高應(yīng)變率下材料亞結(jié)構(gòu)特征及其變化規(guī)律的研究.pdf

1、納秒脈寬激光能誘導(dǎo)GPa級(jí)應(yīng)力和106-107/s級(jí)應(yīng)變率，本文借助納秒脈寬激光誘導(dǎo)的高應(yīng)變率應(yīng)力，結(jié)合透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)和χ衍射(XRD)等手段，研究奧氏體不銹鋼激光誘導(dǎo)晶粒超細(xì)化和材料亞結(jié)構(gòu)變化的特征及機(jī)理。 對(duì)比研究了不同激光加載模式和參數(shù)對(duì)激光誘導(dǎo)晶粒超細(xì)化的影響，結(jié)果表明，激光誘導(dǎo)峰值壓力大小和應(yīng)力分布是能否實(shí)現(xiàn)材料理想超細(xì)晶層的關(guān)鍵。采用黑色涂料為吸收層、激光誘導(dǎo)峰壓約2倍于靶材動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度和單次

2、激光加載技術(shù)，在2Cr17Mn15Ni2N不銹鋼表面形成平均晶粒尺寸0.5μm的平整、均勻、無燒蝕痕跡的晶粒細(xì)化層。分析認(rèn)為，在激光誘導(dǎo)的高應(yīng)變率和高于靶材動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度的應(yīng)力加載下，形變局域化區(qū)域發(fā)生熱塑失穩(wěn)，在垂直于激光誘導(dǎo)分切應(yīng)力方向形成長(zhǎng)條狀亞晶，為了滯留應(yīng)變，長(zhǎng)條亞晶發(fā)生縮頸和碎化，并發(fā)生動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)再結(jié)晶，致使晶粒超細(xì)化。 重點(diǎn)研究了激光誘導(dǎo)高應(yīng)變率加載奧氏體不銹鋼中形成的形變孿晶、顯微帶、滑移帶和位錯(cuò)等顯微亞結(jié)構(gòu)組織特征

3、。結(jié)果表明，激光誘導(dǎo)的峰壓不到2Cr17Mn15Ni2N和304L不銹鋼靶材孿生應(yīng)力的1/3和1/2時(shí)即有形變孿晶形成;兩種奧氏體不銹鋼中出現(xiàn)不同的顯微帶和位錯(cuò)形貌特征；高應(yīng)變率加載下奧氏體不銹鋼位錯(cuò)滑移形變符合面心立方金屬晶體學(xué)關(guān)系；沒有發(fā)現(xiàn)形變誘發(fā)馬氏體相。分析認(rèn)為，高應(yīng)變率加載孿生應(yīng)力不僅要考慮層錯(cuò)能和應(yīng)力加載方式等因素，還應(yīng)考慮應(yīng)變率因素，形變孿晶的形成只需不全位錯(cuò)微區(qū)運(yùn)動(dòng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料，孿生應(yīng)力隨應(yīng)變率增加而降低；層錯(cuò)能是決定顯