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T2铜C-ECAP特征织构演变及强韧化机理研究T2铜C-ECAP特征织构演变及强韧化机理研究

Abstract:

纳米晶材料由于其独特的力学性能和微观结构，在材料科学和工程领域中引起了广泛的关注。本研究通过不断多道次等通道转角挤压（ECAP）加工T2铜样品，探究了其织构演变和强韧化机理。通过X射线衍射分析和透射电镜观察，观察到了ECAP过程中晶粒尺寸的显著减小以及晶界数量和弥散度的增加。进一步的显微硬度测试和拉伸实验表明，ECAP处理对T2铜的力学性能有显著的影响，使其同时具备优异的强度和韧性。

1.引言

纳米晶材料是指晶粒尺寸在1-100纳米范围内的材料。由于其具有超高的强度、优异的塑性和优良的疲劳性能，纳米晶材料在材料科学和工程领域中具有广泛的应用前景。等通道转角挤压（ECAP）是制备纳米晶材料的一种有效方法。通过对材料进行多道次压力变形，可以显著细化晶粒尺寸并增加晶界的数量。

2.实验方法

本研究选择T2铜作为研究对象。初始晶粒尺寸约为10微米。采用ECAP法对T2铜进行多道次挤压。挤压应力为300MPa，挤压角度为90度。经过不同次数的ECAP处理后，采用X射线衍射和透射电镜技术观察晶粒尺寸和织构的演变。

3.结果和讨论

通过X射线衍射分析，发现T2铜晶粒尺寸随着ECAP次数的增加而明显减小。初始晶粒尺寸为10微米的样品，经过4道ECAP后，晶粒尺寸已经减小到数百纳米。这表明ECAP可以有效地细化晶粒尺寸。同时观察到晶界数量的增加和晶界弥散度的增加，这表明ECAP可以增加晶界的密度，并通过晶界弥散度的增加来提高材料的塑性。

进一步的透射电镜观察显示，经过ECAP处理后的T2铜样品中存在大量的晶界和剪应变带。这表明ECAP处理引起了晶体的塑性形变和晶界滑移。晶界滑移和剪应变带的存在可以提高材料的韧性，使其能够承受更大的应力。

通过显微硬度测试和拉伸实验，发现经过ECAP处理的T2铜样品具有较高的硬度和优良的延展性。这表明ECAP处理不仅可以提高材料的强度，还能够加强其韧性。ECAP处理引起的晶界滑移和剪应变带的形成可以吸收外界应力并阻碍晶体的断裂，从而显著提高材料的韧性。

4.结论

本研究通过对T2铜的多道次ECAP处理，探究了其织构演变和强韧化机理。结果表明，ECAP处理可以显著细化晶粒尺寸并提高晶界密度。晶界滑移和剪应变带的形成进一步增强了材料的韧性。因此，ECAP处理是一种有效的方法，可以同时提高材料的强度和韧性。纳米晶材料在材料科学和工程领域中具有广泛的应用前景，而本研究结果可以为纳米晶材料的开发和应用提供理论基础与实验依据本研究通过对T2铜的多道次ECAP处理，发现ECAP处理可以显著细化晶粒尺寸并增加晶界密度。进一步的观察显示经过ECAP处理后的样品中存在大量的晶界和剪应变带，这表明ECAP处理引起了晶体的塑性形变和晶界滑移，进而提高了材料的韧性。显微硬度测试和拉伸实验结果表明经过ECAP处理的材料具有较高的硬度和优良的延展性，证明了ECAP处理能够提高材料的

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