复合变形应变状态对AZ31镁合金组织性能的影响

分析了压痕-压平复合变形工艺特点及应力与应变状态。研究了压痕-压平复合变形时应变状态对镁合金材料孪晶组织的影响。结果表明,应变状态是镁合金材料产生孪晶的主要因素。拉伸变形区的组织产生了少量的孪晶,晶粒细化不明显;压缩变形区的组织产生了很多细小的压缩孪晶,晶粒细化明显。压痕-压平复合变形产生了压缩变形→孪晶组织形成→发生动态再结晶→孪晶消失→晶粒细化的组织演变过程,形成分布均匀的细小的晶粒组织,从而使镁合金板料的组织性能得到有效改善。压痕-压平复合变形使镁合金板材的形核率的增加速率大于晶粒长大率的增加速率,发生了完全动态再结晶后,晶粒得到进一步细化。     

Cu-6%Ag合金组织纤维化过程中的应变协调行为

Cu-6％Ag合金（质量分数）原始组织由枝晶偏析的Cu基体和不平衡共晶体两种组成物构成，冷拉拔及中间热处理可导致组织纤维化．通过测量纤维化过程中组成物的尺寸变化以及计算各组成物的名义应变和应变增长率，分析了不同组成物之间的应变协调行为．在不同的变形阶段，两种组成物应变硬化能力不同，导致应变程度和应变增长率存在差别．随合金变形程度的增加，两种组成物在演变为纤维复合组织的过程中，应变程度和应变增长率并不保持一致，表现出一定程度的应变不协调性．     

Ti-6Al-4V合金超塑性变形中的组织演变及变形机制

920℃、应变速率为1×10.3和2×10.4 s.1时,对不同初始晶粒尺寸(2.6、6.5和16.2 μm)的Ti-6Al-4V合金进行超塑性拉伸变形.采用光学显微镜、透射电镜观察变形后的显微组织.结果表明,初始晶粒尺寸的不同对超塑性变形中的组织演变及变形机制有着显著的影响.拉伸变形中晶粒明显粗化,变形诱发晶粒长大是超塑性变形组织的重要特征之一;随着变形程度的增大,应变诱发的晶粒长大显著增大,并且远大于静态长大的增幅.对于细晶粒材料(2.6和6.5 μm),位错运动协调的界面滑动是其变形的主要机制.而对于晶粒较粗的材料(16.2 μm),超塑变形机制是晶界滑动与晶内位错运动的共同作用.随着晶粒尺寸的增大,以晶界滑动为主的变形方式逐渐转向以晶内位错运动为主.     

剧烈塑性变形对块体纳米金属材料结构和力学性能的影响

综述了剧烈塑性变形引起的块体纳米金属材料的结构和力学性能演变.以电化学沉积法制备的fcc结构纳米晶Ni-20%Fe(质量分数)合金为研究对象,通过对其进行不同应变量的高压扭转实验,系统分析了变形引起的结构和力学性能演变.结构表征结果表明:(1)变形引发纳米晶Ni-Fe合金晶粒旋转,实现晶粒长大.同时,晶粒长大过程伴随着位错密度、孪晶密度的演变;(2)存在一个最有利于变形孪晶生成的晶粒尺寸范围(45~100 nm),在这个晶粒尺寸范围之外,去孪晶起主导作用使原有的生长孪晶或变形孪晶消失;(3)位错密度是影响位错与孪晶反应的新的影响因素.当发生孪晶的晶粒内位错密度低时,位错可完全穿过孪晶界,部分穿过孪晶界,或被孪晶界吸收;发生孪晶的晶粒内位错密度高时,大量位错缠绕并堆积在孪晶界附近,形成应力集中,破坏孪晶界原有的共格性.为释放局部应力,将从孪晶界的另一侧发射不全位错形成层错和二次孪晶;(4)在塑性变形导致的晶粒长大过程中,原先偏聚于消失了的晶界上的C和S沿残留晶界扩散并继续偏聚于晶界上.结构与力学性能关系结果表明:随着应变量的增加,应变强化、应变软化交替出现.位错密度对硬度的演变起主导作用,其它结构演变(如孪晶密度的变化和晶粒尺寸变化)对硬度的演变起次要作用.     

