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金属学报  2010, Vol. 46 Issue (4): 458-465    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2009.00673
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高压扭转Cu试样微观组织的热稳定性分析
谢子令1;2; 武晓雷2; 谢季佳2; 洪友士2
1. 温州大学建筑与土木工程学院; 温州 325035
2. 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室; 北京 100190
ANALYSIS OF THE THERMAL STABILITY OF COPPER SPECIMENS DEFORMED BY HIGH–PRESSURE TORSION
XIE Ziling 1;2; WU Xiaolei 2; XIE Jijia 2; HONG Youshi 2
1. College of Architecture and Civil Engineering; University of Wenzhou; Wenzhou 325035
2. State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics; Institute of Mechanics; Chinese Academy of Sciences; Beijing 100190
引用本文:

谢子令 武晓雷 谢季佳 洪友士. 高压扭转Cu试样微观组织的热稳定性分析[J]. 金属学报, 2010, 46(4): 458-465.
, , , . ANALYSIS OF THE THERMAL STABILITY OF COPPER SPECIMENS DEFORMED BY HIGH–PRESSURE TORSION[J]. Acta Metall Sin, 2010, 46(4): 458-465.

全文: PDF(3519 KB)  
摘要: 

通过高压扭转对Cu试样施加不同程度的变形, 利用OM, TEM及差示扫描量热仪(DSC)对变形组织微观结构及其热稳定性进行了分析. 在较小的变形程度下, 变形组织为高位错密度的位错胞、亚晶组织, 试样的变形储能随变形量的增大而增大, 在切应变等于13时达到最大, 为0.91 J/mol, DSC曲线显示的放热峰随变形量的增大向低温方向偏移; 进一步变形, 动态回复加剧, 高位错密度的亚晶组织逐渐演化成无位错的等轴状晶粒组织, 试样的变形储能减小, 组织的稳定性提高. 显微硬度随退火温度的提高而减小, 晶粒的明显长大导致显微硬度急剧减小. 出现明显晶粒长大的温度较DSC曲线显示的放热峰起始温度低45℃左右, 这主要是由于变形组织的回复再结晶过程是退火温度与时间的函数,降低处理温度并延长处理时间能达到与高温短时处理相同的效果.

关键词 Cu 高压扭转(HPT) 微观结构 热稳定性    
Abstract

The thermal stability of Cu specimens subjected to high–pressure torsion (HPT) deformation with varying strains was studied by optical icroscope (OM), differential scanning calorimetry (DSC) and transmission electron microscope (TEM). It is found that cellular subgrains with high dislocation densities are firstly formed at a low strain level, some of the cellular subgrains are transformed into dislocation–free equiaxed grains at larger strains. A single exothermal peak between 150 and 250 ℃ is shown in DSC curves, corresponding to the heat release due to recrystallization and subsequent grain growth. With the increase of strain, the peak position is shifted to a lower temperature and then is leveled off, but the stored energy of cold work, calculated according to the area under a peak, increases with strain at relatively low strain level and reaches its maximum value of 0.91 J/mol at strain of 13. Further deformation induces the stored energy of cold work to decrease due to the dynamic recovery of microstructure. A large drop in hardness appears in as–deformed samples at a temperature 45 ℃ lower than the start temperature of the exothermal peak after isochronal annealing, indicating that the recrystallization and grain growth process is closely relatine to annealing time and temperatur.

Key wordscopper    high pressure torsion (HPT)    microstructure    thermal stability
收稿日期: 2009-10-12     
基金资助:

