材料有限公司北京102200

沿冷轧纯铜板材法向取帽型试样,通过分离式霍普金森压杆(SHPB)进行动态剪切试验,借助光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)以及透射电子显微镜(TEM)分析手段,研究不同变形程度下冷轧纯铜的绝热剪切行为特征。结果表明:随应变率增大,试... 详细信息

沿冷轧纯铜板材法向取帽型试样,通过分离式霍普金森压杆(SHPB)进行动态剪切试验,借助光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)以及透射电子显微镜(TEM)分析手段,研究不同变形程度下冷轧纯铜的绝热剪切行为特征。结果表明:随应变率增大,试样对应峰值应力和流变应力增加,应变率硬化效应更为明显。不同应变量的试样均形成了绝热剪切带(ASB),且剪切带宽度的变化趋势一致;随应变量增加,过渡区的应变梯度增大,剪切带内形成了超细晶。剪切带内晶体〈110〉方向趋向于平行宏观剪切方向,晶体{111}面和{100}面趋向于平行宏观剪切面。基于旋转动态再结晶(RDR)机制,理论计算结果证实剪切带内发生再结晶的热动力学可行性。动力学计算结果表明,超细晶在变形后的冷却阶段没有发生明显长大。

关键词：绝热剪切带冷轧纯铜微观组织微观织构旋转动态再结晶

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冲击载荷下退火纯铜绝热剪切变形行为的研究

热加工工艺 2019年第22期48卷 19-22页

作者：张辉王仁可陈志永刘楚明中南大学材料科学与工程学院

采用金相显微观察、显微硬度测试、电子背散射衍射(EBSD)测试,研究了冲击载荷下退火纯铜绝热剪切变形后的微观结构以及显微织构特征。结果表明:在高应变率下,纯铜应力随应变增大而增大,表现出明显的的加工硬化效应。绝热剪切带很容易与... 详细信息

采用金相显微观察、显微硬度测试、电子背散射衍射(EBSD)测试,研究了冲击载荷下退火纯铜绝热剪切变形后的微观结构以及显微织构特征。结果表明:在高应变率下,纯铜应力随应变增大而增大,表现出明显的的加工硬化效应。绝热剪切带很容易与基体区分。剪切带内部显微硬度远高于剪切带外部区域。剪切带内部形成纳米级的超细晶。剪切区域内部晶体的方向平行于宏观剪切方向,晶体的{111}面以及{100}面平行于宏观剪切面。旋转动态再结晶可在剪切带内发生。

关键词：绝热剪切带显微硬度微观组织旋转动态再结晶

应变速率对TB6钛合金绝热剪切敏感性的影响

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矿冶工程 2024年第1期44卷 157-160页

作者：刘小刚郭正华郦逸凡姜丽红冯琛文南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063

在室温下采用分离式霍普金森压杆对TB6钛合金帽型试样进行动态加载,研究了应变速率对TB6钛合金绝热剪切敏感性的影响。结果表明,应变速率1950~2510 s^(-1)时,4组试样均表现出明显的应变硬化效应;在绝热温升作用下,4组试样均发生热塑失... 详细信息

在室温下采用分离式霍普金森压杆对TB6钛合金帽型试样进行动态加载,研究了应变速率对TB6钛合金绝热剪切敏感性的影响。结果表明,应变速率1950~2510 s^(-1)时,4组试样均表现出明显的应变硬化效应;在绝热温升作用下,4组试样均发生热塑失稳形成绝热剪切带;受冲击载荷和材料晶粒尺寸影响,基体和绝热剪切带之间的过渡区域变形梯度不明显;热剪切带内100 nm等轴晶的形成是旋转动态再结晶机制作用的结果。通过观察金相、表征绝热剪切敏感性及计算扩展能发现,TB6钛合金绝热剪切敏感性随应变速率增加而增加。

关键词：绝热剪切敏感性绝热剪切带应变速率旋转动态再结晶 TB6钛合金分离式霍普金森压杆

钛合金铆钉电磁铆接绝热剪切带微观组织演变规律研究

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钛合金铆钉电磁铆接绝热剪切带微观组织演变规律研究

作者：卢圳彬福州大学

学位级别：硕士

电磁铆接技术已广泛应用于航天航空制造领域。电磁铆接过程中,铆钉镦头以绝热剪切的方式产生变形,绝热剪切破坏是铆钉镦头开裂的主要原因。为了保证铆接质量,开展电磁铆接镦头绝热剪切带形成机制研究具有重要意义。本文以钛合金（TA1和... 详细信息

