检索结果-内蒙古大学图书馆

当今，随着电子产品微型化和多功能化要求，焊点的宏观尺寸不断减小，单一焊点所承受的力学、电学以及热学载荷逐渐增加，多场耦合作用下焊点的可靠性问题日益突出。单一因素影响下的可靠性问题已经获得了广泛的研究，例如持久应力导致的焊点蠕变，高电流密度引起的电迁移问题等。然而，更符合焊点实际服役条件的多重因素耦合作用下的焊点服役行为研究相对较少。实际上，焊点在运行当中会同时承受高温、高电流密度及剪切应变的复杂情况。因此，电流密度和蠕变耦合作用下的焊点的失效行为是工业界和学术界重点关注的问题。\n 本课题以Cu/SAC305/Cu和Cu/Sn58Bi/Cu搭接焊点为研究对象，系统地研究了无铅焊点在蠕变和电迁移耦合作用下的失效机制。实验在恒定温度、恒定载荷以及不同电流密度的耦合条件下，通过对焊点电阻的数据采集，显微组织演变的观察，以及断口分析，探索了力、热、电场在焊点失效过程中的各自作用，并建立了焊点失效模型。\n 实验结果表明，高电流密度和蠕变耦合作用下焊点的寿命明显短于低电流密度和蠕变耦合作用下焊点的寿命。低电流密度和蠕变耦合作用下焊点可以承受更多的蠕变损伤累积，经受较大的塑性变形，焊点沿对角线方向断裂，断裂模式为韧性断裂，焊点失效以蠕变机制为主导。高电流密度作用下焊点受到电迁移作用，金属间化合物进入钎料基体内部，负极界面处空位浓度增加，正极界面处金属间化合物层增厚，焊点断裂模式由韧性转向脆性。焊点的失效位置在负极界面附近，失效机制以电迁移为主导。

关键词： Sn基无铅焊点失效机制显微组织演变断口分析电迁移耦合焊点蠕变

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7085铝合金的热变形组织演变及动态再结晶模型

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中国有色金属学报 2013年第1期23卷 44-50页

作者：陈学海陈康华董朋轩彭国胜陈送义中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中国南车集团株洲电力机车有限公司株洲412001

通过等温压缩实验,系统研究热变形参数(变形温度、应变速率及应变量)对7085铝合金热变形组织演变的影响。结果表明:升高变形温度以及降低应变速率,均有利于7085铝合金的动态再结晶发生,导致变形后的7085铝合金位错密度降低,再结晶晶粒... 详细信息

通过等温压缩实验,系统研究热变形参数(变形温度、应变速率及应变量)对7085铝合金热变形组织演变的影响。结果表明:升高变形温度以及降低应变速率,均有利于7085铝合金的动态再结晶发生,导致变形后的7085铝合金位错密度降低,再结晶晶粒尺寸增大;随着应变量的增加,变形后的合金位错密度降低,动态再结晶体积分数增大。采用线性回归方法建立包括峰值应变方程、临界应变方程、动态再结晶动力学方程以及动态再结晶晶粒尺寸方程的7085铝合金动态再结晶模型。

关键词： 7085铝合金热变形参数显微组织演变动态再结晶模型

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2A14铝合金热压缩变形流变行为研究

2A14铝合金热压缩变形流变行为研究

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作者：郭伦文中南大学

学位级别：硕士

摘要：2A14铝合金是A1-Cu-Mg-Si系锻造合金,具有强度高、热塑性好、锻造性好、工作温度高、焊接性能好等优点,主要用于制造高载荷工作条件下的结构锻件,广泛应用于航空航天及民用交通工具等领域。本文针对航空用大锻件2A14铝合金等温模... 详细信息

