题名 | 含氧难熔高熵合金的动态力学性能与变形机理研究 |
作者 | 刘尹 |
答辩日期 | 2024-05-17 |
文献子类 | 硕士 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 陈岑 |
关键词 | 难熔高熵合金,动态响应,间隙强化,变形机制,应变率效应 |
其他题名 | A Study on the Dynamic Mechanical Properties and Deformation Mechanisms of Oxygen-containing Refractory High-entropy Alloys |
学位专业 | 固体力学 |
英文摘要 | 难熔高熵合金在高温下具有稳定性和优异的力学性能,被广泛应用于航空发动机、高速列车、燃气轮机等领域的高温结构中。这些领域要求材料在高温、高 压以及高应变率下保持优异的力学性能和结构稳定性。研究表明,难熔高熵合金 的室温拉伸塑性较差,严重制约了其工程应用。通过在基体中添加间隙氧原子能 够极大地改善难熔高熵合金的准静态拉伸塑性,实现良好的强度-塑性匹配。然 而,含氧难熔高熵合金在高应变率下的力学性能与变形机理尚不明确。鉴于此,本文利用实验和理论相结合,研究了 TiZrHfNb 和(TiZrHfNb)98O2难熔高熵合金在高温、高应变速率下的动态剪切韧性、应变率效应、温度效应,建立了难熔高熵合金高应变率下的力学响应与微结构关系,主要结论如下: 第一,TiZrHfNb 中添加 2%的氧原子后,基体中会形成有序氧复合体结构。 在塑性变形时,有序结构会改变局部应力场,从而激活位错交滑移,促进位错增 殖。在动态剪切变形后期,材料往往会形成绝热剪切带而导致失效。 (TiZrHfNb)98O2 合金绝热剪切带周围塑性变形区较 TiZrHfNb 合金更大,滑移带 密度更高,表明在高应变率下有序氧复合体结构同样能够促进位错交滑移,提高 材料塑性变形能力。 第二,在773 K环境温度下,应变率为1x103 s-1~4x103 s-1范围内,TiZrHfNb 合金的压缩强度约0.7 GPa,(TiZrHfNb)98O2合金的压缩强度约1.0 GPa,均未表 现出明显的率敏感性。氧原子的添加显著提高了TiZrHfNb难熔高熵合金在高温 高应变率下的压缩强度。理论分析表明,采用传统的 Johnson-Cook 模型对 TiZrHfNb 合金的强度进行预测,理论值与实验值相差较大。采用幂函数对J-C模 型中应变率系数和温度系数进行修正后,理论与实验值误差小于2%。 |
语种 | 中文 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/95698] |
专题 | 力学研究所_非线性力学国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘尹. 含氧难熔高熵合金的动态力学性能与变形机理研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2024. |
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