2。7  本章小结 11

3  实验结果与分析 12

3。1  不同温度下的应变速率突变拉伸实验 12

3。1。1  应变速率敏感性指数与激活体积的计算 12

3。1。2  断口形貌 15

3。2  超细晶钽退火力学性能分析 18

3。2。1  不同退火温度试样的硬度 18

3。2。2  DSC曲线 19

3。2。3  纳米压痕法测SRS 19

3。3  超细晶钽退火后组织分析 20

3。3。1  不同退火温度试样的EBSD图像 20

3。3。2  不同退火温度试样的晶粒尺寸及取向差分布 22

3。4  本章小结 25

结  论 26

致  谢 27

参 考 文 献 28

1  绪论

1。1  引言

钽是73号元素，属于过渡金属，为体心立方，主要共存于铌钽铁矿中[1]。元素符号为Ta，相对原子质量为180。 9479，密度为16。 65 g/cm3，熔点为2996℃。钽和钽合金具有高熔点、高密度、优异的高温强度、耐腐蚀、良好的加工性和可焊性以及低的塑/脆转变温度等优良性能而广泛应用于电子、化工、武器等多种行业[2]。钽质地坚硬，热膨胀系数小，延展性较好。并且具有良好的耐腐蚀性，不与“王水”反应。因为其所具有的特性，钽能当整流器、偶电子管的电极、电容等，也可用来制造蒸发器皿等。例如在电子、化工、武器等工业中，贵重金属铂可以被钽所替代，使所需费用大大降低。因而钽具有良好的应用前景。From+优|尔-论_文W网wWw.YouErw.com 加QQ752018.766

钽作为体心立方金属，与面心立方的金属在力学行为上有着巨大的差异。比如流变应力具有非常高的应变速率敏感性和非常高的温度敏感性，不遵守Cotrell-Stokes定律等[3]。究其原因，是因为塑性变形机制的差异，更细观地说，是由于位错运动的差异导致的。

由于钽的熔点较高，高温熔炼后的工业纯钽由于晶粒粗大而限制了工业纯钽的应用范围。由Hall-Petch关系可知，材料的晶粒尺寸越小，则其强度越高。如果将材料的晶粒尺寸减小到纳米或者亚微米级别，则材料的强度可以获得大幅度提高。相对于冶金、热处理等其他方法，上个世纪70年代末发展起来的剧烈塑形变形法具有快速、经济、有效等特点。

1。2  剧烈塑形变形法

    剧烈塑性变形法能够在比较低的温度下，向材料中引入大的应变量，从而达到细化晶粒的目的，并且制备出的试样由于具有高致密度、较高分数大角度等特点晶界而具有特殊的力学性能。目前已知且被广泛应用的制备块体超细晶材料的剧烈塑形变形方法主要有等径角挤压变形、高压扭转变形、复合轧制等技术。其中等径角挤压变形和高压扭转变形的技术较成熟，应用得最广泛。

1。2。1  等径角挤压变形（ECAP）

等径角挤压变形（Equal Channel Angular Pressing，简称ECAP）最早是在上个世纪70 至80 年代被提出，最初的想法是要发展一种新的块体金属加工工艺，通过这一工艺可以由简单剪切在块体金属中引入高的应变量。然而，直到上个世纪90年代, Valiev等人[4]提出：用ECAP制备出来的材料具有新颖且特异的性能，才引起了材料界的广泛注意。