钢/铝层状复合板的拉伸力学性能与界面失效过程EI北大核心CSCD

采用准静态拉伸实验研究钢/铝复合板在1×10^(-4)~1×10^(-2)s^(-1)应变速率范围的拉伸力学性能与变形行为,通过扫描电镜表征分析复合界面的组织演变与失效机理。结果表明:钢/铝轧制复合界面生成厚度约8μm、含有少量金属间化合物Fe_(2)Al_(5)和Fe_(4)Al_(13)的过渡层。复合板的强度与钢、铝层之间满足混合法则,界面具有强化作用但易产生微裂纹,界面断裂失效和基层应变硬化导致应力-应变曲线波动。高应变速率加载使界面层急剧断裂,曲线波动程度增大,但断口的界面分离程度减小。准静态拉伸过程,钢/铝界面最先萌生裂纹,层间附加应力引起界面裂纹长大并扩展至铝层内部,钢层随后颈缩导致复合板断裂失效。提高钢/铝界面的结合强度可以改善层状复合板的变形协调性和力学性能。     

TWIP钢中晶粒尺寸对TWIP效应的影响

冷轧TWIP钢经1073,1173,1273和1373K固溶处理10min后,得到了晶粒尺寸分别为7,13,30和63μm的奥氏体组织.拉伸实验表明,随着晶粒尺寸的增加,加工硬化速率(dσ/dε)与真应变(ε)的变化关系由2阶段变为3阶段.当晶粒尺寸大于30μm时,加工硬化速率与真应变关系中的第2阶段对应的应变长度随着晶粒尺寸的增加而迅速增加.当真应变为0—0.2时,加工硬化指数随真应变的增加而迅速增加;在随后的变形中,与上述4个晶粒尺寸对应的试样的加工硬化指数分别稳定在0.47,0.53,0.56和0.68.OM和TEM观察显示,随晶粒尺寸的增大,变形过程中形变孪晶数量增多.对于较大晶粒尺寸的试样,形变孪晶在拉伸变形过程中形核的临界应力较低,随变形量增加,形变孪晶可持续形成,使其加工硬化能力增加,从而增大了TWIP效应;相反,晶粒尺寸减小使变形过程中的形变孪晶形核临界应力增大,抑制形变孪晶的产生,从而减小了TWIP效应.     

直径方向上仅有几个晶粒时纯镍丝材的拉伸变形行为（英文）

研究纯镍丝材单向微拉伸塑性变形过程中的流动应力和非均匀变形行为尺寸效应。实验发现,流动应力随晶粒尺寸的增加(或直径方向上晶粒数量的减少)而降低,而非均匀变形程度增加。当直径方向上少于9.3个晶粒时,流动应力随晶粒尺寸增加而快速降低。通过引入晶界尺寸因子构建介观尺度材料本构模型揭示丝材微拉伸流动应力尺寸效应。结果表明,断裂应变和断裂应力随着晶粒尺寸的增加而减小。当试样直径方向上少于14.7个晶粒时,断裂应变和断裂应力快速降低,表明微拉伸过程中的非均匀变形程度随着直径方向上晶粒数量的减小而增加。当试样直径方向上的晶粒数量减少时,断口形貌变得越来越不规则。从材料微观组织分布方面分析了不规则断口形貌的形成机理。     

微电子封装用键合金丝替代产品的研究现状

随着电子封装技术的发展,传统键合金丝在性能和价格上已经不具备优势。采用复合和改性等方法可以开发出满足要求的键合金丝替代品。总结了金包银复合键合丝、钯包铜复合键合丝、金合金键合丝和银合金键合丝共4种键合金丝替代产品的性能特点、成分配比、生产技术难点和关键点,介绍了部分典型产品,并对替代产品的发展趋势进行了展望。     

分子动力学模拟不同层错能单晶Ni及其合金拉伸变形行为

采用分子动力学模拟了不同尺寸模型的单晶Ni及Ni₅₇Cr₁₉Co₁₉Al₅合金[100]晶向拉伸变形过程,确定了具有稳定塑性流变应力的模型尺寸,进一步研究了在具有稳定塑性流变应力的相同模型下单晶Ni及其合金拉伸变形行为。结果表明,层错能较低的单晶Ni₅₇Cr₁₉Co₁₉Al₅合金在小尺寸模型拉伸变形时,容易形成多层孪晶结构或变形孪晶;模型的横截面边长大于30倍的晶格常数时,塑性流变阶段流变应力、相结构及位错密度随应变起伏趋于平稳。具有稳定流变应力的相同尺寸单晶Ni及其合金拉伸时,层错能越低,塑性变形时层错面的面积越大。Shockley不全位错在单晶Ni及其合金塑性变形过程中起主导作用,多层孪晶的形成伴随着位错耗尽,变形孪晶的形成与湮灭则主要由位错饥饿机制主导。     

