納晶雙峰Cu-Ag材料的制備及本構(gòu)行為的研究.pdf

1、近些年來，納米晶材料因其獨特的機械性能和工程應(yīng)用前景引起了廣泛的興趣，但是和傳統(tǒng)粗晶多晶體材料相比，納米晶材料在室溫下通常表現(xiàn)為高強度、低延展性和低斷裂韌性，低延性已經(jīng)成為納米晶材料工程應(yīng)用的瓶頸。因此提出了許多方法用來提高納米晶材料的延展性，其中最有效的方法之一是建立晶粒尺寸服從雙峰分布的材料，即構(gòu)建納米晶雙峰材料，將微米級的粗晶粒嵌入在納晶基體中，其中納晶基體提供高強度，而粗晶?？梢蕴岣哐诱剐?。盡管有許多實驗集中于研究納晶雙峰材料的

2、本構(gòu)行為，但是建立理論模型進(jìn)行定量分析的研究工作比較少。
　　本文針對納晶雙峰材料的本構(gòu)行為，以納晶雙峰Cu-Ag材料為例進(jìn)行了研究。采用高溫高壓燒結(jié)方法制備了具有雙峰晶粒尺寸分布的納晶銅銀合金，利用SEM、XRD測試方法表征了雙峰銅銀合金的微觀結(jié)構(gòu)特點，并通過單軸拉伸測試研究了其拉伸變形行為。提出了一個新的納晶雙峰材料本構(gòu)行為的理論模型，綜合考慮了晶粒尺寸、粗晶體積分?jǐn)?shù)等因素的影響，同時也分析了在塑性變形過程中納米裂紋以及裂紋尖

3、端位錯的發(fā)射對本構(gòu)行為的影響。結(jié)合Taylor強度理論和Johnson-Cook塑性模型進(jìn)一步地研究了納晶雙峰材料的斷裂行為，定量地分析了其失效應(yīng)變，研究了應(yīng)變速率、溫度的影響。
　　研究結(jié)果表明：(1)采用高溫高壓燒結(jié)方法制備的納晶銅銀合金具有較高的抗拉強度(473.7MPa)和失效應(yīng)變(26％)，還具有良好的應(yīng)變硬化行為；(2)納晶雙峰材料的強度隨著納晶晶粒尺寸的減小而增加；當(dāng)粗晶體積分?jǐn)?shù)不變時，強度對粗晶尺寸的變化不敏感，強