低温表面机械研磨铜锗合金力学性能研究

发布时间：2022-02-26 15:55

　　具有梯度结构的材料可以在相当程度上解决材料强度-塑性匹配关系,在提高材料强度的前提下还能较好的保持材料的塑性。此外,由于梯度结构的独特性,还具有很好的表面耐磨性、抗疲劳等特性,因此在近些年受到了许多关注。但是,目前在有关梯度结构材料的制备、梯度结构材料的力学性能与微观组织以及变形过程中的力学行为等方面的相关研究还不够系统,依然存在许多问题。本文采用表面机械研磨处理（Surface mechanical attrition treatment,SMAT）方式在不同层错能的铜锗合金中制备具有梯度结构层（Gradient structure,GS）的试样。通过对铜锗合金（Cu-0.1 at.%Ge、Cu-5.7 at.%Ge和Cu-9.0 at.%Ge）在低温（77 K）下进行表面机械研磨处理,获得具有梯度结构的铜锗合金样品。经实验分析表明,梯度结构的存在极大的提高了材料的强度,并在相当程度上保存了塑性。透射电镜（transmission electron microscope,TEM）观测分析表明,经过表面机械研磨处理后的样品中,中等层错能（54 mJ/m²）的Cu-... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 铜及锗概述
        1.1.1 铜与锗的基本性质
        1.1.2 铜合金的应用
    1.2 金属材料的强化机制
        1.2.1 细晶强化
        1.2.2 固溶强化
        1.2.3 位错强化
        1.2.4 质点强化
    1.3 金属材料的塑性变形
        1.3.1 滑移及孪生
        1.3.2 金属材料的加工硬化
        1.3.3 提高材料塑性变形能力的方式
    1.4 梯度结构金属材料
        1.4.1 梯度结构的分类
        1.4.2 梯度结构材料的制备方法
        1.4.3 表面机械研磨制备梯度材料
        1.4.4 梯度结构金属的性能特点
    1.5 课题研究的意义及研究内容
        1.5.1 课题研究的意义
        1.5.2 课题研究的内容
第二章 实验的内容与步骤
    2.1 实验用原材料及预处理
    2.2 实验方案及内容
        2.2.1 实验方案
        2.2.2 表面机械研磨处理工艺
    2.3 力学性能测试
        2.3.1 显微硬度测试
        2.3.2 准静态拉伸实验
        2.3.3 应力松弛实验
        2.3.4 包辛格效应测试
    2.4 微观结构分析
        2.4.1 金相显微镜(OM)观察
        2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)观察
        2.4.3 透射电子显微镜(TEM)观察
第三章 低温表面机械研磨对不同层错能Cu-Ge合金的微观组织和力学性能的影响
    3.1 低温表面机械研磨处理Cu-0.1 at.%Ge合金的力学性能及显微组织分析
        3.1.1 力学性能分析
        3.1.2 微观形貌及组织
    3.2 低温表面机械研磨处理Cu-5.7 at.%Ge合金的力学性能及显微组织分析
        3.2.1 力学性能分析
        3.2.2 微观形貌及组织
    3.3 低温表面机械研磨处理Cu-9.0 at.%Ge合金的力学性能及显微组织分析
        3.3.1 力学性能
        3.3.2 微观形貌及组织
    3.4 低层错能的最佳屈服强度-均匀延伸率匹配
    3.5 本章小结
第四章 铜锗合金的背应力硬化及动态变形行为
    4.1 背应力的测试表征
        4.1.1 不同成分梯度铜锗合金的背应力硬化
        4.1.2 背应力硬化的微观机理
    4.2 应力松弛行为
    4.3 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
附录 攻读硕士期间发表论文及申请专利目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]梯度纳米结构材料[J]. 卢柯.  金属学报. 2015(01)
[2]纳米结构金属材料的塑性变形制备技术[J]. 陶乃镕,卢柯.  金属学报. 2014(02)
[3]纳米孪晶金属材料[J]. 卢磊,卢柯.  金属学报. 2010(11)
[4]纳米孪晶纯铜的极值强度及纳米孪晶提高金属材料综合强韧性[J]. 卢磊,陈先华,黄晓旭,卢柯.  中国基础科学. 2010(01)
[5]Ti/Al2O3梯度功能材料抗热震性能评价[J]. 王志,季英瑞,史国普.  济南大学学报(自然科学版). 2006(02)
[6]Surface Nanocrystallization （SNC） of Metallic Materials-Presentation of the Concept behind a New Approach[J]. Ke LU(State Key Laboratory for RSA, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110015, China)Jian LULASMIS, University of Technology of Thoyes, 10000, Troyes, France).  Journal of Materials Science & Technology. 1999(03)



本文编号：3644742