室温ECAP%2B旋锻制备超细晶纯锆压缩变形行为研究

《室温ECAP%2B旋锻制备超细晶纯锆压缩变形行为研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西安建筑科技大学硕士学位论文室温ECAP+旋锻制备超细晶纯锆压缩变形行为研究专业：金属材料冶金制备科学与工程硕士生：杨成指导教师：刘晓燕副教授杨西荣教授摘要本文采用ECAP+旋锻的方法在室温成功制备了晶粒尺寸约为200-250nm的超细晶纯锆。研究了超细晶纯锆在准静态压缩和动态压缩条件下的力学行为、组织演变规律及绝热剪切带，对绝热剪切带内部温度进行了估算，使用Arrhenius模型和神经网络模型对超细晶纯锆本构模型进行建模。对超细晶纯锆进行准静态热压缩试验，温度范围为298-723K，应变速率范围为1

2、00-10-4s-1。超细晶纯锆准静态压缩真应力-真应变曲线呈明显的稳态流变特征。在变形开始阶段，应力随应变的增大而迅速升高，达到最大值后逐渐下降，最终进入稳态阶段。稳态流变应力随温度的升高而降低，随应变速率的增加而升高。超细晶纯锆的应变速率敏感性范围为0.028-0.132，高于粗晶，低应变速率和高温有利于提高超细晶纯锆的塑性。随着温度的升高和应变速率的降低，晶界逐渐清晰，明锐。超细晶纯锆组织内位错密度降低，晶粒逐渐长大，呈现明显的动态再结晶。对超细晶纯锆在室温下进行动态压缩试验，应变速率范围为80

3、0-4000s-1。超细晶纯锆的动态真应力-真应变曲线可以分为四个阶段：第一阶段为高加工硬化率阶段，第二阶段为应力塌陷阶段，第三阶段为持续加工硬化阶段，第四阶段为绝热剪切失效阶段。绝热剪切带的出现是超细晶纯锆失效的主要原因。超细晶纯锆在动态压缩条件下的断口呈现混合型断裂特征。在考虑热扩散效应的基础上估算出超细晶纯锆剪切带内部最高温度为592K。分别采用Arrhenius本构模型和人工神经网络模型建立了超细晶纯锆热压缩本构模型。超细晶纯锆准静态热压缩Arrhenius本构方程为：?̇=79261.68[

4、???ℎ(0.003902?)]17.18751???(−74.06993/??)西安建筑科技大学硕士学位论文Arrhenius本构模型和神经网络模型的R值为分别为0.966和0.999，AARE值分别为4.99%和0.556%。神经网络模型网络结构为3×12×12×1，模型稳定性，精确度均优于Arrhenius本构模型。关键词：超细晶纯锆；压缩性能；微观组织演化；绝热剪切带；本构模型西安建筑科技大学硕士学位论文CompressionDeformationBehaviorofUltrafineGrai

5、nedPureZirconiumProcessedbyECAPandRotarySwagingatRoomTemperatureSpecialty:ScienceandEngineeringofMetallurgyPreparationofMetalMaterialsAuthor:YangchengSupervisor:A.P.LiuXiaoyanProf.YangXirongABSTRACTUltrafinegrainedpurezirconium(UFGpureZr)withthegrainsiz

6、eof200-250nmwaspreparedbyECAP+rotaryswayingatroomtemperature.ThemechanicalbehaviorandmicrostructureevolutionofUFGpureZrunderquasistaticanddynamiccompressionwerestudied.Theinternaltemperatureintheshearzonewasestimated.Finally,theArrheniusmodelandtheneura

7、lnetworkmodelwereusedtoestablishtheUFGpureZrconstitutivemodelrespectively.Thequasistaticcompressiontestswereconductedinthetemperaturerangeof298-723Kandstrainratesof100s-1to10-4s-1.Theresultsshowthattruestress-truestraincurvesofUFGpureZrexhibittheobvious

8、steady-stateflowcharacteristics.Theflowstressincreasesrapidlywiththestrainattheinitialstagefollowedtobeconstantafterapeakvalue.Theflowstressinthesteady-statedecreaseswiththeincreaseoftemperatureanddecreaseofstrainrate.Strainrates