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超细晶铜在退火与高温变形条件下微观结构的不稳定性研究

姜庆伟刘印王尧晁月盛李小武

金属学报

通过差示扫描量热仪(DSC)和显微硬度测试研究了等通道转角挤压(ECAP)制备的超细晶铜在退火条件下的热稳定性和硬度变化, 同时利用扫描电镜电子通道衬度(SEM--ECC)技术和透射电镜(TEM)研究了超细晶铜在室温到300 ℃的温度范围内分别在单向压缩和循环变形后的微观结构变化. 结果表明: 超细晶铜即使在低于再结晶温度退火条件下也会以缓慢渐进的方式发生逐步的再结晶和晶粒粗化, 该结构软化过程通过DSC随退火时间的响应曲线探测不到. 高温压缩下晶粒的粗化行为与应变速率有关, 应变速率越大, 粗化的局部化越明显; 应变速率越小, 更多的晶粒发生整体粗化. 高温循环加载促使晶粒粗化发生得更为显著、均匀, 在粗化的晶粒内可观察到一些典型的位错组态, 如墙结构和胞结构等. 另外, 利用最大晶粒尺度(Dmax)与平均晶粒尺度(Daver)的比值V定量讨论了不同高温变形情况下晶粒粗化的不均匀性.

关键词: 超细晶铜 , cyclic deformation , uniaxial compression , temperature , microstructure , grain coarsening

等径弯曲通道变形制备超细晶铜的热稳定性

王庆娟 , 张平平 , 杜忠泽 , 王静怡

材料热处理学报

室温下采用等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)C方式进行了纯铜(99.95%)12道次挤压变形。通过等温和等时退火,研究ECAP变形后铜的退火行为,并研究了等径弯曲通道变形和退火后纯铜的显微硬度和显微结构变化。分析了ECAP应变量、退火时间和退火温度对超细晶铜的再结晶行为、抗软化性能的影响。结果表明:ECAP变形后的超细晶铜在退火过程中,表现出不连续再结晶现象;ECAP降低了铜的热稳定性,变形道次越高再结晶温度越低。退火后稳态晶粒尺寸随变形道次的增加而细化,硬度值随变形道次的增加而增大,回归分析表明,晶粒尺寸与硬度之间的关系符合Hall-Petch公式。

关键词: 等径弯曲通道 , 超细晶铜 , 退火 , 热稳定性

循环形变对超细晶铜室温拉伸行为的影响

黄崇湘 , 吴世丁 , 李广义 , 刘腾 , 姜传斌 , 李守新

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.11.008

研究了循环形变处理对等通道转角挤压方法(ECAP)制备的超细晶铜(UFG-Cu)室温拉伸行为的影响.与制备态相比,循环形变处理后UFG-Cu的塑性变形行为发生了明显的变化,在应力-应变曲线上出现流变应力的平台区,在此区域没有应变硬化和颈缩发生,均匀延伸率由制备态的约2%提高到约6%.探讨了该阶段变形的机制以及导致这种变化的可能因素.

关键词: 等通道转角挤压 , 超细晶铜 , 循环形变 , 拉伸行为 , 均匀延伸

等径弯曲通道制备的超细晶铜的疲劳性能

王庆娟 , 徐长征 , 郑茂盛 , 朱杰武 , M.Buksa , L.Kunz

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.05.010

研究了等径弯曲通道(ECAP)变形后的超细晶T3铜在恒应力幅控制条件下的疲劳寿命和循环形变行为.通过扫描电镜观察了疲劳试样表面的滑移带,并利用电子背散射技术观察了疲劳前、后晶粒尺寸的变化.结果表明,超细晶T3铜具有较高的疲劳极限(σ-1=153 Mpa),是粗晶铜疲劳极限的2倍.在低周疲劳域内表现出疲劳软化,而在高周疲劳域内表现比较稳定的疲劳行为,甚至出现疲劳硬化.类似驻留滑移带(PSB)的剪切带与最后一次挤压的剪切面一致,剪切带的形成和晶界滑移是疲劳裂纹形核和疲劳断裂的主要原因.

关键词: 等径弯曲通道 , 超细晶铜 , 疲劳极限 , 剪切带

超细晶铜在退火与高温变形条件下微观结构的不稳定性研究

姜庆伟 , 刘印 , 王尧 , 晁月盛 , 李小武

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.07.017

通过差示扫描量热仪(DSC)和显微硬度测试研究了等通道转角挤压(ECAP)制备的超细晶铜在退火条件下的热稳定性和硬度变化,同时利用扫描电镜电子通道衬度(SEM-ECC)技术和透射电镜(TEM)研究了超细晶铜在室温到300℃的温度范围内分别在单向压缩和循环变形后的微观结构变化.结果表明:超细晶铜即使在低于再结晶温度退火条件下也会以缓慢渐进的方式发生逐步的再结晶和晶粒粗化,该结构软化过程通过DSC随退火时间的响应曲线探测不到.高温压缩下晶粒的粗化行为与应变速率有关,应变速率越大,粗化的局部化越明显;应变速率越小,更多的晶粒发生整体粗化.高温循环加载促使晶粒粗化发生得更为显著、均匀,在粗化的晶粒内可观察到一些典型的位错组态,如墙结构和胞结构等.另外,利用最大晶粒尺度(Dmax)与平均晶粒尺度(Daver)的比值V定量讨论了不同高温变形情况下晶粒粗化的不均匀性.

关键词: 超细晶铜 , 循环变形 , 单向压缩 , 温度 , 微观结构 , 晶粒粗化

等径弯曲通道制备的超细晶铜的疲劳性能

王庆娟 , 徐长征 , 郑茂盛 , 朱杰武 , M.Buksa , L.Kunz

金属学报

研究了ECAP变形后的超细晶紫铜在恒应力幅控制条件下的疲劳寿命和循环形变行为。通过电子背散射观察了疲劳前后晶粒尺寸的变化,同时通过TME观察了疲劳试样表面的滑移带。研究表明,超细晶紫铜具有较高的疲劳极限σ =153MPa,在低周疲劳域内表现出疲劳软化,而在高周疲劳域内表现比较稳定的疲劳行为,甚至出现疲劳硬化。类似驻留滑移带(PSB)的剪切带与最后一次挤压的剪切面一致,是疲劳裂纹形核和疲劳断裂的主要原因。

关键词: 等径弯曲通道 , ultrafine-grained copper , fatigue limit , shear bands

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