溫度及應變速率在純鈦撞擊特性及顯微結構上之效應

  • 吳 崇安

學生論文: Master's Thesis

摘要

本文主要是探討純鈦金屬在不同溫度及應變速率下之撞擊特性與微觀結構分析。利用壓縮式霍普金森桿撞擊試驗機(Hopkinson bar)及加溫裝置,分別於應變速率1000 s-1、3000 s-1和5000s-1及實驗環境溫度-100℃、25℃、800℃各條件下,進行純鈦之高速撞擊變形,以分析材料在塑變形為中巨觀與微觀結構變化,並導入構成方程式以描述材料之應力應變關係。 實驗結果顯示,在相同的溫度下,塑流應力值、加工硬化率及應變速率敏感性係數皆隨應變速率增加而上升;而當固定應變速率時,其塑流應力值、加工硬化率、應變速率敏感性係數則會隨溫度之增加而下降,而熱活化體積則是隨著溫度上升而增加。溫度敏感性係數則隨應變速率和應變量的上升而增加。可藉由Zerilli-Armstrong HCP構成方程式,針對純鈦不同溫度及應變速率下之塑變行為作準確的預測及描述。 在光學式顯微鏡下觀察可得純鈦金屬有絕熱剪切帶之形成與晶粒組織形貌改變,兩者皆受到溫度與應變速率的影響。而剪切帶伴隨著裂縫生成與結合,是導致材料發生破壞的主要原因。在微觀結構方面,由掃描式電子顯微鏡分析破壞面下,可觀察到不同區域分別會有代表延性破壞的韌窩及瘤狀物形貌,以及代表脆性破壞的劈裂形貌;另在穿透式電子顯微鏡觀察下則可發現差排密度隨著應變速率上升而上升,隨著溫度上升而下降。最後結合巨觀與微觀之結果可發現塑流應力值與差排密度有重要之相關性。
獎項日期2016 八月 8
原文Chinese
監督員Woei-Shyan Lee (Supervisor)

引用此

溫度及應變速率在純鈦撞擊特性及顯微結構上之效應
崇安, 吳. (Author). 2016 八月 8

學生論文: Master's Thesis