摘要：2A14铝合金是A1-Cu-Mg-Si系锻造合金,具有强度高、热塑性好、锻造性好、工作温度高、焊接性能好等优点,主要用于制造高载荷工作条件下的结构锻件,广泛应用于航空航天及民用交通工具等领域。本文针对航空用大锻件2A14铝合金等温模锻工艺问题,采用Gleeble-3500热模拟机对2A14铝合金进行等温热压缩实验,分析合金的流变应力曲线特点；在经修正的流变应力曲线基础上,建立并验证了合金的峰值与稳态流变应力本构模型；采用OM与TEM对合金变形后的组织进行观察,研究了合金的微观组织演变规律；基于动态材料模型绘制了合金的热加工图。主要结论如下： (1)基于摩擦与温度对流变应力影响的原理,修正了流变应力曲线。研究了热变形参数对2A14铝合金流变应力的影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增大,具有正的应变速率敏感性。采用线性回归的方法,建立了2A14合金的峰值与稳态流变应力本构模型,并对模型进行了验证。其中,合金的峰值流变应力本构模型为： ε=2.28545×1011[sinh(0.01689σ)]6.65exp[-173.4×103/(RT)] (2)探讨了2A14铝合金热压缩变形过程中的显微组织演变特点。变形温度与应变速率均对2A14铝合金的显微组织演变有重要影响。随着变形温度的升高和应变速率的减小,合金的软化机制逐步由动态回复向动态再结晶转变。合金中弥散分布的第二相粒子对位错和晶界的钉扎作用,在一定程度上抑制了动态再结晶的形核与长大。 (3)对2A14铝合金加工图及显微组织的分析表明：功率耗散值大于0.25的区域会发生动态再结晶,小于0.25的区域主要发生动态回复；失稳区出现在变形温度350～415℃、应变速率110s-1之间的区域。2A14铝合金用于等温精密模锻成形时,其最佳热加工条件为变形温度420～460℃,应变速率0.001s-1-0.01s-1。

关键词： 2A14铝合金热压缩变形流变行为本构模型显微组织演变动态再结晶加工图

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高强高导Cu-Cr-Zr合金的热变形行为研究

高强高导Cu-Cr-Zr合金的热变形行为研究

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作者：王静怡西安建筑科技大学

学位级别：硕士

Cu-Cr-Zr合金是高强、高导（导热、导电）时效强化型铜合金，由于其良好的力学性能和物理性能，使其在机械、国防和电子等诸多领域都有着广泛的应用。本文采用Gleeble-3500热模拟试验机对时效态和冷轧时效态Cu-Cr-Zr合金在服役温度下进... 详细信息

Cu-Cr-Zr合金是高强、高导（导热、导电）时效强化型铜合金，由于其良好的力学性能和物理性能，使其在机械、国防和电子等诸多领域都有着广泛的应用。本文采用Gleeble-3500热模拟试验机对时效态和冷轧时效态Cu-Cr-Zr合金在服役温度下进行了压缩变形行为研究，分析了热变形参数对两种状态Cu-Cr-Zr合金高温热变形行为的影响；并运用金相显微镜及透射电子显微镜，观察分析热变形过程中时效态和冷轧时效态Cu-Cr-Zr合金的显微组织变化规律。本文通过对两种状态Cu-Cr-Zr合金从室温至700℃，应变速率为0.0001s-1～0.1s-1条件下的热模拟实验，获得该合金的流变曲线。研究发现，Cu-Cr-Zr合金对变形温度和应变速率都较为敏感。当变形量一定时，随着变形温度的升高和应变速率的降低，合金的流变应力及峰值应力所对应的应变均减小。当变形温度在300℃500℃时，冷轧时效态合金的流变应力和硬度低于时效态合金；当变形温度在500℃700℃时，冷轧时效态合金的流变应力和硬度高于时效态合金。由两种状态合金的真应力-真应变曲线，确定了该合金在不同的应变速率、变形温度条件下的峰值应力，采用Arrhenius双曲正弦关系分析出Cu-Cr-Zr合金的流变行为，求得时效态合金的热变形激活能Q=311.43KJ/mol，冷轧时效态合金的热变形激活能=225.20KJ/mol，并建立两种状态Cu-Cr-Zr合金的流变应力本构方程。另外，通过对热变形过程中两种状态Cu-Cr-Zr合金的显微组织分析得出，合金晶粒变形程度与变形温度成正比，与应变速率成反比。对比分析两种状态Cu-Cr-Zr合金在热变形过程中析出相的变化规律可以发现，随着变形温度的升高，析出相颗粒不断聚集长大。当变形温度在300℃500℃时，冷轧时效态合金的析出相尺寸大于时效态合金；当变形温度在500℃700℃时，冷轧时效态合金的析出相尺寸小于时效态合金。

