【摘 要】
：
层状异构金属材料是一种新型结构的金属材料。典型的层状异构组织是指金属材料内部由软相微米再结晶组织和硬相超细晶/纳米晶/纳米孪晶组织共同构成,软相微米再结晶一般呈现层状聚集且被硬相组织牢牢地包夹着,整个结构在空间尺度上展现出层状分布的特征。层状异构组织包含单金属层状异构结构和多金属复合层状结构。通过对金属材料进行层状异构化处理后,材料的强度和拉伸塑性匹配通常会得到了显著优化。本文首先分别选用两种层错
【基金项目】
：
国家自然科学基金项目； 江苏省研究生科研创新项目；
论文部分内容阅读
层状异构金属材料是一种新型结构的金属材料。典型的层状异构组织是指金属材料内部由软相微米再结晶组织和硬相超细晶/纳米晶/纳米孪晶组织共同构成,软相微米再结晶一般呈现层状聚集且被硬相组织牢牢地包夹着,整个结构在空间尺度上展现出层状分布的特征。层状异构组织包含单金属层状异构结构和多金属复合层状结构。通过对金属材料进行层状异构化处理后,材料的强度和拉伸塑性匹配通常会得到了显著优化。本文首先分别选用两种层错能相差较大的316L和304L不锈钢,利用传统的冷轧+退火工艺成功调控制备出层状异构组织,论文着重讨论316L不锈钢中层状异构组织的形成机制,并且分别对这两种层状异构不锈钢的拉伸变形机制进行探究,同时还进一步研究了层状异构316L不锈钢的冲击行为;另外,本文提出了采用新颖的扩散焊+轧制+退火工艺制备了层状异构铜/黄铜复合金属材料,并结合异构变形诱导强化理论揭示了其优异的力学性能的本质。主要研究成果如下:（1）结合85%压下量轧制和750℃-10 min退火工艺调控出具有优异强-塑性匹配的层状异构316L不锈钢。层状异构组织主要由残留拉长变形粗晶、层状分布的微米再结晶、纳米孪晶束以及纳米晶互相混合、交替层状堆叠而成。该不锈钢具有1 GPa的屈服强度、～10%的均匀延伸率以及～20%的断裂延伸率。层状异构316L不锈钢优异的强-塑性匹配主要归结于:不同微结构各自对强度和塑性的贡献是优异强-塑性匹配的根本,其中包含纳米晶对强度的贡献,再结晶晶粒对拉伸塑性的贡献以及纳米孪晶束的同时增强增韧作用;另外,层状异构组织中软/硬结构界面在协调变形过程中产生大量的几何必须位错,几何必须位错一方面提升了材料的加工硬化能力,有益于拉伸塑性的改善,另一方面大量在界面堆积的几何必须位错提供了额外的异构变形诱导强化作用,同时提高材料的屈服强度和拉伸塑性。（2）层状异构316L不锈钢,在保持1 GPa屈服强度的同时具有良好的抗冲击性能,其冲击吸收功（～1.75 J）可以达到原始粗晶态样品的65%。良好抗冲击抵抗性是纳米孪晶束、层状再结晶和应力诱导马氏体相变共同决定的。特别指出的是纳米孪晶束在断裂过程中产生的超深韧窝可以很好地吸收能量,在很大程度起到了提高冲击功的作用。（3）结合88%压下量轧制和700℃-15 min退火工艺调控出具有优异强-塑性匹配的层状异构304L不锈钢。层状异构组织主要由体积分数为～32%层状微米再结晶和体积分数为～68%的超细晶构成,它们呈现“三明治”状相互堆叠特征,微米再结晶和超细晶的平均晶粒尺寸分别为～3.2μm和～0.6μm。该层状异构不锈钢具有～820 MPa的屈服强度以及～32%的均匀延伸率。层状异构304L不锈钢优异的强-塑性匹配主要归结于:高的屈服强度取决于变形过程中软/硬界面处产生较高的异构变形诱导力;良好的拉伸塑性主要取决于软相和硬相中活跃的协调变形行为,即软相中的林位错、几何必须位错不断增殖以及硬相中持续的应力诱导马氏体相变行为。（4）通过扩散焊+轧制+退火工艺调控出具有优异强-塑性匹配的软/硬层状异构铜/黄铜复合金属。该材料中铜和黄铜组织存在着硬度的差异以及晶粒尺寸的差异。300℃退火处理层状异构铜/黄铜具有～390 MPa的抗拉强度以及～24%的均匀延伸率,400℃退火处理层状异构铜/黄铜复合金属具有～335 MPa的抗拉强度以及～36%的均匀延伸率,它们都显现出优异的综合强度和拉伸塑性。高的强度取决于硬相黄铜结构本身的高强度以及在拉伸变形过程中软/硬界面处产生了很宽的应变梯度（～10-20μm）,宽应变梯度有利于产生很高的异构变形诱导力,从而提高材料的强度;良好的拉伸塑性主要取决于界面附近软相中产生大量的几何必须位错塞积,额外的几何必须位错和粗晶铜中林位错增殖共同维持着高的加工硬化能力,从而增强了材料的拉伸塑性。
其他文献
