电场固溶处理对1420铝锂合金组织和性能的影响

研究了电场固溶处理对１４２０铝锂合金组织和性能的影响。试验结果表明,电场固溶处理可以提高１４２０铝锂合金时效后的强度,但塑性略有下降;随固溶处理温度的提高,合金的强度提高而塑性降低;固溶处理上同时,随电场强度的提高,合金的强度提高而塑性下降,经电场固溶处理后的试样时效析出的δ＇相更细小弥散;电场的存在有利于抑制亚晶粒的长大。     

Ni-Cr-Co合金相含量分布及其对高温拉伸性能的影响

研究了一种 Ni- Cr- Co合金经 115 0℃× 1.7h固溶和 80 0℃× 80 MPa应力时效 (8,10 0 ,5 0 0 ,10 0 0 h)及无应力时效 (10 0 ,5 0 0 ,10 0 0 h)后相含量分布的特点及其对高温拉伸性能的影响。结果表明 ,随着时效时间的延长 ,应力时效试样中晶界碳化物的含量递减而无应力时效试样中晶界碳化物的含量递增 ,晶界与晶内的碳化物含量均呈反向变化趋势 ;晶内γ′相含量均呈先增后减趋势 ;无应力时效试样 780℃拉伸强度随晶界碳化物含量的增加而下降 ,应力时效的则相反。对上述结果进行了分析与讨论     

时效热处理对选区激光熔化成形18Ni300摩擦磨损性能的影响

目的 通过研究选区激光熔化(SLM)成形18Ni300时效热处理前后摩擦磨损性能及磨损机制,为SLM技术在模具中易磨损部位的应用提供理论支撑。方法 采用扫描电镜对热处理前后试样进行微观组织观察,采用X射线衍射仪对原始粉末和试样进行物相分析,并测试试样时效热处理前后的硬度、密度和抗拉强度,采用球盘摩擦磨损试验机测试在不同载荷下时效热处理前后试样的摩擦磨损行为,采用3D轮廓仪和扫描电镜对磨损后试样和磨球表面进行观察,并对磨损区域进行能谱分析。结果 时效热处理后试样“鱼鳞状”熔道组织弱化,主要为板条状马氏体组织。原始粉末及成形后试样的物相主要为马氏体,原始粉末和时效热处理后试样中含有少量残余奥氏体。时效热处理后试样硬度由37.6HRC升高到54.4HRC,密度变化不大,抗拉强度由1 107 MPa升高到2 031 MPa,伸长率由14.4%降低至4.5%。随着摩擦磨损试验载荷的增大,时效热处理后试样摩擦因数降低,体积磨损率增大,但均低于热处理前试样。结论 当载荷为10 N时,磨损机制主要为磨粒磨损;当载荷为15 N时,磨损机制过渡到氧化磨损和黏着磨损;当载荷为20 N时,主要为黏着磨损。     

铁素体耐热钢中碳化物对NiAl析出相及力学性能的影响

与传统碳化物强化的铁素体耐热钢不同,新型铁素体耐热钢以NiAl相强化为主,但存在室温脆性大的问题,限制了NiAl强化型铁素体耐热钢的应用。本工作通过增加NiAl强化型铁素体耐热钢中的碳含量,研究碳化物和NiAl析出相的晶界分布及其对钢的力学性能的影响。结果表明,随着碳含量的增加,碳化物的析出量增加,碳化物在晶界处由不连续的块状析出转变为连续均匀分布。碳化物的析出降低了α-Fe基体与NiAl相的错配度,NiAl析出相的尺寸减小约30 nm,面积分数略有降低,钢的硬度、强度和塑性得到提升,该研究将为新型NiAl强化铁素体耐热钢脆性改善提供理论指导。     

奥氏体化温度对超强耐热齿轮轴承钢显微组织和强韧性的影响EI北大核心

新型超强耐热齿轮轴承钢具有优越的强韧性。通过改变钢的淬火加热温度,结合拉伸、冲击、断裂韧度等力学性能测试以及TEM,SEM,EDS等微观分析技术,研究不同奥氏体化温度下钢的显微组织与力学性能。结果表明:1060℃奥氏体化后,钢中存在未溶碳化物M_(6)C,冲击功和断裂韧度较低;1080~1100℃奥氏体化后,M_(6)C碳化物固溶,冲击功和断裂韧度显著增加。在1060~1100℃奥氏体化后,抗拉强度和塑性变化不大,规定塑性延伸强度随奥氏体化温度的增加略有降低。M_(6)C碳化物加速裂纹的萌生与扩展,导致韧性下降。在1080~1100℃奥氏体化后,超强耐热齿轮轴承钢可获得超高强度和高韧性,抗拉强度不小于2000 MPa,规定塑性延伸强度不小于1800 MPa,断裂韧度不小于100 MPa·m^(1/2)。     

