【摘 要】
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纳米结构材料具有独特的微观结构和优异的力学性能。剧烈塑性变形技术可使金属材料的晶粒细化至纳米尺度,获得无污染、无缺陷及体致密的理想纳米材料。利用表面机械研磨处理(
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纳米结构材料具有独特的微观结构和优异的力学性能。剧烈塑性变形技术可使金属材料的晶粒细化至纳米尺度,获得无污染、无缺陷及体致密的理想纳米材料。利用表面机械研磨处理(SMAT)技术可实现材料表面纳米化以提高整体性能。密排六方结构(HCP)金属是获得广泛应用的工程结构材料,利用SMAT技术将HCP金属纳米化,并研究其晶粒细化机制与力学性能具有理论与实际意义。 本工作以密排六方结构金属Zr为研究对象,利用SMAT技术获得表层纳米/超细晶粒组织,利用X射线衍射分析及金相显微镜、扫描和透射电子显微镜,研究了微观组织结构特征,提出了Zr的塑性变形机制和应变诱导的晶粒细化机制,并通过拉伸和硬度实验,获得表面纳米化Zr的力学响应特性。主要研究结果如下: (1) SMAT过程中,Zr晶粒随应变增加而细化,在最表层获得纳米晶粒。塑性变形过程中,随应变增加(距表层距离减小),应变协调方式由变形孪生转变为位错滑移。低应变时的非连续动态再结晶和大应变时的连续动态再结晶导致晶粒细化。 (2) 在表层～25μm的范围内,形成纳米晶粒的FeCr金属
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