电磁铆接技术已广泛应用于航天航空制造领域。电磁铆接过程中,铆钉镦头以绝热剪切的方式产生变形,绝热剪切破坏是铆钉镦头开裂的主要原因。为了保证铆接质量,开展电磁铆接镦头绝热剪切带形成机制研究具有重要意义。本文以钛合金（TA1和TB2）为研究对象,通过数值模拟、工艺试验和微观组织分析相结合的方法,研究钛合金铆钉电磁铆接绝热剪切带微观组织演变规律,并揭示其形成机理。通过准静态压缩试验和霍普金森压杆试验,建立了TB2钛合金的Johnson-Cook本构方程。结果表明:在2000s-1下,屈服强度随着温度的升高而降低,出现明显的热软化现象;屈服强度随着应变率的增大而增大,当应变率达到3000s-1,试样发生破裂。基于Johnson-Cook材料模型,建立了电磁铆接全耦合模型;对电磁铆接过程中温度场、结构场和电磁场进行了分析。结果表明:试样中心区域温度达到再结晶温度;在室温低电压电磁铆接下,TA1和TB2钛合金中心区域温度分别达到了610℃和530℃。对TA1和TB2钛合金铆钉进行电磁铆接和准静态压缩试验,研究了加载速率和温度对铆钉变形行为的影响。结果表明:钛合金铆钉在准静态下拥有良好的塑性;随着应变率的升高,TA1和TB2铆钉的塑性下降。在低电压电磁铆接下,TA1和TB2铆钉最大变形量分别可达到45%和37.5%。钛合金最大变形量随着铆钉初始温度的升高而增大;当温度达到300℃,TA1和TB2铆钉最大变形量分别提高了10%和20%。采用光学显微镜（OM）对绝热剪切带进行金相组观察,结果表明:绝热剪切带的形成需要应变率和变形量都达到临界条件,TA1钛合金铆钉剪切带宽度明显小于TB2。随着变形的增加,剪切带越来越明显,剪切带宽度呈下降趋势;随着铆钉初始温度的增加,剪切带延缓形成,剪切带宽度有所增加。结合透射电镜（STEM）技术,对绝热剪切带的微观组织进行更微观的分析。结果表明:从剪切带边缘到中心,原始晶粒被纵向拉长,晶粒内观察到附生位错界面、几何必须界面和拉长的位错胞。晶粒内出现了位错塞积和缠结现象,位错密度下降;随着变形的增大,拉长的晶粒进一步破碎成取向各异的亚晶;最终在剪切带内形成等轴再结晶晶粒。钛合金铆钉绝热剪切带的形成符合旋转动态再结晶特征。

关键词：钛合金电磁铆接绝热剪切带 STEM 旋转动态再结晶

晶粒尺寸对两种镁合金高速冲击载荷下绝热剪切行为的研究

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晶粒尺寸对两种镁合金高速冲击载荷下绝热剪切行为的研究

作者：鄂玉清沈阳工业大学

学位级别：硕士

镁合金凭借其比强度高、比刚度高、易于机械加工等优点,在汽车,航空航天等领域有着较多应用。为了更充分的了解其在实际使用过程中高应变速率条件下的变形行为,有必要对其在动态载荷条件下的力学行为进行系统的研究。本文通过挤压剪切... 详细信息

镁合金凭借其比强度高、比刚度高、易于机械加工等优点,在汽车,航空航天等领域有着较多应用。为了更充分的了解其在实际使用过程中高应变速率条件下的变形行为,有必要对其在动态载荷条件下的力学行为进行系统的研究。本文通过挤压剪切和不同条件的热处理工艺,制备出三种晶粒尺寸的AZ31镁合金和ZK60镁合金,通过分离式霍普金森压杆装置对制备出的AZ31镁合金和ZK60镁合金柱状及帽状试样在不同应变速率下进行高速压缩实验。采用用光学显微镜(OM)、电子背散射衍射技术(EBSD)以及透射电镜(TEM)对试样高速变形后的微观组织进行观察。分析了不同晶粒尺寸AZ31镁合金和ZK60镁合金在高应变速率下的的变形机制和变形行为,以及晶粒尺寸对AZ31镁合金和ZK60镁合金绝热剪切行为的影响。结果发现,AZ31和ZK60镁合金在不同应变速率下均表现出明显的应变速率强化效应。3μm AZ31镁合金试样在高应变速率下的主要变形方式为锥面滑移,25μm AZ31试样和60μm AZ31镁合金试样在高应变速率下的主要变形方式为锥面滑移和{101 2}拉伸孪生,随应变速率的提高,组织内孪晶的数量逐渐增多,晶粒尺寸逐渐增大,当应变速率增加到1900s速率时试样发生断裂。3μm ZK60镁合金,12μm ZK60镁合金,25μm ZK60镁合金在高应变速率下主要的变形方式均为锥面滑移和{101 2}拉伸孪生。相同晶粒尺寸下ZK60镁合金的孪晶化程度要显著高于AZ31镁合金,它们的主要滑移方式有所不同,AZ31镁合金为锥面滑移而ZK60镁合金为锥面滑移。在强迫剪切载荷条件下,在三种尺寸AZ31镁合金帽状试样及3μm和25μm的ZK60镁合金帽状试样中均观察到了绝热剪切带的生成。通过对绝热剪切带的宽度及微孔洞、裂纹等的观察发现,三种尺寸AZ31镁合金与ZK60镁合金的绝热剪切敏感性均随晶粒尺寸的增加而增大。AZ31镁合金和ZK60镁合金的剪切区的显微硬度显著高于基体。在三种尺寸AZ31镁合金内观察到大量细小动态再结晶的生成,经计算可推断出这些细小的再结晶晶粒均是通过旋转动态再结晶(RDRX)形成的。

关键词： AZ31镁合金 ZK60镁合金变形机制绝热剪切旋转动态再结晶