关键词： Cu-Cr-Zr合金热变形参数本构方程显微组织演变流变应力

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TC18钛合金的高温变形与蠕变行为研究

TC18钛合金的高温变形与蠕变行为研究

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作者：陈缇萦中南大学

学位级别：硕士

TC18钛合金属于近p型钛合金,具有高强度、高塑性、淬透性好、可焊性好等优点,因而适用于飞机的承力结构件。TC18钛合金构件一般通过模锻和等温锻造经多道次加工而成,合金组织和性能对变形参数十分敏感,且该合金多在高温承力状态下使用,... 详细信息

TC18钛合金属于近p型钛合金,具有高强度、高塑性、淬透性好、可焊性好等优点,因而适用于飞机的承力结构件。TC18钛合金构件一般通过模锻和等温锻造经多道次加工而成,合金组织和性能对变形参数十分敏感,且该合金多在高温承力状态下使用,蠕变过程中微结构与性能的变化影响合金结构件的安全使用。本文对TC18钛合金进行了热模拟和蠕变实验研究,通过计算合金变形参数建立了变形本构方程,并利用金相显微镜(OM)、X衍射分析仪(XRD)和透射电镜(TEM)对合金变形后显微组织进行了分析,研究了TC18钛合金高温变形行为与蠕变行为。研究结果如下： (1)TC18钛合金在两相区温度(700℃-800℃)变形时,真应力应变曲线出现明显软化特征。而当温度升高到p单相区(850℃以上),应变速率大于0.1s。时,合金变形曲线出现不连续屈服特征。计算得出TC18钛合金在α+β两相区平均激活能为288kJ/mol,在p单相区平均激活能为137kJ/mol. (2)建立了TC18钛合金不同应变条件下的加工图：随着应变量增加,TC18钛合金加工图中失稳区扩大。TC18钛合金在两相区低温区域(T=700℃-800℃)变形,合金组织中针状α相发生了球化,而在单相区较高变形速率(T=900℃-950℃,ε>0.1s-1)条件下变形,合金发生了p相动态再结晶。TC18钛合金在两相区高应变速率(T=700℃-750℃,ε>0.1s-1)条件下变形,组织中观察到绝热剪切带。 (3)TC18钛合金适宜热变形条件为T=700℃-850℃,ε=0.01s-1～0.001s-1与T=850℃-900℃,ε=1～10s-1。该合金热变形失稳区为T=700℃-750℃,应变速率为0.1s-1～10s-1区域。(4)当蠕变温度为400℃-500℃,应力为200MPa时,TC18钛合金蠕变激活能为123kJ/mol;应力为250MPa时,蠕变激活能为140k J/mol;应力为300MPa时,蠕变激活能为164kJ/mol。当蠕变温度为400。C,加载应力为200MPa-250MPa时,TC18钛合金变形应力指数为1.31；加载应力为250MPa-300MPa时,TC18钛合金变形应力指数为2.20。当蠕变温度为500℃,加载应力为200MPa-250MPa时,TC18钛合金变形应力指数为3.14；加载应力为250MPa-300MPa时,TC18钛合金变形应力指数为5.24。 (5)当蠕变温度为400℃,蠕变应力为200MPa时,蠕变机制为位错滑移；当蠕变温度400℃,蠕变应力为250-300MPa,位错滑移机制与位错攀移机制在蠕变过程中占主导地位；当蠕变温度为500℃,蠕变应力为200MPa时,蠕变机制为位错攀移与晶界滑移；当合金蠕变温度为500℃,蠕变应力为250MPa-300MPa时,位错攀移在蠕变过程中占主导地位。