随着手机、笔记本电脑等便携式电器的普及,以及近几年来互联网技术和新型智能化电子产品的快速发展,非挥发性存储器在整个半导体行业中有着不可替代的关键作用。目前市场上的非挥发性存储器以闪存（Flash）为主,占半导体存储器市场的很大份额。随着半导体技术不断向前推进,闪存遇到严重的技术瓶颈,科学界和工业界对下一代非挥发性存储器技术正在投入大量的研究。许多结果表明,阻变存储器（RRAM）是下一代存储器的有力
随着科学技术的发展,位置信息已经成为现代社会生活中不可或缺的基础性信息,车辆导航、手机定位、武器制导等都离不开精确的位置信息。传统的单一依靠卫星导航系统的方法已经不能满足实际的需求,卫星/惯性深组合导航已经成为导航领域的研究热点和最有前景的技术之一,深组合系统具有定位精度高、动态性能好、抗干扰能力强等优点。本文以国家自然科学基金和某国防重点项目为背景,以矢量接收机/惯性深组合导航系统为研究对象,主
随着5G通信技术的飞速发展,无线通信系统对天线的性能也提出了近乎苛刻的要求。高效率、宽带、高增益、低剖面、多功能已经成为现代毫米波天线的发展趋势。蓬勃发展的移动互联网应用市场,要求作为射频前端的天线在尽量不影响天线辐射性能的前提下,既在尺寸上做减法,又在功能上做加法,从而满足各类应用场景下对于移动性和功能性的需求。因此,本论文在现有小型化天线设计方法的基础上,针对现有设计方法存在的结构复杂、带宽窄
与相控阵雷达相比,MIMO雷达能够利用波形分集获得更好的参数识别、干扰抑制以及目标检测等方面的性能,受到了国内外雷达学者的广泛关注。利用波形分集带来的优势,MIMO雷达波束形成研究内容包括发射波束形成和自适应波束形成。目前,国内外学者对MIMO雷达波束形成的研究已经取得了一些成果,然而针对不同的工作环境,仍然存在一些问题尚未解决。其中,当发射导向矢量失配时,发射方向图将会产生畸变,降低发射方向图设
随着隐身技术的发展,雷达对于微弱目标检测能力的要求越来越高。对于线性调频（Linear Frequency Modulated,LFM）脉冲体制雷达,延长积累时间通常可以提高输出信噪比（Signal-to-Noise Ratio,SNR）,但是在长时间观测情况下,运动目标的回波能量会跨越多个距离单元,造成距离徙动现象。此外,机动目标的回波能量还会在慢时间维跨越多个多普勒频率单元,造成多普勒频率徙动
随着社交网站（例如,Facebook、You Tube、Instagram等）和数字电子设备（诸如数码相机、手机等）的普及,互联网上的视频、图像、文本等多媒体数据呈现爆炸式的增长,如何从海量多媒体数据中快速并且准确地搜索出用户所需要的多媒体数据变得极其具有挑战性。此外,多媒体数据往往使用高维的特征表示,不同的特征表示又具有不同的数据结构,由此产生的多媒体数据间的异构性也是一个难题。为此,如何有效地
随着摩登电子时代的发展,电子皮肤、可伸缩电路器件等柔性可穿戴的电子器件在我们日常生活中发挥着越来越大的作用。光电探测器作为一类传感器,可用来进行信息传输,在军事探测、生物传感、光通信等方面已经有了广泛应用,因此实现光电探测器的柔性可穿戴应用具有重要意义。实现柔性可穿戴主要有两种策略,构筑纤维状或者薄膜状的柔性器件。纤维本身具有轻质、柔韧并且容易编织的特点,可以实现可穿戴应用,因而构筑纤维状光电探测
非接触式生命体征探测雷达通过提取人体目标的生命体征信号以准确识别人体目标的位置、生理状态等参数。相比传统的非接触式视频、音频传感器,非接触式生命体征探测雷达因具有环境适应性好、穿透性强、无隐私问题等优势而成为现代雷达领域与生物医学传感领域的交叉研究热点。研究非接触式生命体征探测雷达对于居家健康监护及反恐救援等应用具有重要现实意义。然而,基于非接触式生命体征探测雷达的人体目标识别领域仍存在许多可改进
高精度水文预报是水旱灾害防御的重要技术保障。结合水文监测预报信息和数字孪生思想,构建了基于数字孪生的径流实时预测体系,并提出基于数字孪生的径流实时预测方法。体系以数字孪生拓扑结构为主体,以人工智能虚拟模型为核心,通过5个层次实现水文监测、水文预报和决策管理的密切耦合;方法以高效机器学习方法为主体预报模型,采用群体智能算法优选模型计算参数,同时通过数字孪生拓扑结构和实时监测信息来动态更新径流预测结果
物质系统的强光电离是光与物质相互作用过程中的一类重要现象,该现象体现了物质世界内部蕴藏的丰富结构。本文主要讨论包括从微观原子分子、团簇到宏观水介质、液滴再到大尺度水云的物质系统的强光电离过程。研究了原子和分子的强光电离过程。考虑到范德瓦尔斯二聚物强光电离在强场物理中的重要意义,研究了超短超强激光电离氙原子及其二聚物时光电子的动量分布和能量分布。研究发现了氙二聚物强光电离的光电子动量或能量分布相比原