蠕变时效对7050铝合金板材组织与性能的影响

通过金相显微、透射电子显微、电子拉伸和剥落腐蚀实验研究了7050铝合金板材蠕变时效与人工时效的微结构及性能。结果表明:蠕变时效过程中施加的应力使板材不断产生变形,为η′析出相提供了大量形核点,析出相尺寸更加细小,特别是晶界无沉淀带较人工时效明显变窄,晶界析出相不连续。与人工时效相比,蠕变时效试样的抗拉强度和抗剥落腐蚀性能略有提高。     

700℃超超临界机组用617B镍基合金的组织结构和析出相

使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对比分析了617B镍基合金在750℃持久试样和时效态试样的组织结构和析出相。结果表明:在蠕变和时效过程中在晶内和晶界都析出复杂面心立方结构的M23C6,晶内析出有序立方结构γ′相,前者为多边形或条形,后者为粒状;随着试验时间的延长析出物的颗粒尺寸出现长大的趋势;应力对γ′相的生长影响不明显,但是对晶界碳化物有明显的影响;在长时间应力条件下,M23C6碳化物聚集长大。     

超高强度马氏体时效钢的力学行为与微观组织演化的关系

用高分辨透射电镜(HRTEM)和原子探针层析技术(APT)等手段研究了2.4 GPa级超高强度马氏体时效钢在时效过程中析出相的演化规律及其与材料力学性能的关系。对组织观察的结果表明,马氏体时效钢在时效过程中析出相的演化规律分为三个阶段：时效初期富Ni和富Ti团簇的形成、峰时效期金属间化合物Ni₃Ti及其界面处富Mo相的形成、过时效阶段Ni₃Ti的粗化和富Mo相过渡为Ni₃Mo。力学性能的实验结果表明,随着时效时间的延长抗拉强度呈现先提高后降低的趋势,时效时间为4 h时抗拉强度达到最大值2560 MPa。断裂韧性呈现与抗拉强度相反的变化趋势,时效时间为4 h时的断裂韧性值最低,仅为20 MPa·m^1/2。根据不同时效阶段材料中析出相的演化规律,探讨了马氏体时效钢的力学行为与析出相的关系。     

650℃时效对TA31钛合金组织与性能的影响

对TA31钛合金进行650℃时效处理,分析了固溶后不同制度650℃时效TA31钛合金的显微组织,并进行了拉伸及夏比冲击试验,研究了不同时效工艺对TA31钛合金强度、塑性、冲击韧性及试样断口形貌的影响。结果表明:650℃时效后,固溶态TA31钛合金中的针状马氏体α'和亚稳态β相发生分解,生成弥散稳定的α+β相,提高了TA31钛合金的强度。退火态、淬火态、时效态的TA31钛合金断后伸长率及断面伸缩率变化不大,均具有良好的塑性。退火态TA31钛合金冲击韧性最高,940℃固溶后降低,再经650℃时效后未发生显著变化。     

镉对ZL-205铸造铝合金时效组织结构和抗拉强度的影响

新研制的ZL-205高强度铸造铝合金,其中含有0.15～0.25％Cd。为探讨镉对合金时效组织结构和抗拉强度的影响,本文对ZL-205和不含镉ZL-205-1两种合金不同时效状态的试样,进行了室温拉伸试验和透射电镜观察。试验结果表明,合金在150℃以下经4小时时效,镉阻碍G.P区的形成和长大,导致ZL-205合金的抗拉强度低于ZL-205-1合金的抗拉强度;合金在150℃以上经4小时时效,镉加速θ″和θ′相析出,抑制θ′相长大,使ZL-205合金的抗拉强度比ZL-205-1合金约高5～10公斤/毫米~2。 试验条件 合金(成分见表1)浇注成机φ12和20毫米的单铸砂型试棒,于540℃保温14小时水     

敏化处理对2205双相不锈钢组织与力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)方法及力学性能测试等研究手段,研究了敏化处理对2205双相不锈钢显微组织及力学性能的影响.结果表明:850℃敏化处理.在α/γ和α/α相界析出σ,X相,并且随着敏化时间的延长,析出相含量增加;敏化处理后材料的强度有所提高,塑性明显降低,拉伸微观断口以解理平面...     