冷轧对TiNi合金组织及力学性能的影响

在室温下对TiNi合金进行轧制,采用OM、XRD、DSC、TEM等分析检测技术,研究了冷轧变形量对TiNi合金显微组织演变、力学性能的影响规律,探讨了合金变形的微观机制。结果表明：TiNi合金在冷轧变形过程中,组织发生了B2奥氏体相向B19’马氏体相的转变;随变形量的增加,组织的不均匀变形增加,出现了纳米晶和非晶相。冷轧后的TiNi合金在拉伸过程中仅表现出奥氏体相、马氏体相的弹性变形和塑性变形阶段,应力诱发马氏体相变阶段消失,表现为连续屈服过程。TiNi合金在不同的应变阶段具有不同的变形机制：当应变量为0<ε≤0.3时,合金的主要变形机制为位错滑移;当应变量ε>0.3时,合金以孪生和位错滑移相结合的变形机制进行变形。     

Cross-sectional structure,microstructure and mechanical property evolutions of brass cladding pure copper stranded wire composite during drawing

A solid/liquid continuous casting and composite technology was used to produce d8.5 mm brass cladding pure copper stranded wire composite billet and the composite billet was then drawn. The results showed that the composite billet had good surface quality, metallurgical bonding interface between brass and pure copper as well as elongation of 53.1%. Synergistic deformation degree between pure copper wire and brass cladding layer was high during drawing. With an increase of the total deformation amount, the plastic deformation of the pure copper wire reduced triangular arc gaps between the pure copper wires and the triangular arc gaps were fully filled at 50%. When the total deformation amount was increased to 63%, dislocation cells and microbands successively formed in the pure copper wire. In the brass cladding layer, planar dislocation networks, twins and shear bands formed successively, and the main deformation mechanisms were dislocation sliding, twinning and shear deformation. The tensile strength increased from 240 MPa of the composite billet to 519 MPa of the one with the deformation amount of 63%, but the elongation decreased from 53.1% to 3.2%. A process of solid/liquid continuous casting and composite forming→drawing can work as a new compact method to produce brass cladding pure copper stranded wire composite as railway through grounding wire.     

铜包铝线材室温拉变形后的显微组织和力学性能

研究经室温拉变形后的纯铜包覆铝合金的不同线径的线材的显微组织及力学性能。结果表明:显微组织自原始的等轴晶变为细长条纤维状,纤维直径与形变量近似地成反比,纤维长度与形变量的平方近似地成正比;经室温拉变形的铜包铝线的极限抗拉强度随形变量增大而增大,与形变量平方根呈直线关系;延伸率随形变量增大逐渐降低,但延伸率波动较大。根据原始纯铜和合金铝的极限抗拉强度值,可以用复合材料强度的混合法则近似地预测不同线径的铜包铝线的极限抗拉强度。     

中间退火温度对新能源汽车用4004/3003/4004铝合金复合板组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机等设备,研究了中间退火温度对新能源汽车动力电池用4004/3003/4004三层铝合金复合板组织和性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,复合板的包覆率未发生明显变化,复合界面清晰、平直,包覆率偏差较小。皮材4004铝合金层中的Si颗粒细小、弥散,尺寸为2～4 μm。中间退火温度为370 ℃时,芯材3003铝合金层中晶粒全部完成再结晶。随着中间退火温度的升高,复合板抗拉强度和屈服强度先急剧降低后趋于稳定,伸长率呈相反的变化趋势。中间退火温度为370 ℃时,复合板的强度和伸长率开始趋于稳定,故复合板最佳中间退火温度为370 ℃,此时复合板的抗拉强度为137 MPa,屈服强度为80 MPa,伸长率为31%。     

Cu-Ag-Cr合金的线拉形变过程

研究了Ｃｕ-Ａｇ-Ｃｒ合金的线拉工艺及其形变时的组织和硬度变化规律。结果表明，该合金可通过多次中间热处理线拉至终了尺寸。线拉时，随形变量增加，原树枝状Ｃｒ相逐渐变成细片状纤维，在二维磨面上Ｃｒ纤维间距和厚度逐渐减小。分析指出，形变ＣｕＡｇＣｒ合金可望成为具有高强度和良好导电性的形变原位复合材料。     

Fe基非晶合金增强1060铝基多层复合材料的组织与性能

采用累积叠轧焊+中间退火法复合轧制1060Al/Fe基非晶多层铝合金复合板材。利用光学显微镜、扫描电镜、X-衍射分析仪以及拉伸试验机分析Al基复合材料的微观组织结构变化、断口形貌、物相组成以及力学性能。结果表明:Fe基非晶复合材料的增强体在300 ℃中间退火过程中发生部分晶化,在累积变形轧制过程中发生破碎,并随着变形道次的增加,破碎程度随之增大;复合板前6道次的累积轧制变形出现了明显的加工软化现象,并且随着变形道次的增加,其加工软化的效果愈明显;随着累积轧制变形道次增加,Al基复合材料的力学性能发生了明显的变化,第2道次轧制变形后屈服强度与抗拉强度达到了最大值为140 MPa和156 MPa,伸长率为5.53%,达到最佳综合性能。     

