多晶材料晶间断裂及微晶材料形变与再结晶的晶界特征分布研究

摘要

该文采用重位点阵模型对晶界进行分类,并根据部分实验数据估算了不同晶界的临界断裂应力,在二维空赣单轴应力状态下模拟研究了具有一定织构特征的多晶材料中晶间裂纹扩展路径的变化。为定量比较分析裂纹情况,该文引入了裂纹扩展相关长度的概念。微晶材料中由于晶界占有很大份额,晶界对材料形变方式和再结晶温度的影响愈益明显。该文从晶界特征分布和晶粒取向分布的变化的角度研究了喷丸处理纯铜板的表层细晶化机制及等径角挤压纯铜试样中再结晶现象。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.1晶界结构理论

1.1.1晶界的位错模型

1.1.2重位点阵模型

1.1.3全同位移点阵

1.1.4结构单元模型

1.1.5重位晶界、近重位晶界及次级位错

1.2晶界特性与晶界结构

1.2.1晶界结构特征对塑性变形的影响

1.2.2晶界特征对高温变形的影响

1.2.3晶界偏析和沉淀与晶界结构

1.2.4晶间断裂与晶界结构

1.2.5晶界结构与再结晶

1.3晶界设计与晶界工程

1.4晶间断裂与晶界特征分布

1.5微晶材料中的晶界

1.5.1微晶材料晶界结构的研究

1.5.2微晶材料晶粒尺寸稳定性与晶界

1.5.3微晶材料的冷加工制备技术

1.6本文研究目的及内容

第二章晶界的统计表征方法

2.1单个晶界的表征

2.1.1晶界的自由度

2.1.2晶界差取向的表示

2.2晶界差取向的对称关系

2.3晶界差取向分布函数

2.4晶界特征分布

2.4.1重位晶界的确定

2.4.2晶界特征分布的计算

第三章织构材料晶间断裂敏感性的模拟

3.1晶粒形状的选取

3.2晶体取向的确定

3.2.1晶粒取向的高斯分布

3.2.2确定晶粒取向的数学模型

3.3晶界分类的确定

3.3.1特殊晶界的确定

3.3.2晶界断裂应力的推算

3.4材料失效的判定

3.5模拟程序框图及其说明

3.6模拟结果分析与讨论

3.6.1模拟结果的简化处理

3.6.2晶界临界断裂应力和晶界取向对晶间裂纹扩展的影响

3.6.3织构类型和强度对裂纹扩展的影响

3.6.4渗流理论对晶间裂纹扩展的解释

3.7本章小结

附录

第四章微细晶材料晶粒尺寸的线形分析方法

4.1物理宽化线形的测定

4.1.1实测线形与物理宽化线形

4.1.2富里叶变换法解物理宽化线形

4.2微晶尺寸与点阵畸变的测定

4.2.1晶粒大小和点阵畸变引起的谱线增宽

4.2.2近似函数法确定点阵畸变和晶块尺寸

4.2.3 WARREN-AVERBACH法确定晶粒尺寸

4.3本章小结

第五章工业纯铜的表面纳米化与织构演变

5.1实验方法

5.2实验结果

5.2.1晶粒尺寸与微畸变

5.2.2织构特征

5.3结果分析与讨论

5.4本章小结

第六章等径角挤压纯铜的再结晶现象研究

6.1等径角挤压的基本原理与实验方法

6.2实验结果

6.3结果分析与讨论

6.4本章小结

第七章结论

参考文献

致谢

攻读博士学位期间发表论文