异步轧制Pb-Ca-Sn-Al合金晶界及晶界节点分形研究

摘要

铅合金作为铅酸蓄电池的板栅的主要材料，其耐腐蚀性能是决定蓄电池使用寿命的关键因素。晶界和晶界节点的种类、分布是影响材料耐腐蚀性能的重要因素。故如何描述晶界和晶界节点的种类、分布对研究材料性能十分重要。
　　为确定晶界节点是否可以采用分形来描述，本文以低碳钢冷轧薄板标样金相图为对象，利用Matlab数值分析软件编写了以盒维数法为原理的计算程序，探索了标样的晶界节点的分形维数是否存在。针对目前大多数计盒维数法在计算晶界、晶粒的分形维数时有效盒子尺寸范围的确定原则存在的缺陷，提出了一种新的确定有效盒子的尺寸范围的确定原则。利用该原则，计算了不同晶粒度、不同延伸率下标准样的晶界、晶粒的计盒维数。为探讨不同工艺参数对材料组织分形维数的影响，以Pb-Ca-Sn-Al合金为研究材料，设计了单因素试验，研究了不同轧制退火工艺参数下（压下率、异速比、退火温度、退火时间、退火张力）Pb-Ca-Sn-Al合金晶界节点、晶界分维的变化规律。同时针对简单分维的局限性，对Pb-Ca-Sn-Al合金的多重分形谱做了计算研究。
　　结果表明标准样的晶界节点分维是存在的。晶粒大小和延伸度对晶界节点、晶界分形维数以及对晶粒分形维数的影响并不一致。不同工艺参数下Pb-Ca-Sn-Al合金的晶界节点分形维数同样是存在的，晶界节点和晶界的分形维数变化趋势是一致的。同一工艺参数对Pb-Ca-Sn-Al合金简单分维和多重分维的规律影响是相同的。
　　晶界节点的分形是存在的，新的计盒原则能有效计算晶界以及晶粒的的分形维数。晶界节点、晶界以及晶粒的分维是存在一定联系的。简单分形和多重分形尽管描述角度不同，但二者都可以作为描述微观组织的有效方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 铅合金在铅蓄电池中的应用

1．2 组织分形的国内外研究现状

1．3 本课题的研究背景

1．4 本课题的研究内容和创新之处

第2章 标准样分形讨论

2．1 标准样晶界节点分形维数

2．1．1 分形简介

2．1．2 MATLAB图形预处理简介

2．1．3 标准样图形预处理

2．1．4 标准样晶界节点分形维数

2．2 计盒维数法确定有效盒子的新原则

2．2．1 晶粒盒维数中有效盒子的确定

2．2．2 晶界盒维数中有效盒子的确定

2．3 晶界节点、晶粒以及晶界分形维数之间的内在联系

2．3．1 标准样晶界节点分形维数

2．3．2 标准样晶粒分形维数

2．3．3 标准样晶界分形维数

2．3．4 三者之间的内在联系

2．4 本章小结

第3章 异步轧制Pb-Ca-Sn-Al合金分形

3．1 试验材料

3．1 试验设备

3．3 试验方案

3．4 试样制取

3．4 试验结果

3．4．1 Pb-Ca-Sn-Al合金晶界节点分形维数

3．4．2 Pb-Ca-Sn-Al合金晶界分形维数

3．5 结果分析

3．5．3 退火张力对Pb-Ca-Sn-Al合金分形的影响

3．6 本章小结

第4章 Pb-Ca-Sn-Al合金多重分形

4．1 多重分形基本原理

4．2 Pb-Ca-Sn-Al合金多重分形计算结果及分析

4．3 本章小结

第5章 结论

致谢

参考文献

附录