超细晶结构材料制备方法研究

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1、摘要为探索一种高效率、低成本制备大块超细晶结构材料的新方法，本文按照摩擦压扭强变形区连续转移的总体思路，提出了两种具体的制备工艺：(1)适用于棒材的摩擦面热诱导转移法，(2)适用于板材的强冷搅拌摩擦工艺．本文从理论上分析了制备过程中热变形参数与工艺参数之间的关系，并采用计算机测试系统检测了制备过程中的工艺参数，讨论了它对摩擦面转移速度的影响。随后分析了细晶材料的外观形貌、金相组织及其透射电镜形态，并钡l量了细晶材料的宏观和微观硬度、拉伸性能、压缩性能、弯曲性能和阻尼性能。实验结果表明：(1)通过不平衡冷却的热诱导作用，实现了棒材摩擦界面的持续、稳定转移，得到了棒状超细晶组织；通过强玲搅拌摩擦

2、工艺进行细晶带合并，能够得到板状的超细晶组织．(2)摩擦转速、摩擦压力和变形温度对材料晶粒细化和硬化的影响效果显著。材料热物理性能决定了热诱导试验的参数选择，对于导热性差的材料应选用低转速和大压力。(3)变形温度和变形速率是获得超细晶材料的关键。摩擦面转移速度与输入功率之间存在正比关系．(4)在合适的工艺参数下，上述两种工艺均能够获得亚微米级的超细晶材料。(5)所研究的超细晶材料的硬度、塑性普遍提高，弹性模量有所提高，阻尼性能提高30％～50％，但强度未有明显提高．关键词：超细晶材料；晶粒细化：塑性；阻尼性能摩擦面热诱导转移法；强冷搅拌摩擦工艺秀北工业大学工学硬士学位论文AbstraCtAc

3、cordingtothephenomenonoffrictioninterfacetransferring，twotechniquesofprocessingultra-finegrainmaterialwereadvancedtodevelopnewmethodofpreparinglargebulkofultra-finegrainmaterialefficientlyandeconomically．Thefirstisthefrictioninterface血ermo—inducedtransfermethod(FIrDforcohmmpart，andthesecondisthecoo

4、lingfrictionstirprocessing(CFSP)forflatpart。nerelationshipbetweenthermo—deformationparametersandprocessingparameterswerediscussed．Duringthepreparingcourse，theprocessingparameterswerecollected新tllcomputertestingsystem．Andtheeffectoftheprocessingparametersontheinterfacetransferringvelocitywasstudied．

5、111eultra-freegrainsampleswereanalyzedentirelythroughitsappearance，metallographicstructureandSEMappearance；andwhosemaemscopicalhardness(HBS)，microscopicalhardness(HV)，tensilecapability，presscapabilityandinflectcapabilityweretestedtoo．Inaddition,theultra-freegrainmaterial’Sdampingcapacitywerestudied

6、aswell．Theresultsindicated：11nlefrictioninterfaceCantransfercontinuouslyandstablywiththeimbalancecoolingthermo-induce．Ulna-finegraincolumnpartCanbepreparedthroughit．Andultra-freegrainfiatpartcanbeobtainedthroughjointingseveralultra-fine酗stripsincoolingfrictionstirprocessing2)Therefined耐nsizeandtheh

7、ardeningresultaremostlyaffectedbytherotatespeed，thefrictionpressandthedeformafingtemperature．Thethermalconductivitydecidestheprocessingparameterschooshagforamaterial，suchasasamplematedalwinllOW廿lermalconduc