自20世紀90年代以來,隨著器械、電子技術和微機電系統(MEMS)等的發展,零件微型化的要求與日俱增,對微型零件的制造技術提出了 高的要求。目前,薄膜、薄板微型化產品已被廣泛生產和使用。然而,當薄膜(板)厚度降低到 程度時,由零件尺寸微小化引起的尺寸效應,使有些宏觀塑性理論(如連續介質力學)不能被直接應用。
在塑性成形過程中,材料毛坯尺寸在微米或微米以下量級時,其成形就會表現出的尺寸效應,包括厚度t、晶粒尺寸d,以及自由表面與尺寸的比值t/d等效應。目前的研究,主要集中于晶粒尺寸效應(Grainsizeeffects)、特征尺寸效應及試樣尺寸效應(FeaturesizeeffectsorSpecimensizeeffects)方面。將兩種效應結合起來考慮,研究其對材料的影響還比較少,如板厚與晶粒度比值φ=t/d與材料性能關系方面的研究相對較少。對CuNi18Zn20試樣進行了拉伸試驗,結果表明,隨著φ=25下降到φ=2.5,流動應力持續下
降。
流動應力隨著φ減小而降低,直到φ1。國內板料厚度相同的條件下,晶粒尺寸變化對材料性能的影響,但是對于尺寸效應的另一方面,即內部組織相同條件下,板料特征尺寸對材料性能的影響沒有涉及。同時,關于尺寸效應對板料性能的另一重要指數,即加工硬化指數n,及其對板料斷裂機理的影響,研究也較少。
本文以H62黃銅薄板為實驗材料,采用不同厚度、晶粒尺寸的試樣進行單向拉伸試驗,分析φ值與材料各力學性能參數的關系,研究尺寸效應對材料流動應力、延伸率和硬化指數的影響。并采用電子掃描電鏡,觀察不同工藝條件下試樣的斷口形貌,研究φ值對材料斷裂機理的影響。
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