7075铝合金管绝热剪切带的微观结构及第二相对其自组织行为的影响

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1、分类号⋯⋯⋯⋯⋯UDC173502密级⋯⋯⋯⋯⋯⋯．编号二⋯⋯⋯⋯十I初大·警CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目．⋯Z．Q2量．焦金金管丝热．剪奶董鲍徽阻绪搀承⋯⋯一第三相对篡鱼缉终行煎的影施⋯⋯⋯学科、专业：⋯⋯⋯⋯⋯材料加王王壁⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯研究生姓名：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯奎太河⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯导师姓名及专业技术职务．⋯⋯⋯⋯⋯⋯撬一扬⋯熬撬⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯S：Lf．ji．一原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和

2、致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：垒垒!垒日期：呻、22学年上月二日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文

3、全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。中南大学硕上学位论文摘要借助于厚壁筒(Thick-walledcylinder，TWC)外爆压缩试验在7075铝合金圆管中获得绝热剪切带(Adiabaticshearbands，ASBs)。在金相显微镜下观察到两种形貌不同的剪切带，一种为形变带而另一种为转变带。部分剪切带已经发展为裂纹，裂纹往往从转变带而不是形变带演化而来。透射电镜观察发现转变带中部形成大小约为100nm以内的等轴晶，靠近基体为沿剪切方向拉长的晶粒，基体的晶粒要比剪切带内晶粒大两个数量级。计算表明剪切带内温度超过

4、了该合金的再结晶温度。剪切带内形成超细晶是因为发生了动态再结晶。剪切带内显微硬度远高于基体的硬度。通过金相观测了7075．T73状态铝合金圆管横截面绝热剪切带的自组织行为，ASBs首先在铝管内壁生成，沿最大剪切力方向螺旋向外扩展，并沿顺时针方向或逆时针方向呈周期性分布，但总体上沿顺指针方向的剪切带数目大约是逆时针方向的两倍；退火态样品在TWC试验相同条件下未形成剪切带。用ANSYS／LS—DYNA软件进行数值模拟，将结构分析和热分析结合起来，模拟了剪切带形成与发展的热力耦合演变过程；建立均匀形核和非均匀形核两种有限元模型，结果

5、表明非均匀模型与T73状态剪切带自组织现象的实验观测更加相近，非均匀模式下剪切带的间距大于均匀形核模型的间距，而且剪切带扩展方向的择优趋势更加明显；首次在非均匀模型下金属基体中引入两类质点(第二相)——硬质点和软质点，并模拟了其对剪切带的形核时间和扩展路径的影响：软质点使剪切带形核时间提前，应力塌陷首先发生在软质点所在区域，大多数剪切带穿越软质点：引入硬质点的模型中，剪切带扩展路径靠近质点而不是穿越质点；模拟中退火态和实验观测一样也未形成剪切带。在相同条件下，7075铝合金退火态剪切带形成需要跨越的能垒约为T73状态的2．5倍

6、，退火态不容易发生绝热剪切现象，这和实验以及模拟结果吻合。关键词剪切带，微观结构，自组织，7075铝合金中南人学硕士学位论文ABSTRACTAconsiderableamountofadiabaticshearbands(ASBs)wereobtainedbymeansofthethick-walledcylinder(TWC)externalexplosivecollapsetechnique．Twotypesofshearbandswithdifferentmorphologiesaredistinguishedonthe

7、crosssectionofthetubebymeansofopticalmicroscopy(OM)，whicharecalleddeformationbandandtransformationband，respectively．Cracksareconfirmedtodevelopfromthetransformationbandsratherthanthedeformationband．Transmissionelectronmicroscopy(XEM)investigationindicatesthatultrafi

8、negrains，withaveragesizelessthanlOOnm．areproducedatthecenterofthetransformationband．Attheedgeofthetransformationbandthegrainsareelongatedi