论文部分内容阅读
高温塑性成形作为解决纳米材料室温塑性低、成形性能差的有效方法，成为纳米金属材料重要成形方法之一。在众多制备纳米金属材料的方法中，脉冲电沉积法制备的材料具有高的致密度和较低的孔隙率，在研究中得到广泛应用。本文采用脉冲电沉积法制备了Ni箔，研究了材料的力学性能和组织结构，并且通过刚性凸模高温成形试验和高温气胀成形试验研究了材料在不同成形条件下的成形性能。通过改变糖精的加入量，研究了糖精浓度对脉冲电沉积材料晶粒尺寸和塑性的影响，制备出了平均晶粒尺寸从974nm到33.2nm五种Ni箔。并借助拉伸试验机、SEM、硬度仪等测试方法研究了材料的力学性能、形貌、组织成分和硬度。通过拉伸试验研究了不同糖精加入量的Ni箔的室温力学性能，分析了晶粒尺寸对材料力学性能的影响。平均晶粒尺寸为33.2nm的Ni箔的室温延伸率仅有5.82%，而平均晶粒尺寸为974nm的Ni箔室温延伸率达到了10.21%左右。在温度为350℃~500℃和凸模移动速度为0.03mm/min~0.5mm/min的范围内进行了刚性凸模高温微成形试验，分析了润滑剂以及材料表面质量对试验的影响，获得了直径为1mm的试样，高度为1.589mm，高径比达到了1.589。借助SEM分析了刚性凸模高温微成形试样的断口和表面形貌，在组织观察的基础上，分析了不同晶粒尺寸Ni箔的断裂特性、晶粒运动特征，以及孪晶和位错对热成形过程的影响。进行了高温气胀成形试验，选取了直径分别为1mm、3mm和5mm凹模进行了胀形试验，在直径为5mm的凹模中获得了最大高径比达0.823的胀形试样。分析了不同晶粒尺寸Ni箔胀形试验的试验参数，包括胀形温度、胀形压力、保压时间以及润滑条件对热胀形试验的影响。分析了不同胀形速率对脉冲电沉积Ni箔的成形性能以及成形件质量的影响，并借助SEM对比分析了刚性凸模高温成形件与高温气胀成形件的断裂特征、晶粒以及位错的运动特征。