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论文题目：表层纳晶化铝合金材料的微结构特征及微尺度力学行为研究

论文编号： lw200708171155268955

论文属性：硕士毕业论文

论文国籍：

论文语言：中文

登出日期： 2007-08-17

点击次数：755

论文字数：35214

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表层纳晶化铝合金材料的微结构特征及微尺度力学行为研究

摘要

形成具有纳米结构的表层而进行材料表面改性的技术称为表层纳晶化。表层纳晶化可显著提高材料表层相关性能。高能喷丸是剧烈塑性变形制备纳米材料的一种途径，通过高能喷丸可使得金属表层的晶粒尺寸减小到10nm的范围，且保持材料成分和相态不变。
对高能喷丸表层纳晶化后的LC4铝合金材料进行的微观结构观察表明，不同加工时间段的试样表层全部纳晶化，随时间的延长，纳晶化的深度增加（18～56mm），且晶粒尺寸随距表面的距离增大而增大；纳米晶的晶界基本上是有序的界面结构，但也存在不完整或无序的区域；多晶体中存在大量位错，晶粒内部也有少量位错存在，第二相在喷丸时起到了位错源的作用。
通过对表层纳晶化铝合金材料进行压缩实验研究获得了该材料的压缩应力应变曲线。通过与传统多晶材料的压缩应力应变曲线进行比较，充分显示出表面纳晶化材料的优势。与此同时，通过建立合理的微结构构元模型并采用应变梯度理论进行模拟，获得了对纳晶化材料的压缩应力应变曲线及尺度效应现象的有效分析和预测。
通过微压痕实验，对表层纳晶化铝合金材料进行了研究，给出了该材料的微硬度随压入深度的变化规律进而展示出尺度效应和几何效应，然后通过微结构构元模型和应变梯度理论对纳晶化材料微压痕实验中所表现出的尺度效应和几何效应现象进行了有效预测。在由微结构构元模型进行模拟时，对位错的穿晶行为采用晶界的等效塑性应变临界值准则。
关键词：喷丸，表层纳晶化，压缩应力应变曲线，纳米硬度，尺度效应和几何效应
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