高熵合金动态载荷下变形机制的研究进展

因具有一系列特殊的结构和性能,高熵合金在短短十几年间就从一种新型的合金设计理念成为了高性能结构材料的明日之星.近年来,研究者们相继开展了高熵合金的动态力学行为和变形机制的研究,旨在推进高熵合金的实用化进程、夯实高熵合金动态力学行为的理论基础并进一步丰富高熵合金的内涵.本文综述了高熵合金动态变形机制的研究进展,对高熵合金在动态载荷下的位错运动、孪生变形、应变诱发相变以及绝热剪切效应进行了总结和分析.在此基础上,本文认为高熵合金在动态载荷下的变形机制与其在准静态载荷下的变形机制之间,既有相互关联的相似性,又有值得关注的差异性.具体而言,动态变形由位错运动主导的高熵合金,因受到热激活机制、拖曳机制和位错间强相互作用的影响,而具有显著的应变率效应、应变敏感性和强应变硬化能力.其中,动态载荷下的位错运动会受到晶格畸变、短程有序、第二相等一系列微结构的影响.此外,层错能较低的面心立方型高熵合金的动态变形过程、亚稳高熵合金的动态变形过程以及难熔高熵合金的动态力学行为,还会分别受到孪生变形、应变诱发相变效应以及热效应和变形局域化引发的绝热剪切效应的显著影响.     

冷变形对00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢摩擦磨损性能的影响EI北大核心CSCD

对新型00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢进行不同变形量的冷轧处理,研究了高氮无镍不锈钢的冷变形性能以及冷变形对其摩擦磨损性能的影响。结果表明,高氮无镍不锈钢的奥氏体组织稳定,即使发生60%的冷变形也不产生形变马氏体;随着冷变形量的增加,高氮无镍不锈钢的强度、硬度提高,断后延伸率、加工硬化指数逐渐减小。在2、5和10 N载荷作用下,00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢的磨损速率随着冷变形量的增加呈现先减小后增加的趋势,且载荷为2 N和5 N时在20%变形量处高氮无镍不锈钢具有最佳耐磨性,载荷为10 N时40%变形态高氮无镍不锈钢的耐磨性最佳。同时,随着冷变形程度和载荷的增加,00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢的磨损机制逐渐由磨粒磨损、氧化磨损和脆性剥落转变为磨粒磨损和脆性剥落。     

PC/ABS在高应变率下的压缩大变形

目的对PC/ABS在高应变率下的压缩大变形行为进行实验研究与模拟。方法在应变率为1600~5000 s~(-1),温度为293~353 K的范围内,选用霍普金森压杆获取其在高应变率、高温下的大变形行为;选用DSGZ本构模型,模拟PC/ABS在高应变率下的大变形。结果 PC/ABS大变形行为强烈依赖于应变率和温度,屈服应力随应变率增加或温度降低而升高,大变形行为包括弹性、屈服、应变软化和应变硬化。结论DSGZ本构可准确模拟PC/ABS在高应变率、高温下的大变形行为。     

预变形程度和变形温度对CoCrFeMnNi高熵合金的变形机制及后续再结晶行为的影响

使用电子背向散射衍射技术研究了预变形程度和变形温度对CoCrFeMnNi高熵合金的变形机制和后续再结晶行为的影响。结果表明,在低应变量条件下,变形温度对CoCrFeMnNi高熵合金的形变微观组织没有显著的影响,形变机制均以位错滑移为主导;在室温下变形,随着应变量的增大位错滑移和孪生变形共同主导变形。在低温退火条件下预变形程度对再结晶行为也没有显著的影响,难以发生再结晶。但是在高温退火条件下,变形程度的提高使再结晶晶粒显著细化和∑3晶界的比例大幅度提高。     

冷变形对00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢摩擦磨损性能的影响

对新型00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢进行不同变形量的冷轧处理,研究了高氮无镍不锈钢的冷变形性能以及冷变形对其摩擦磨损性能的影响。结果表明,高氮无镍不锈钢的奥氏体组织稳定,即使发生60%的冷变形也不产生形变马氏体;随着冷变形量的增加,高氮无镍不锈钢的强度、硬度提高,断后延伸率、加工硬化指数逐渐减小。在2、5和10 N载荷作用下,00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢的磨损速率随着冷变形量的增加呈现先减小后增加的趋势,且载荷为2 N和5 N时在20%变形量处高氮无镍不锈钢具有最佳耐磨性,载荷为10 N时40%变形态高氮无镍不锈钢的耐磨性最佳。同时,随着冷变形程度和载荷的增加,00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢的磨损机制逐渐由磨粒磨损、氧化磨损和脆性剥落转变为磨粒磨损和脆性剥落。     

