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摘要等径角挤压（Equal Channel Angular Pressing, ECAP）作为剧烈塑性变形（Severe Plastic Deformation, SPD）的方法之一，可以有效细化晶粒，提高材料的力学性能。本毕业论文以纯镍（2N、3N、4N）为研究对象，通过EBSD对不同纯度镍大变形后微观组织检测，分析晶粒尺寸及晶界取向差分布与纯度之间的关系；对不同纯度的镍进行显微硬度、拉伸试验测试，分别建立了显微硬度、强塑性指标与挤压道次（应变）的关系曲线；最后通过DSC对不同纯度的大变形镍进行了热分析。发现杂质含量对大变形镍的组织细化及力学性能改变有显著影响。19251
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关键词 等径角挤压 纯镍 组织 力学性能 杂质
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title Investigation of microstructure and properties of pure nickel by severe plastic deformation
Abstract
Equal Channel Angular Pressing (ECAP) is one of severe plastic deformation (SPD) method which can refine grains effectively and improve the mechanical properties of materials. In the present work, different purity nickel (2N, 3N and 4N) were purchased for the study. The microstructures of them after large deformation were characterized by EBSD. The relationship of grain size, grain boundary misorientation distributions and purities were studied. The microhardness test and tensile test were conducted on samples with different ECAP passes. The curves of microhardness and tensile properties changed with ECAP passes were established. Finally, different purity nickel samples of large deformation were analyzed by DSC. It is found that impurity contents have a significant impact on grain refinement and mechanical properties of nickel by severe plastic deformation.
Keywords Equal Channel Angular Pressing; Nickel; Microstructure; Mechanical Properties; impurities
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 金属变形工艺 2
1.2.1 轧制法（Rolling） 2
1.2.2 剧烈塑性变形方法（SPD） 3
1.3 课题研究的内容、目标及创新性 7
1.3.1 课题研究内容 7
1.3.2 课题研究目标 8
1.3.3 课题的创新性 8
2 实验材料及方法 9
2.1 实验材料 9
2.2 实验路线与方案 9
2.1.1 实验路线 9
2.1.2 实验方案 10
2.3 实验设备 10
2.4 实验方法 10
2.4.1 ECAP 10
2.4.2 EBSD样品制备 11
2.4.3 显微硬度测试 11
2.4.4 拉伸力学实验 12
2.4.5DSC热分析实验 12
3 组织观察与分析 13
3.1 实验结果 13
3.2 小结 15
4 力学性能测试与结果分析 16
4.1 显微硬度分析 16
4.2 拉伸力学性能分析 16
4.3 总结与分析 19
5 DSC热分析实验与结果 20
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
1 绪论
1.1 研究背景
材料是当今社会的三大支柱之一，与人类生存，社会发展，科技进步密切相关。随着现代科学的迅猛发展，材料已经成为国家基础设施建设、国防建设和航天航空的重要组成部分，一个国家材料的发展更是代表了国力的强弱。
随着人口的增长，对资源的需求愈来愈高，而不可再生资源正面临着枯竭的危险。同时以矿产资源为主要生产来源的金属材料，在现阶段仍是无法代替的材料。随着社会的发展，人类对金属材料工作条件和性能的要求逐渐提升，我们不得不面对各种问题：怎样提高金属材料的综合力学性能，怎样解决传统材料比强度低的问题，怎样去提高合金材料使用寿命和保护贵金属材料资源……现如今的材料领域，各国科学家相继研究出了各种高强度新型材料和具有特殊功能的创新材料，各种新型材料的研究迅速兴起。然而在现实应用中，一些高强度材料常常发生意想不到的脆性断裂，研究表明这些脆性断裂大部分是在远低于材料强度极限的应力作用下发生的。所以高强度材料脆性断裂倾向性的增大限制了高强度材料的应用。因此，同时具有足够的塑性和韧性是实现高强度材料应用的必要条件[1]。