关键词： TC18钛合金高温变形蠕变显微组织演变

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TiH2/SiC复合粉末的搅拌球磨及其烧结行为研究

TiH2/SiC复合粉末的搅拌球磨及其烧结行为研究

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作者：张小虎湖南大学

学位级别：硕士

钛合金因其具有密度小（4.505g/cm3），比强度、比刚度高等一系列优点，而得到越来越广泛的应用。细化其晶粒不仅可以使材料获得更高的强度而且可以使材料获得高应变速率超塑性或低温超塑性，并提高合金的加工性能。本实验采用SiC作为... 详细信息

钛合金因其具有密度小（4.505g/cm3），比强度、比刚度高等一系列优点，而得到越来越广泛的应用。细化其晶粒不仅可以使材料获得更高的强度而且可以使材料获得高应变速率超塑性或低温超塑性，并提高合金的加工性能。本实验采用SiC作为增强颗粒，通过搅拌球磨法制取高品质TiH2/SiC原料粉末，研究其中的球磨规律，并在此基础上结合真空烧结技术对所获得的球磨复合粉末的烧结行为开展系统研究，为后续细晶钛合金的短流程、低成本制造奠定基础。采用搅拌球磨法制备复合粉体，研究了球磨转速、球磨时间对TiH2/SiC粉末粒度及分布、烧结试样的密度及晶粒度、SiC颗粒形貌与分布的影响。结果表明：在500～700r/min的转速范围内，粉末粒径随着球磨转速的增加呈现出先减小后增大的规律；当球磨转速为600r/min时，粉末粒径随着球磨时间的增加而逐渐变小，并且分布越来越均匀；随着球磨时间的增加，含1.5%SiC的生坯在不同温度（950℃、1000℃、1050℃、1100℃）于真空(真空度1～5×10-3Pa)条件下烧结3h所得烧结试样的密度先减小后增大，烧结试样内钛晶粒逐渐细化且晶粒尺寸分布更为均匀。最终确定的最佳球磨工艺为：球料比9:1，以600r/min的球磨转速球磨8h。采用单向压制对球磨粉末进行生坯压制，通过研究SiC/TiH2球磨粉末的压制行为，确定了最佳的成形剂及加入量，并优化坯样压制方式与脱脂工艺。结果表明：成形剂加入量在2%5%时，随着加入量的增加生坯的密度呈现出先增大后减小的规律；在70MPa350MPa的压力范围内，压坯的致密度随压制压力的增加而升高，但是压力过高会导致压坯出现层裂、掉边等缺陷。最终确定以聚乙二醇作为成形剂，硬脂酸作为压模润滑剂，成形剂加入量为4%，压制压力在150Mpa左右，可以获得优质的压坯。研究了烧结工艺和SiC含量对试样密度、显微组织的影响，结果表明：烧结温度越高、烧结时间越长则试样致密度越高，晶粒越大；SiC会对试样的烧结致密化产生阻碍作用，碳化硅含量越高则烧结致密度低，但烧结试样的晶粒粒径会随着碳化硅含量的增加而减小。选取1%SiC加入量，在真空(真空度1～5×10-3Pa)条件下1050℃×3h可以获得密度为4.69g/cm-3，平均粒径为4μm且组织均匀的烧结试样。

关键词：颗粒增强超细晶搅拌球磨真空烧结显微组织演变

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7085铝合金单向压缩与多向自由锻变形过程实验及仿真研究

7085铝合金单向压缩与多向自由锻变形过程实验及仿真研究

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作者：贾乐中南大学

学位级别：硕士

7085铝合金是新一代超高强铝合金,由于比强度高、良好的断裂与腐蚀性能应用于制备航空航天大型整体锻件。目前,对于7085铝合金本构方程,变形与固溶再结晶行为以及多向锻造工艺条件对组织性能的影响规律尚缺乏研究,制约了7085铝合金锻件... 详细信息