岩石-混凝土界面拉伸断裂性能的率相关性研究EI北大核心CSCD

该文弯曲断裂试验获得了不同应变率下界面的抗拉强度、荷载-加载点位移曲线、荷载-裂缝口张开位移曲线、起裂荷载和峰值荷载,通过夹式引伸计法和DIC法获得了临界裂缝扩展长度。并计算了界面断裂能及双K断裂参数,分析了不同应变率下界面断裂过程区演化规律及特征长度的变化。结果表明:随应变率的增大,断裂能和起裂韧度增大,临界裂缝长度和失稳韧度先增加后减小,断裂过程区长度及特征长度随应变率的提高而减小。该文从裂缝发展路径、自由水粘性、惯性效应三方面探讨了岩石-混凝土界面断裂参数的率效应。     

Mechanical properties of U-0.95 mass fraction of Ti alloy quenching and aging treatment:a first principles study

First principles plane wave pseudopotential method was executed to calculate the mechanical properties with respect to the uranium-0.95 mass fraction of titanium(U-0.95 mass fraction of Ti) alloy for quenching and aging,including the elastic modulus,the value of shear modulus to bulk modulus(G/B) and the ideal tensile strength.The further research has also been done about the crack mechanism through Griffith rupture energy.These results show that the elastic moduli are 195.1 GPa for quenching orthorhombic a phase and 201.8 GPa for aging formed Guinier-Preston(G.P) zones,while G/B values are0.67 and 0.56,respectively.With the phase change of uranium-titanium(U-Ti) alloy via the quenching treatment,the ideal tensile strength is diverse and distinct with different crystal orientations of the anisotropic α phase.Comparison of quenching and short time aging treatment,both of the strength and toughness trend to improve slightly.Further analysis about electronic density of states(DOS) in the electronic scale indicates that the strength increases continuously while toughness decreases with the aging proceeding.The equilibrium structure appears in overaging process,as a result of decomposition of metastable quenching a phase.Thereby the strength and toughness trend to decrease slightly.Finally,the ideal fracture energies of G.P zones and overaging structure are obtained within the framework of Griffith fracture theory,which are 4.67 J/m2 and 3.83 J/m2,respectively.These results theoretically demonstrate strengthening effect of quenching and aging heat treatment on U-Ti alloy.     

基于连续球压痕法的45钢强度与韧性测试研究

为研究在役设备的材料强度与韧性测试评价问题,针对工程中常用材料45钢,采用连续球压痕方法,获取了材料的屈服强度、抗拉强度与断裂韧性,通过与常规力学性能试验结果比较,对该方法的可靠性进行了验证。通过研究球压头下压产生的塑性功,与冲击启裂能及断裂韧性之间的关联关系,建立基于仪器化球压痕测试技术的冲击韧性估算评估方法。试验结果表明,利用连续球压痕方法获取的屈服强度、抗拉强度与实际结果的偏差均小于10%,断裂韧性值与试验结果的偏差为12.3%,计算结果在试验值偏差数据范围内。利用连续球压痕技术,建立的断裂韧性与冲击韧性之间的关联公式,所预测的冲击韧性结果与仪器化冲击试验值具有较好的一致性,为在役设备材料的韧性快速评价提供了有效的测试方法。      

同时确定钢纤维高强混凝土的断裂韧度及拉伸强度

考虑钢纤维高强混凝土试件细观非均质性对宏观断裂的影响机制,将钢纤维掺量、长度、直径及钢纤维抗拉强度等细观层面的钢纤维特征参数,引入钢纤维高强混凝土宏观断裂模型的虚拟裂缝扩展量的具体计算公式,从而发展了考虑钢纤维特性的可同时确定钢纤维高强混凝土的断裂韧度与拉伸强度的模型及方法。采用变化参数为钢纤维掺量和混凝土水灰比的三点弯曲试件,基于所提模型,同时确定了钢纤维高强混凝土的断裂韧度与拉伸强度,确定值与试验拉伸强度值以及尺寸效应模型计算的断裂韧度吻合良好。基于测试数据离散性为钢纤维高强混凝土固有属性的事实,采用确定的断裂韧度及拉伸强度,建立起钢纤维高强混凝土塑性——准脆性——线弹性不同结构断裂模式的±20%全曲线,其可涵盖实验室条件下的所有试验数据。该文所提模型及方法适用于钢纤维高强混凝土及高强混凝土,可为钢纤维高强混凝土等复合材料真实断裂韧度与拉伸强度的确定,及个性化结构断裂破坏的预测等关键科技问题提供依据。     

