GCr15钢超塑变形的电子金相分析

该文利用透射电镜对GCr15钢超塑变形的位错组态进行观察。结果表明,超塑变形过程,位错大部分集中于晶界及其附近区域,在某些晶粒内,存在有不同滑移系上的位错。超塑变形过程可用“障碍晶粒”模型来描述。     

CrWMn钢在超塑变形时的组织变化

利用电子显微镜和自动图象分析仪对CrWMn钢在超塑变形过程中的组织进行了研究。测量了基体晶粒的尺寸变化,测定了碳化物颗粒的类型、分布及体积分数和尺寸变化,观察分析了位错的形态及分布。结果表明CrWMn钢在超塑变形过程中发生应力促进的晶粒长大和碳化物的粗化,晶粒长大受碳化物粗化速率控制,晶粒形貌保持等轴。在晶界及其周围区域位错密度较高,晶粒心部仅有少量位错。超塑变形主要是晶界周围位错运动协调的晶界滑移过程。     

动态加载条件下冷轧5A06铝合金显微组织研究

以80%冷变形5A06铝合金为试验材料,利用分离式Hopkinson压杆加载装置(SHPB)进行动态冲击压缩试验,探讨高速形变响应规律,分析其动态力学行为;利用透射电子显微镜技术观察位错界面结构的变化,分析位错界面的高速形变响应。结果表明:预变形5A06铝合金在塑性变形前已发生绝热剪切行为,致使合金强度下降;初始位错界面成为高速形变过程中位错滑移的主要障碍;冲击前后,位错界面结构方向由与轧向平行演变为与轧向呈10°~20°夹角,位错界面间距由0.25μm演变为0.10~0.15μm。     

低温退火对1Cr18Ni9Ti钢组织和性能的影响

研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢冷变形后微观组织和性能随低温退火温度变化的规律。实验结果表明:低温退火后微观组织结构发生明显变化,位错组态由高密度位错缠结向位错胞、位错网格结构变化。450℃退火析出第二相,σ_(0.002)、σ_b、HV较变形态有明显提高,由此提出了1Cr18Ni9Ti钢在不同退火温度范围内的不同强化机理。     

变形对双相钢相变行为及组织的影响

利用Gleeble3500热模拟试验机,结合光学显微镜,研究双相钢在不同变形量和保温温度条件下的相变行为及组织演变规律。结果表明:变形量和保温温度对第二相的体积分数均有影响,随变形量的增加,保温温度的降低,第二相的体积分数增加。当冷却速度为25℃/s时,保温温度选择450～500℃,可以得到较为理想的组织。     

弹丸侵彻多层异质复合靶板中装甲钢变形细观和微观机理研究

为研究多层异质复合靶板中装甲钢排布位置,对其塑性变形微观机理及受力状态的影响规律,开展了不同结构方式复合靶板抗侵彻试验。基于金属材料学理论,对复合靶板中装甲钢弹孔塑性变形微观机理进行研究,分析了装甲钢弹坑表面硬度分布及组织演变规律,利用数值模拟研究弹丸侵彻装甲钢过程力学行为与变形机理的内在联系。研究结果表明：波阻抗匹配由高至低,弹丸冲击应力波在层间界面反射形成拉伸波,产生裂纹扩展,降低弹丸侵彻阻力;绝热剪切带内部受温度以及挤压载荷影响,产生高硬度细化马氏体晶粒,抑制塑性变形向内延伸;装甲钢背板强度及刚度越高,对装甲钢塑性变形产生位错运动的阻碍作用越强,有利于提高弹丸开坑阻力。     

耐腐蚀含N钢及其热机械强化

<正>俄罗斯技术人员采用高温热机械加工(HTTT)工艺对含N钢(包括Kh2CrNiN187、08Kh20N12ABF、08Kh18N12TAF和08Kh27N3AG16)进行了加工。研究内容包括重要加工参数(变形温度、变形量和时间等)变化对组织、塑性流应力和力学性能的影响。与静态热处理钢相比,HTTT工艺使耐腐蚀双相钢发生了明显的强化。当变形温度降到800-1000℃范围,由于位错强化作用, Kh2CrNiN187钢的屈服强度提高达500 MPa;HTTT工艺对08Kh20N12ABF钢亚组织的强化作用使其屈服强度提高达800 MPa;由于亚组织的强化和晶粒的细化,08Kh18N12TAF钢的屈服强度提高了60%,而其延性和冲击韧性仍维持不变;08Kh27N3AG16钢的屈服强度提高了30%,但其延性的下降基本可以忽略。     