深部高应力软岩巷道锚注支护施工技术研究

在对深部高应力软岩巷道变形破坏特征、变形形态和变形破坏的影响因素分析的基础上,概括了锚注支护施工工艺,将其成功地运用于深部高应力软岩煤、岩巷道,并对锚注施工提出了明确的技术要求。     

金属基复合材料的高应变速率超塑性

综述并评论了金属基复合材料的高应变速率超塑变形机制，描述了金属基复合材料在高应变速率超塑变形中的一些理化现象，说明了变形过程中的各种影响因素，总结了具有高应变速率超塑性能的金属基复合材料及其性能，并指出了在金属基复合材料的高应变速率超塑性研究方面的不足。     

高面板堆石坝变形控制的若干问题

面板堆石坝是一种安全经济的坝型，对地形、地质和气候条件有着适用性并且施工方便、投资省、工期短、运行安全、抗震性好，因而其作为坝型选择具有很大的优势。但近年来，由于高度的原因也会容易更加的容易出现变形。本文从高面板堆石坝变形的原因着手，分析高面板堆石坝变形的影响，从而对高面板堆石坝变形的控制方法进行深入的探讨，从而控制其安全性与稳定性。     

TC21钛合金高温热变形行为研究

研究了不同热变形条件下TC21钛合金的流变应力行为和微观组织演变规律,分析了高温热变形行为模型及动态再结晶现象.结果表明,随变形温度的升高和热变形速率的降低,TC21钛合金在热变形过程中相变和变形同时发生,导致了热变形过程中的动态回复和再结晶现象.     

深部工程软岩巷道变形破坏机理及控制技术

本文为研究深部工程软岩巷道大变形问题,采用现场实测、相似模拟等方法,以陶二煤矿北大巷为例,研究了巷道围岩变形破坏机理,提出了巷道围岩控制对策。结果表明:巷道大变形的主要影响因素包括埋深大、应力高、黏土含量高、支护不及时;高强度、高预紧力、主动控制是解决软岩大变形的有效途径。现场试验结果证明了支护方案的合理性。     

身管径向精密锻造的塑性应变分析与锻造比研究

目的研究身管径向精密锻造中,不同变形阶段的锻造比与塑性应变的关系,以及内膛成形的条件。方法提出了局部锻造比的概念,推导了整体锻造比和局部锻造比的关系。基于局部锻造比,给出了单次锻打所产生的塑性应变增量,求出了径向锻造过程的全场塑性应变的解析解。将弹线膛同时锻造成形的过程分为下沉段和锻造段,探讨了下沉段和锻造段的锻造比对各自塑性变形的影响,提出了内膛成形的必要条件,并用实际身管锻打进行了试验验证。结果每个截面沿轴向的变形都是均匀的拉应变,其值和锻造比成正比;径向和周向应变随着径向位置而变化,且和半径的平方成反比。结论下沉段的锻造比过大对内膛成形不利,增大锻造段的锻造比有利于内膛的成形。     

组合式钩尾框的锻造方法

分析了钩尾框在开发过程中的主要技术难题,在对钩尾框的成形工艺方案分析的基础上提出了合理的工艺方案.同时对铁路用钩尾框的锻造成形工艺、模具设计进行分析和优化设计,从而获得合格的锻造产品.     

柴油机关键件精密成形工艺研究

目的提高柴油发动机关键件泵体铸改锻后的综合机械性能,采用精密成形技术来实现泵体的组织和性能的一致性控制。方法首先通过工艺分析,设计了锻件的形状及其分模方式,建立了锻件的三维实体模型;再根据其工艺方式,设计了模具结构及工艺路线,并对预制坯形状进行了设计。结果经过工艺试制,泵体锻件充型饱满,缺陷得到克服,尺寸精度达到了技术要求,泵体的流线连续,晶粒度达8级,经铸改锻后性能得到了大幅提升。结论通过工艺实验,分析了成形中缺陷产生的原因和控制方法,优化了预制坯设计以及成形关键工艺参数,为确定最终精密成形工艺提供了依据。     