7085铝合金是新一代超高强铝合金,由于比强度高、良好的断裂与腐蚀性能应用于制备航空航天大型整体锻件。目前,对于7085铝合金本构方程,变形与固溶再结晶行为以及多向锻造工艺条件对组织性能的影响规律尚缺乏研究,制约了7085铝合金锻件组织与性能的精确调控。本文采用等温热压缩实验,研究了均匀化炉冷态7085铝合金的热变形行为,建立了均匀化炉冷态7085铝合金的本构方程；利用金相显微镜与透射电镜等观察手段,研究了7085铝合金变形态与固溶时效态显微组织演变行为,建立了形变-固溶再结晶图。结合多向锻造实验、有限元模拟仿真分析和力学性能测试,揭示了7085铝合金锻件多向锻造条件对形变再结晶组织和性能的影响规律。 (1)研究了均匀化炉冷态7085铝合金等温热压缩流变应力的变化规律,建立了热变形本构方程。结果表明：在变形温度为350～450℃、变形速率为0.001～0.1s-1和应变量为0～0.6条件下,该合金流变应力在变形初期随着应变的增加而迅速增大,出现峰值后逐渐软化进入稳态流变；随着变形温度的升高和应变速率的降低,峰值流变应力降低。采用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系描述合金的流变行为。分析和建立了应变量与本构方程参数(激活能、应力指数和结构因子)的关系,研究发现本构方程参数随应变量的增加而减少。合金在不同热变形条件下的流变软化行为与合金动态回复和第二相粒子固溶相关。 (2)研究等温热压缩变形温度、变形速率对7085铝合金变形态和固溶时效态显微组织的影响规律,揭示了热变形条件对显微组织、再结晶和性能的影响规律,建立7085铝合金形变-固溶再结晶图,确定以回复占主导因素的变形温度和应变速率的范围,为抑制7085铝合金再结晶、提高材料综合性能提供基础。 (3)在建立本构方程和再结晶图的基础上,结合实验和有限元模拟仿真,确定了锻造温度对7085铝合金多向自由锻件组织和性能的影响。利用DEFORM-3D软件模拟7085铝合金多向自由锻件锻造过程,分析了锻件多向锻造过程中温度场、等效应变、损伤值的变化规律,揭示了7085铝合金锻件多向锻造温度对形变-固溶再结晶组织和性能的影响规律,确定最佳锻造温度条件。

关键词： 7085铝合金多向锻造 DEFORM-3D 本构方程显微组织演变再结晶图

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自蔓延高温合成层状Ti_3SiC_2陶瓷的显微组织演变

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中国陶瓷 2007年第9期43卷 30-32,16页

作者：李建伟肖国庆王晓峰洛阳工业高等专科学校材料工程系洛阳471023 西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055

本文采用燃烧波前沿淬熄法研究了层状Ti3SiC2陶瓷在自蔓延高温合成(SHS)过程中的显微组织转变过程。用扫描电子显微镜观察了SHS反应中其显微组织的转变过程,用能谱仪分析了各微区的成分变化,测量了燃烧温度TC,并通过XRD分析了燃烧产物... 详细信息

本文采用燃烧波前沿淬熄法研究了层状Ti3SiC2陶瓷在自蔓延高温合成(SHS)过程中的显微组织转变过程。用扫描电子显微镜观察了SHS反应中其显微组织的转变过程,用能谱仪分析了各微区的成分变化,测量了燃烧温度TC,并通过XRD分析了燃烧产物的相组成。研究结果表明,层状Ti3SiC2陶瓷自蔓延高温合成(SHS)的反应机理为溶解—析出机制,Ti粉与Si粉的固态扩散导致低熔点Ti-Si溶液形成,Ti、Si、C粉粒逐渐向Ti-Si溶液中溶解,当溶液中的Ti、Si、C浓度饱和时,从中析出TiC、SiC颗粒。最后TiC和SiC与剩余的熔融Ti通过固—液反应转化生成最终产物Ti3SiC2。

关键词：自蔓延高温合成 Ti3SiC2陶瓷燃烧波前沿淬熄法显微组织演变

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