K403镍基高温合金的高温拉伸断裂行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机研究镍基高温合金K403在应变速率为0.01~10 s-1、温度为850~1 000℃条件下的高温拉伸变形行为,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段,分析拉伸变形后的显微组织及高温断裂机制。结果表明:随应变速率的增大,合金的峰值应力和断裂应力增大,断面收缩率和断裂应变则减小;而随变形温度的升高,合金的峰值应力和断裂应力降低,断面收缩率和断裂应变增大;850℃拉伸后变形组织中存在大量的位错胞状结构,随着变形温度的升高,变形组织中的位错密度减小;拉伸断口呈枝晶组织断裂特征,随着变形温度的升高,合金断裂方式由准解理断裂向沿晶断裂转变。     

车用Mg-Gd-Nd-Sb-Zr合金高温蠕变行为及组织演变研究

通过SEM、TEM和蠕变试验机研究不同温度下Mg-8Gd-2Nd-0.5Sb-0.6Zr(质量分数/%)合金高温蠕变行为,分析其组织演变,并通过计算合金的蠕变激活能分析蠕变机制。结果表明:加载应力10 h后,合金进入稳态蠕变阶段,随着温度升高蠕变性能差异明显增大;高温高应力情况下,组织上观察不到网状析出相,滑移线较多,存在孪晶,位错密度较高,此时网状析出β′相已经完全转变为颗粒状β相;蠕变温度在200、250、300℃下的应力指数为3.5、4.6和5.8,蠕变激活能为77.8、86.8、99.6 k J/mol。合金低温时受位错交滑移机制控制;高温时受扩散机制控制。     

RDX基PBX的本构行为与应变历史、应变率效应（英）

高聚物粘结炸药(PBX)作为一种典型的颗粒填充弹性材料,其力学性能与应变率、应变历史密切相关.利用材料试验机获得了浇注PBX在准静态应变率范围内(10-4～10-2/s)的循环加载、卸载应力-应变曲线.用Dorfmann & Ogden模型分析了PBX的本构行为.结果表明,该PBX具有应变率效应,循环加载过程中存在应力软化和滞回现象,卸载过程中存在残余应变现象.材料损伤可用滞回环和残余应变的大小来表征,损伤程度主要受最大加载应变控制.在Dorfmann&Ogden模型中,只有剪切模量(μ)受加载速率影响.10-4,10-3,10-2/s下的μ值分别为43.94,56.92,71.93 MPa.该模型可以较好地描述材料的应力软化和残余应变行为.预测结果与试验数据吻合良好.     

Al-Cu-Mg合金中位错与S相的相互作用

为了研究含第二相的铝合金塑性变形的微观机制,用透射电子显微术研究了过时效Al-Cu-Mg合金在静载拉伸过程的塑性变形时位错与S相(Al2CuMg)沉淀物的相互作用。研究结果表明,在外加应力作用下,首先沉淀物与α-相基体间的相界释放出位错,同时,α-Al母体中的运动位错向着沉淀物运动,随后,这些运动位错在沉淀物前与沉淀物相界释放出的位错相互作用形成位错缠结,故此塑性变形过程可称为位错缠结机制。该研究结果说明,Al-Cu-Mg合金中S相的存在,对位错的运动和塑性变形有很大的阻碍作用,因而能明显增加材料的流变应力和加工硬化能力。     

316L不锈钢圆路径下的动态应变时效分析

对316L不锈钢进行873 K圆路径不同应变范围的低周疲劳实验,分析其动态应变时效(DSA)的循环周次、应变范围和受载状态相关性。实验发现,循环初期DSA现象明显,随后逐渐减弱,大应变幅值下失效前产生了大量Snoek溶质原子气团,使得该阶段DSA现象再次显著。从应变范围相关性分析中可以看出,应力跌幅和锯齿密集程度随着应变范围的增加而增大,位错增殖造成了大应变范围下锯齿数量的增多。热力学分析表明,当压缩向卸载阶段转变时,静水压力方向使空位的扩散性得到抑制,压缩阶段锯齿屈服现象更为明显。扫描电镜结果显示,0.7%和1.0%两等效应变范围下材料的失效是疲劳、动态应变时效和氧化共同作用的结果。     

