应变路径改变对T2纯铜和H62黄铜组织及性能的影响

摘要

本文以T2纯铜和H62黄铜为研究对象，进行拉伸—疲劳和疲劳—拉伸两种接续加载，两接续加载轴之间夹角φ选取两个典型值(0°和45°)。本文重点考察了拉伸—疲劳过程中应变路径改变对后续初始硬化率和饱和应力的影响；同时，也研究了疲劳—拉伸过程中，应变路径改变对后续屈服和流变行为的影响。拉伸试验的应变速率为5×10-3s-1，拉伸应变量分别为2﹪、5﹪和8﹪，疲劳试验采用恒塑性应变幅控制，εpl分别取2.0×10-4、5.0×10-4和1.0×10-3。力学试验后用光学显微镜和透射电镜观察金相和位错微观组织。研究结果表明： T2纯铜在拉伸—疲劳试验中，无论两接续加载方向的夹角是多少，预拉伸应变量明显影响初始循环硬化率，而对后续疲劳实验的饱和应力几乎无影响。φ=0°时对于小的拉伸预应变(小于或等于0.05)，预加载历史对后续疲劳过程中形成的饱和位错结构几乎无影响，但在相对较高拉伸预应变(0.08)下，拉伸形成的位错胞结构在疲劳加载过程中一直存在于一些晶粒中；φ=45°时试样的主要位错结构是胞结构和平行的墙结构。 T2纯铜在疲劳—拉伸试验中，疲劳预应变使后续拉伸的屈服应力明显升高，然而试样后续力学行为似乎只受应变路径改变幅度的影响(即两接续加载方向的夹角)，而与预先加载疲劳的塑性应变幅值无关。若接续加载拉伸应变量较小，疲劳预加载所形成的位错结构仍然保持，但在位错胞壁或脉络之间发现许多孤立的位错线；若接续拉伸至断裂，其位错结构与退火态无预加载直接拉断的试样基本相同。两接续加载方向之间的夹角不同，试样的微观结构基本相同。 黄铜层错能低于纯铜，位错的可动性不如纯铜，在相同塑性应变幅下循环加载H62的初始应力及饱和应力均明显高于T2纯铜。在拉伸—疲劳应变路径下，即使较高的预拉伸，材料仍表现出循环硬化的特性；在疲劳—拉伸应变路径下，疲劳预应变的应变幅大小几乎对接续拉伸的屈服和塑性变形行为没有影响。在塑性变形过程中，黄铜形成大量的形变孪晶。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章 文献综述

1.1引言

1.2不同应变路径下材料性能的研究概况

1.2.1单调拉伸

1.2.2单调疲劳

1.2.3应变路径改变对材料性能的影响

1.3本课题研究的意义及主要内容

1.3.1本课题研究的目的和意义

1.3.2本课题研究的主要内容

第2章 材料及试验方法

2.1试验材料

2.2试验设备及试验样品的制备

2.2.1试验设备

2.2.2试验样品的制备

2.3试验内容及方法

2.3.1不同应变路径的加载试验

2.3.2微观试验

第3章 预拉伸对T2纯铜循环形变行为的影响

3.1引言

3.2单调疲劳作用下T2纯铜的循环硬化特点

3.3预拉伸对T2纯铜疲劳性能的影响

3.3.1Ф=0°时材料循环应力-应变曲线对比

3.3.2Ф=45°时材料循环应力-应变曲线对比

3.4预拉伸对T2纯铜微观组态的影响

3.4.1Ф=0°时位错微观结构

3.4.2Ф=45°时位错微观结构

3.5本章小结

第4章 疲劳预应变对T2纯铜拉伸性能及组织的影响

4.1引言

4.2单调拉伸

4.3预疲劳对后续拉伸力学行为的影响

4.4预疲劳对后续拉伸微观组态的影响

4.5本章小结

第5章 应变路径改变对H62性能及组织的影响

5.1引言

5.2单级应变路径H62的力学行为

5.2.1单调疲劳

5.2.2单调拉伸

5.3两级应变路径下H62的力学行为及组织演化

5.3.1拉伸-疲劳

5.3.2疲劳-拉伸

5.4本章小结

第6章 结 论

参考文献

致 谢