Nb/304L爆炸复合板界面组织分析

采用爆炸复合的方法制备出Nb/304L爆炸复合板,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱、显微硬度等实验手段,分析了爆炸复合界面的组织形貌及成分。结果表明:控制适当的爆炸复合参数可获得Nb/304L爆炸复合界面的波状结合。在界面两侧,材料产生强烈的塑性变形并引起硬度的升高。在爆炸波两侧分布有射流形成的旋涡,爆炸界面易产生熔化层。熔化区及熔化层主要由铌及不锈钢熔化、冷凝下来的Fe-Nb-Cr-Ni合金组成,在熔化区内还夹有铌、不锈钢颗粒物。在爆炸复合界面上,元素间的扩散程度很小。     

NiTi-Nb原位复合材料的准线性超弹性变形EI北大核心CSCD

据文献报道,Nb纳米线增强NiTi记忆合金复合材料可展现超常的准线性超弹特性。为揭示该准线性超弹特性的产生和变形机制,通过真空感应熔炼、锻造、拔丝方法原位合成了NiTi-Nb复合材料丝材。TEM显微分析表明,Nb纳米线沿丝材轴向平行分布在纳米晶NiTi基体中。该材料在经历一次9%的预变形后会展现准线性超弹特性,其屈服强度达1.7 GPa,表观Young's模量约34 GPa,准线性超弹性应变接近5.5%。同步辐射高能X射线原位拉伸实验结果表明,准线性超弹性的产生与以下2点原因有关:(1)复合材料经历预变形后,Nb纳米线和NiTi基体间会产生耦合力,再次加载时,NiTi所受的耦合拉应力可以将局部区域应力诱发马氏体相变所需的外应力降低到零附近,并且耦合力越大,加载初期的相变速率越高,经过适当的预变形后,加载初始就能够持续发生高速率相变;(2) NiTi中耦合拉应力呈梯度分布,使相变应力-应变曲线不再是常见的“平台型”,转变为“硬化型”斜线。     

继电器触点冷镦成形过程的有限元分析

研究了Ag Sn O2类材料单体触点在镦制过程中的开裂问题,并将银丝材料拉伸试验曲线转化成真应力、应变数据,拟合得到银丝材料流变应力数学模型。应用有限元方法,模拟了银单体触点的冷镦成形过程,得到了冷镦成形过程中的等效应变、应力分布情况。研究结果表明,拉应力越靠近外层越大,而径向压应力则越靠近外层越小,变形物体的单位压力从外向内逐渐增大,因此,触点最大直径处为易开裂位置。此外,准确预测了成形过程中材料产生裂纹缺陷的位置及裂纹程度,当变形达到材料Damage值时,裂纹开始形成,Damage值随变形程度的增加而上升。通过试验,对开裂模拟结果进行了验证,模拟结果与试验吻合较好。     

拉拔变形量对硬铜轧制杆和拉拔杆组织及性能的影响

采用光学显微镜、万能试验机、电阻仪等设备,研究了变形量对抗拉强度相近的硬铜轧制杆和拉拔杆组织、力学性能及电学性能的影响。结果表明,随着拉拔变形量增加,硬铜轧制杆的抗拉强度呈稍降低而后增加的趋势,电导率持续降低;拉拔杆的抗拉强度持续增加,电导率先变化不大而后略有降低。当拉拔变形量≥70%时,硬铜拉拔杆拉制单线的抗拉强度及导电性能优于轧制杆。采用硬铜拉拔杆拉制硬铜单线的导电性能及力学性能较稳定且满足TB/T3111-2017标准要求。     

医用镁丝多道次大塑性拉拔变形工艺及微观组织研究

本文以医疗器械行业常用材料纯镁丝为研究对象,采用一种新型大塑性多道次转角拉拔(M-PAD)变形工艺,建立了M-PAD变形模型,并模拟了拉拔过程中纯镁材的等效应力、等效应变变化图;通过设计便于进行拆卸与实验操作的M-PAD模具,对纯镁M-PAD变形工艺参数进行了试验研究。结果表明:M-PAD拉拔变形有利于晶粒的均匀细化,在第1次拉拔后,试样的晶粒得到细化,拉拔2次后晶粒大小无明显变化;M-PAD拉拔过程应选取合适的参数,本次试验得出的最优拉拔参数为4 mm/min速度下进行2次M-PAD拉拔。