冲击载荷下硼酸改性端羟基聚硅氧烷-二氧化硅复合材料的响应特性

为研究硼酸改性端羟基聚硅氧烷-二氧化硅轻质冲击硬化聚合物复合材料抗冲击特性及其机理,进行了单轴压缩、冲击试验;结合高速摄影和数字图像相关技术以及有限元仿真,研究材料的变形过程。结果表明：该材料在准静态载荷下呈黏性流动态,而在动态载荷下呈现固体状态,其流动应力提高了10⁴倍以上;当受到冲击载荷时,材料表现出一定的抗冲击性能,且抗冲击性能随着冲击速度和颗粒含量的提高而增强,材料在冲击过程中处于压力-剪力耦合应力状态,剪力所起作用随着冲击速度提高而逐渐增强;高速摄影结果显示,材料在冲击过程中发生阻塞转变,其中动态压缩导致材料局部硬化并表现出抗冲击特性,剪应力决定了材料抗冲击性能的应变率敏感性。因此,提高材料动态剪切响应是改善材料抗冲击性能的最优途径。     

高冲击压力下93W合金的位错亚结构及其硬化特征

采用宏观与显微硬度测量及位错亚结构观察分析相结合的方法对 93W合金真空退火处理态材料在爆炸冲击作用下的硬度变化及其机理进行了研究。发现 ,随着冲击压力的提高存在着一个由冲击硬化到软化的转化压力。该转化现象被位错亚结构随冲击压力的演化所证实。分析表明 ,在爆炸冲击下 ,材料剧烈的塑性变形效应在压力较低时应变硬化占主导地位 ,高冲击压力时塑性功转化为热所引起的温升 ,以及钨颗粒内部新相析出是导致合金软化的根本原因     

爆炸载荷作用下钢管拼装结构大变形模态解

钢管拼装吸能元件在爆炸载荷作用下的大变形问题,对于抗爆结构的吸能装置设计具有重要意义。本文在对单个钢管动力压扁过程研究的基础上,根据实验分析了拼装钢管在径向受爆炸载荷作用的塑性行为,并且基于虚速度原理建立了八塑性铰机构模态解方程,描述了拼装钢管受爆炸载荷作用的位移速度场,最后进行了实验验证。     

18Ni马氏体时效钢热变形行为

研究马氏体时效钢的热变形问题具有理论意义。在变形温度为900~1 050 ℃,应变速率为0.001~1 s-1,最大真应变为1.2的条件下,利用Gleeble-3800热模拟试验机研究18Ni（1 700 MPa）马氏体时效钢的热压缩变形行为,建立该合金的热加工图,并对组织演变规律进行研究。结果表明：在实验条件下,随变形温度的升高和应变速率的降低,合金的流变应力和峰值应变逐渐减小,而能量耗散率（η）逐渐升高,动态再结晶过程进行更充分;当应变量为0.6,流动失稳区面积最小。确定了18Ni马氏体时效钢的完全再结晶区域。     

形变热处理对中碳Cr-Ni-W-Mo钢组织及力学性能的影响

为进一步提高中碳Cr-Ni-W-Mo钢的强塑性,采用Gleeble 3500热模拟试验机在700 ℃温度下进行变形量为20%~50%的形变热处理（TMT）。利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射对试验钢组织进行表征,利用拉伸试验机对拉伸性能进行测试,研究TMT工艺对其组织演变和力学性能的影响。结果表明：试验钢在TMT后的组织是包含回火马氏体、下贝氏体、残余奥氏体的复相组织,随着形变量增加,下贝氏体组织及残余奥氏体含量、位错密度相应增加,板条宽度减小;在相变强化、细晶强化及位错强化共同作用下,随着形变量增加,试验钢的强度增加,塑性升高;当形变量为50%时屈服强度达到1 733 MPa,抗拉强度达到2 243 MPa,伸长率为12.66％,与传统热处理相比,分别提高28.18%、12.88%和50.35%,获得了良好的强塑性匹配。     

高应变率下金属柱壳动态变形及形成破片特性研究

针对高应变率下金属柱壳动态变形及断裂响应问题,以50SiMnVB钢和40CrMnSiB钢壳体材料为研究对象,应用超高速摄影技术以及Autodyn数值模拟软件研究了壳体在高应变率下的动态变形过程。获得了壳体外壁自由面径向位移以及速度变化规律,并对回收所得破片的尺度分布规律以及断裂特性进行了分析。结果表明:壳体内部裂纹贯穿整个壁厚发生在20~25μs之间;40CrMnSiB钢壳体达到的稳定速度比50SiMnVB钢壳体提高了8.1%;试验回收所得壳体环向方向断裂形成的破片宽度变化呈正态分布,且40CrMnSiB钢壳体形成的破片质量在0.1 g以上数目比50SiMnVB钢壳体增加了49%,破碎程度更加严重。