304不锈钢棘轮变形过程中的微观结构演化研究

论文摘要

尽管棘轮行为已有大量的研究成果,但是现有的棘轮行为研究都是对棘轮行为的宏观实验现象观察和唯象的本构描述,缺乏对棘轮变形微观机理的分析和基于变形微观机理的本构描述,因此,为了更深入地揭示棘轮变形的微观机理和物理本质,本文利用光学金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和透射电子显微镜(TEM)对304不锈钢单轴棘轮变形过程中的马氏体形态及位错组态及其演化过程进行了微观实验观察,通过实验主要得出以下结论：(1)：304不锈钢在棘轮变形过程中当棘轮应变超过一定值时,将发生应变诱发马氏体相变,形成的马氏体为板条马氏体状a马氏体。在进一步的循环过程中,随棘轮应变的增加,诱发马氏体逐渐增加；(2)：304不锈钢棘轮变形过程中存在诱发马氏体相变,并会产生相变诱发塑性。相变诱发塑性和应变与相变的交互作用会对总的棘轮变形产生一定的影响。在建立存在应变诱发相变过程的材料棘轮变形本构模型时,应该考虑相变诱发塑性对棘轮应变的影响；(3)：随着棘轮变形量的增加,材料内部的位错密度增加,位错组态逐渐由低密度的位错线和位错网向高密度的位错墙和位错胞变化,具有胞状位错结构的晶粒数量明显增加：(4)：观察也显示：位错组态及其演化过程明显依赖于循环加载方式,不同循环加载方式下(即拉压非对称循环、拉压对称循环和拉拉非对称循环)的位错组态和演化规律不尽相同,从而导致了不同的棘轮变形特征。整个变形过程中没有观察到亚晶结构的形成。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 近代塑性力学发展概况
• 1.2 金属材料棘轮问题研究现状概述
• 1.3 金属塑性变形的物理本质
• 1.3.1 单晶体的塑性变形
• 1.3.2 晶体滑移过程的实质
• 1.3.3 位错的运动及组态
• 1.3.4 多晶体塑性变形
• 1.3.5 金属中位错等微结构研究
• 1.4 现有研究存在的不足
• 1.5 本论文的主要工作
• 第二章 实验研究
• 2.1 宏观实验研究
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验方法与加载工况
• 2.2 微观实验研究
• 2.2.1 X射线衍射分析
• 2.2.2 透射电镜的分析方法及原理
• 第三章 实验结果分析
• 3.1 304不锈钢单轴棘轮行为
• 3.2 微观组织观察
• 3.2.1 光学金相、扫描电镜实验结果
• 3.2.2 X射线衍射实验微观组织观察
• 3.2.3 透射电镜结果分析
• 第四章 讨论
• 4.1 相变诱发塑性
• 4.2 棘轮应变与应变诱发马氏体
• 4.3 马氏体形核的位错机制
• 4.4 位错组态与棘轮演化
• 4.5 不同加载工况下的位错组态
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目