国家自然科学基金项目10721202, 10772178和50571110资助

作者简介: 谢子令, 男, 1978年生, 博士

[1] Valiev R Z, Islamgaliev R K, Alexandrov I V. Prog Mater Sci, 2000; 45: 103
[2] Zhilyaev A P, Langdon T G. Prog Mater Sci, 2008; 53: 893
[3] Wang J T, Kang S B, Kim H W, Horita Z. J Mater Sci, 2002; 37: 5223
[4] Huang C X, Wang K, Wu S D, Zhang Z F, Li G Y, Li S. Acta Mater, 2006; 54: 655
[5] Wu X L, Tao N R, Wei Q M, Jiang P, Lu J, Lu K. Acta Mater, 2007; 55: 5768
[6] Xie Z L, Wu X L, Xie J J, Hong Y S. Acta Metall Sin, 2008; 44: 803
(谢子令, 武晓雷, 谢季佳, 洪友士. 金属学报, 2008; 44: 803)
[7] Zhang K, Weertman J R, Eastman J A. Appl Phys Lett, 2005; 87: 61921
[8] Liao X Z, Kilmametov A R, Valiev R Z, Gao H S, Li X D, Mukherjee A K, Bingert J F, Zhu Y T. Appl Phys Lett, 2006; 88: 21909
[9] Schafler E, Kerber M B. Mater Sci Eng, 2007; A462: 139
[10] Jiang H G, Zhu Y T, Butt D P, Alexandrov I V, Lowe T C. Mater Sci Eng, 2000; A290: 128
[11] Pan J S, Tong J M, Dian M B. Foundation of Material Science. Beijing: Tsinghua University Press, 1998: 512
(潘金生, 仝健民, 田民波. 材料科学基础. 北京: 清华大学出版社, 1998: 512)
[12] Wang Y M, Jiao T, Ma E. Mater Trans, 2003; 44: 1926
[13] Humphreys F J, Hatherly M. Recrystallization and Related Annealing Phenomena. New York: Pergamon, 2004:11
[14] Zhang Y, Tao N R, Lu K. Acta Mater, 2008; 56: 2429

[1] 袁江淮, 王振玉, 马冠水, 周广学, 程晓英, 汪爱英. Cr2AlC涂层相结构演变对力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 961-968.
[2] 王宗谱, 王卫国, Rohrer Gregory S, 陈松, 洪丽华, 林燕, 冯小铮, 任帅, 周邦新. 不同温度轧制Al-Zn-Mg-Cu合金再结晶后的{111}/{111}近奇异晶界[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 947-960.
[3] 张德印, 郝旭, 贾宝瑞, 吴昊阳, 秦明礼, 曲选辉. Y2O3 含量对燃烧合成Fe-Y2O3 纳米复合粉末性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 757-766.
[4] 吴东江, 刘德华, 张子傲, 张逸伦, 牛方勇, 马广义. 电弧增材制造2024铝合金的微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 767-776.
[5] 冯艾寒, 陈强, 王剑, 王皞, 曲寿江, 陈道伦. 低密度Ti2AlNb基合金热轧板微观组织的热稳定性[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 777-786.
[6] 王寒玉, 李彩, 赵璨, 曾涛, 王祖敏, 黄远. 基于纳米活性结构的不互溶W-Cu体系直接合金化及其热力学机制[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 679-692.
[7] 刘满平, 薛周磊, 彭振, 陈昱林, 丁立鹏, 贾志宏. 后时效对超细晶6061铝合金微观结构与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 657-667.
[8] 万涛, 程钊, 卢磊. 组元占比对层状纳米孪晶Cu力学行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 567-576.
[9] 许林杰, 刘徽, 任玲, 杨柯. CuNi-Ti合金抗支架内再狭窄与耐蚀性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 577-584.
[10] 巩向鹏, 伍翠兰, 罗世芳, 沈若涵, 鄢俊. 自然时效对Al-2.95Cu-1.55Li-0.57Mg-0.18Zr合金160℃人工时效的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1428-1438.
[11] 杨超, 卢海洲, 马宏伟, 蔡潍锶. 选区激光熔化NiTi形状记忆合金研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 55-74.
[12] 韩冬, 张炎杰, 李小武. 短程有序对高层错能Cu-Mn合金拉-拉疲劳变形行为及损伤机制的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1208-1220.
[13] 冯迪, 朱田, 臧千昊, 李胤樹, 范曦, 张豪. 喷射成形过共晶AlSiCuMg合金的固溶行为[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1129-1140.
[14] 解磊鹏, 孙文瑶, 陈明辉, 王金龙, 王福会. 制备工艺对FGH4097高温合金微观组织与性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 992-1002.
[15] 朱小绘, 刘向兵, 王润中, 李远飞, 刘文庆. 290℃氩离子辐照对Fe-Cu合金微观组织的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 905-910.