7075铝合金和Ti-1300钛合金中的绝热剪切带自组织行为研究

摘要

对轴向分别与板材轧制方向成0°,90°和45°的7075铝合金圆柱形试样进行厚壁圆筒外爆压缩试验。分别观察和研究不同取样方向的试样中的剪切带的形貌和自组织行为特征,并利用Schmid取向因子理论进行了分析。结果表明取样方向对于多条剪切带形貌特征和剪切带形核,扩展过程中的自组织行为产生重要影响。在剪切带形核阶段,O°试样剪切带形核最多,剪切带发展均匀。90°试样中剪切带形核较早,但由于“屏蔽效应”明显,剪切带数量较少,剪切带扩展迅速。45°试样中剪切带形核较晚,在相似的应变下,与前两个试样形核数量差距较大。在随后的发展中,0°试样中剪切带继续增多,到后期数量最多,间距最小。90°试样中,“屏蔽效应”更加明显,在后期剪切带数量最少但剪切带发展最成熟。45°试样中剪切带形核率最大,但剪切带间距仍大于0°试样。
　　 通过热处理方法获得B单相结构,和不同α相含量和尺寸的α+B双相结构的三种Ti-1300钛合金组织结构。对三种不同组织结构的Ti-1300钛合金进行厚壁圆筒外爆压缩试验,研究了β单相结构,和不同Q相含量和尺寸的α+β双相结构的三种Ti-1300钛合金试样中的剪切带的形貌和自组织行为特征。结果表明:相组成对于多条剪切带形貌特征和剪切带形核,扩展过程中的自组织行为产生重要影响;三种试样中都出现剪切带交汇和分叉等现象,并且Q相对多条剪切带的扩展产生重要影响。在剪切带形核初期,三种试样中剪切带间距相差不大;但在相近的应变下,拥有α+β双相组织的试样中的剪切带已经扩展,并且α含量较少的α+β双相组织的试样中出现裂纹;单相β组织的试样中的剪切带扩展最快。由于α+β双相组织试样中的Q相在数量和尺寸上有一定差距,使得α含量较多的试样形核速率最大,α含量较少的试样中剪切带前期和后期相比并没有太多改变。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 绝热剪切的研究背景

1.2 自组织行为的概述

1.3 多条剪切带自组织行为研究进展

1.4 绝热剪切带的形成条件

1.5 材料的组织结构对绝热剪切带敏感性的影响

1.6 本论文的研究内容和意义

第二章 材料及实验方法

2.1 实验材料

2.2 炸药爆轰压缩厚壁筒实验

2.3 显微组织与结构观察

第三章 取样方向对剪切带自组织行为的影响

3.1 XRD织构分析

3.2 轧制7075铝合金板材金相组织

3.3 剪切带的形貌

3.3.1 0°试样中的剪切带形貌

3.3.2 90°试样中的剪切带形貌

3.3.3 45°试样中的剪切带形貌

3.4 自组织行为特征统计结果

3.4.1 剪切带的花样特征

3.4.2 取样方向对剪切带自组织行为影响的统计分析

3.4.3 讨论

第四章 相组成对剪切带自组织行为的影响

4.1 剪切带的形貌和组态

4.1.1 绝热剪切带的交汇现象

4.1.2 绝热剪切带的分叉现象

4.1.3 裂纹在绝热剪切带的扩展

4.1.4 不同基体组织对绝热剪切带扩展的影响

4.2 绝热剪切带自组织的观测与分析

4.2.1 剪切带的花样特征

4.2.2 不同的相组成对剪切带自组织行为的影响

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果