MP35N的依赖应变率的纳米孪晶强化模型开题报告

 2021-12-08 21:54:05

1. 研究目的与意义(文献综述)

mp35n是一种无磁的镍钴铬钼合金,由35%的钴、35%的镍、20%的铬和10%的钼组成。其具有独特的超高抗拉强度,良好的延展性和韧性以及非常好的抗腐蚀性,耐高温能力达400摄氏度。mp35n的性能通过加工硬化,马氏体相变和时效处理来实现。通过冷加工,使基体的一部分产生固态相变,从面心立方(fcc)晶体结构转变为六方密排(hcp)结构。这种转变的发生是因为合金中钴含量高,并被称为“多相反应”。两种不同晶体结构的存在对位错的运动构成障碍并导致明显的强化。随后的时效硬化通过溶质分配过程来稳定这两个阶段,帮助进一步加强。

mp35n合金可用于航空航天、医疗、海水、油气井、化学以及食品加工过程环境中的紧固件、弹簧、非磁性组件和仪器部件。比如在医疗中,临床应用的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金、钛及钛合金、镍钛形状记忆合金等几大类,从耐蚀性和力学性能综合衡量,钴基合金是最优良的材料之一;钴基合金的耐腐蚀性远强于不锈钢的,生物相容性与不锈钢的相当,耐磨性是所有医用金属材料中最好的,因此,相对于传统的医用不锈钢,钴基合金更适合用做体内承载条件苛刻的长期植入品[1]。

由此可见,mp35n是一种用途广泛且性能优越的合金,对提高工业机械的极端耐受能力、力学综合性能有着很重要的意义。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容

本项目采用实验、理论相结合的方式,共同研究mp35n合金的高温力学性能。在实验中研究mp35n材料做成的单轴拉伸试样在不同应变率(0.01/s,0.001/s,0.0001/s)和不同温度(500摄氏度,550摄氏度,600摄氏度,650摄氏度)下的应力-应变关系。而理论方面主要研究mp35n的一维本构问题,通过试验所得数据建立有关mp35n的理论模型,并通过matlab进行理论数值计算。最后对比分析实验和理论计算的结果的差异,以验证理论模型的合理性。

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3. 研究计划与安排

1、阅读ni-co基高温合金的相关文献,查阅相关的文献不少于15篇,其中外文文献不少于10篇,翻译一篇相关的英文资料,原文应不少于20,000英文印刷符;(1-2周)

2、学习塑性力学理论,学习使用matlab及有限元(如abaqus)软件;(3-4周)

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]yang f,xue h,zhao l,et al. effects of crystal orientation and grain boundary inclination on stress distribution in bicrystal interface of austenite stainless steel 316l[j]. advances in materials science and engineering,2019,2019.

[2]傅恒志.未来航空发动机材料面临的挑战与发展趋向[j].航空材料学报, 1998(04):54-63.

[3]li x,lu k. playing with defects in metals[j]. nature materials,2017,16(7).

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