探索新强韧化机制 开拓超高强度钢新领域

论述了超细化马氏体板条，共格沉淀新强化相（Laves相），M2C碳化物和残余—逆转变奥氏体向马氏体相变诱发塑性等强韧化机理，用超纯洁熔炼、超均匀化及控制相变等工艺，获得一种低碳-14Cr-12Co-5Mo-Me新型超高强度、高塑性、高韧性不锈钢。     

桥梁高性能钢HPS485W断裂韧性试验研究

为了研究桥梁高性能钢的断裂韧性,对中国舞阳钢厂生产的高性能钢HPS 485W进行了一系列的断裂韧性试验研究。通过夏比V形缺口冲击试验得到HPS 485W在不同温度下的冲击韧性,并应用Boltzmann函数求解韧脆转变温度曲线,试验结果表明:与传统桥梁用钢相比,HPS 485W冲击韧性更高且韧-脆转变温度更低。由HPS 485W延性断裂韧度(J_IC)试验,测得板厚18mm和28mm的HPS 485W试样的J积分值,试验结果表明HPS 485W具有优良的断裂韧性。对8mm和14mm的HPS 485W进行裂纹尖端张开位移(CTOD)试验,试验结果表明HPS 485W有良好的塑性和韧性。基于HPS 485W拉伸试验获得的应力-应变曲线结果,运用失效评定曲线方法对CTOD试验值进行评定,HPS 485W的母材断裂韧性(CTOD)落在评定曲线的合格范围内。该文的研究为高性能钢桥的安全评定和防断裂设计提供了试验依据。     

2.47 GPa grade ultra-strong 15Co-12Ni secondary hardening steel with superior ductility and fracture toughness

This study investigated the effect of multi-step heat treatment on the microstructure, mechanical properties and fracture behavior of thick 15 Co-12 Ni secondary hardening steel. As-quenched sample was found to have elongated prior austenite grain(PAG) and coarse lenticular martensitic structure. On the other hand, heat-treated sample was observed to have fine lenticular martensitic structure due to fine PAG size and a lot of nano-sized carbides. Also, after heat treatment, nano-scale reverted austenite film was formed at the martensite interfaces. The heat-treated sample showed 2.47 GPa superior tensile strength and superior elongation of about 12 %. The high strength was mainly due to fine block size and high number density of nano-sized carbides. The average value of plane strain fracture toughness(KIC) was 29.3 MPa m1/2, which indicated a good fracture toughness even with the high tensile strength. The tensile fracture surface was observed to have ductile fracture mode(cup-and-cone) and the formation of about ~1 μm ultra-fine dimples. In addition to this, nano-sized carbides were observed within the dimples.The findings suggested that the nano-sized carbide had a positive effect not only on the strength but also on the ductility of the alloy. The fractured surface after toughness test, also showed ductile fracture mode with a lot of dimples. Based on the above results, correlation among microstructural evolution,deformation and fracture mechanisms along the heat-treatment was also discussed.     

热处理对Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr合金拉伸性能的影响

研究了固溶+单级时效处理、固溶+双级时效处理、固溶+随炉冷却处理对新型亚稳β钛合金Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：与固溶+单级时效处理相比,固溶+双级时效处理析出的晶内次生α相间距减小和体积分数增大而使合金的强度提高。两种热处理都使合金中生成连续的晶界α相,导致合金的塑性降低;与上述两种热处理相比,固溶+随炉冷却处理使合金中析出的晶内次生α相的间距明显减小且沿晶界生成向晶内生长的α_wgb相,使合金的强度和塑性显著提高,其抗拉强度达到1421 MPa,断后伸长率为7.7%;与次生α相的体积分数相比,其间距是影响合金强度的主要因素。随着次生α相间距的减小,合金的强度提高。