精密锻造成形技术在我国的应用情况及发展趋势（1）

精密锻造成形技术是应用范围越来越广泛的一种先进制造技术。本文简要介绍了精密锻造成形技术的发展概况，列举了大量的工程应用实例来阐明冷锻成形、温锻成形、闭塞锻造成形、铝合金的精密锻造成形、精密热模锻成形、复合成形、等温锻造成形等精密锻造成形工艺在我国的应用情况。在给出了我国精密锻造成形技术目前发展中存在的主要问题的基础上，指出了精密锻造成形技术的发展趋势。     

铝合金液态模锻的应用及发展

叙述了铝合金液态模锻成形的工艺实质、方法及其特点。阐述了铝合金液态模锻工艺的优点。介绍了液态模锻成形轿车零件的应用实例,指出了铸造技术和模锻技术有机结合成先进的液态模锻成形工艺是一种行之有效的新技术。     

锻造比对身管膛线成形影响分析

目的膛线是身管的关键部位,其主要作用是使弹头旋转运动,以保持弹头飞离膛口后稳定飞行。膛线成形性的状况对枪管的初速、精度都有重要的影响,故需要分析径向锻造过程中不同锻造比对身管膛线成形性的影响。方法使用有限元商业软件Abaqus建立三维有限元模型,对身管膛线的成形过程进行数值模拟,得出不同锻造比对身管膛线成形影响的规律。结果锻造比大于35%时,阴线的边界处的Mises应力大于材料的强度极限,膛线因应力过大而扭曲;锻造比小于15%时,阳线上的菱角处成形不充分,膛线的阴、阳线边界不分明;当锻造比为25%时,膛线应力分布在合理范围内且成形良好。结论通过仿真得出新材料的合理锻造比范围在25%左右,在15%~35%之间。     

Solidification microstructure of Cr4Mo4V steel forged in the semi-solid state

Semi-solid forging of iron-based alloys during solidification has unique characteristics distinct from those of the classical hot forging. With the aim of acquiring precise knowledge concerning the microstructural evolution of bearing steel Cr4 Mo4 V in this process, a series of semi-solid forging experiments were carried out in which samples were wrapped in a designed pure iron sheath. The effects of forging temperature and forging reduction on the grain morphology and liquid flow behavior were investigated, respectively.By forging solidifying metal(FSM), bulky primary dendrites were broken and spheroidal grains with an average shape factor of 0.87 were obtained at 1360?C. With the decreasing forging temperature to 1340?C,the microstructural homogeneity can be improved. On the other hand, it shows that a higher forging reduction(50%) is essential for the spheroidization of grains and elimination of liquid segregation. Those microstructural characteristics are related to different motion mechanisms of solid and liquid phases at different forging temperatures. Additionally, the effect of semi-solid forging on the eutectic carbides was also investigated, and the results demonstrate that the higher diffusion capacity and less liquid segregation jointly lower the large eutectic carbides and consequently cause its uniform distribution during FSM.     

上模压下速度对带阻尼台叶片精锻影响的研究

利用DEFORM-3D,采用刚粘塑性有限元法,建立了带阻尼台叶片精锻过程的三维有限元模型,模拟分析了上模压下速度对带阻尼台叶片精锻过程的影响规律.获得了不同上模压下速度时的等效应力、最大主应力等场变量分布及带阻尼台叶片精锻过程载荷-行程曲线,并根据最大主应力分布提出了对终锻坯料形状设计的建议.研究结果对带阻尼台叶片精锻工艺的制订具有重要的指导意义.     

某筒座30CrMnSi合金结构钢毛坯锻压工艺

用30CrMnSi合金结构钢为原材料，采用毛坯热锻后再切削加工研发新产品。经锻件设计，热模锻工艺制定，热模具结构设计，生产过程试验，使毛坯满足产品零件设计的技术要求，达到批量生产能力。     

模锻过程模拟及锻模优化设计与研究

本文采用上限元法通过对模锻过程的模拟和研究提出了依据金属塑性成形理论设计最佳锻模参数的方法。解决了锻模设计必须多次试验和不能进行最优化设计的问题,减小了锻造力,提高了材料利用率.实验室验证和生产验证表明了理论结果的正确性和锻模优化设计方法的可行性、优越性和良好的应用前景。