基于γ′相尺寸的新型Ni-Cr-Co基合金高温变形行为研究

本文在600 ℃、5×10_^-4 s_^-1条件下对不同γ′相尺寸的毫米级粗晶新型Ni-Cr-Co基合金进行高温拉伸实验,并结合OM,SEM和TEM研究γ′相尺寸对合金高温变形行为和锯齿流变效应的影响。结果表明,γ′相尺寸对合金力学性能影响显著,随着γ′相尺寸的增加,材料强度呈先提高后降低的趋势,合金的主要变形机制由位错切过γ′相转变为位错绕过γ′相;当γ′相尺寸持续增加时,位错运动受阻难以绕过γ′相,溶质原子钉扎可动位错,当应力增大至一定程度时位错脱钉,反复的钉扎与脱钉即动态应变时效导致合金在变形过程中出现锯齿流变效应。可通过调控γ′相尺寸弱化,当γ′相平均尺寸为57.18 nm时,锯齿流变效应微弱,临界应变最大,力学性能较高,因此γ′相最佳尺寸为57.18 nm。     

易拉罐用铝材的锯齿屈服现象

在应变速率为5.56×10-5～5.56×10-3 s-1的范围内,从223～773 K,每间隔25 K的温度下对易拉罐用铝材进行系列拉伸实验,探索其锯齿屈服规律.结果表明:易拉罐用铝材在形变过程中会出现动态应变时效现象;在给定的应变速率下,动态应变时效仅发生在一定的温区;在该温区内,应变速率敏感性出现了负值,强度出现了一个平台;并存在临界应变量转折温度Tt,在温度低于Tt的温区,动态应变时效是由于Mg溶质原子气团与位错交互作用的结果;在温度高于Tt的温区,存在两个相反的热激活过程,一是溶质原子运动至位错并钉扎位错;另一个过程是吸收源吸收溶质原子减弱对位错的钉扎作用.     

温度及应变速率对NZ31镁合金锯齿流变类型转变的影响（英文）

将固溶处理后的NZ31镁合金在不同温度及应变速率下进行拉伸实验,研究温度及应变速率对锯齿流变(Portevin-Le Chatelier效应)特征的影响。合金的锯齿流变行为出现在温度为150到250℃之间,在250℃时表现最剧烈,并且在晶粒内部可以发现特定取向的滑移带。随着温度的升高或应变速率的降低,锯齿流变类型由A型逐渐转变成C型。单个A型锯齿可划分为局部钉扎、完全钉扎和脱钉三个阶段。当温度升高或者应变速率降低时,溶质原子钉扎能力的增强会促进完全钉扎阶段的形成或者抑制脱钉阶段的发生,从而引起锯齿类型的转变。     

Fe-17mass% Mn阻尼合金的反常振幅内耗效应

通过真空感应熔炼、锻造及热处理等工艺,制备了Fe-17 mass%Mn减振合金,采用热膨胀法测量材料的相变点,并进行组织观察和分析。在不同温度和应变条件下,测试了材料的阻尼性能,并分析其振幅内耗效应。结果表明,实验合金在低温低应变振幅下表现出反常振幅效应,在高温高应变振幅下出现振幅内耗峰。由于溶质原子在不同温度下的动性不同,位错在不同振幅下的运动速度不同,以及溶质原子和位错线之间的"跟、拖、甩"作用等,可将G-L模型中的钉扎点看成可动的,来解释此情况。     

时效对LC9铝合金锯齿流变的影响SCIEI

研究了LC9铝合金经退火、淬火,及不同条件时效处理后的锯齿流变行为开始出现锯齿的临界应变ε_c随着时效加深而后移,从而测得过程的激活能为0.63eV,与空位在Al中的扩散激活能吻合。时效试样与退火试样不同,应变率ε增大,ε_c反而减小;而退火试样的ε_c则随ε而增大。说明退火试样的锯齿流变是形变空位控制的,而时效试样则是淬火空位控制的。若时效时间加长,锯齿由较为整齐的脱钉型变为明显衰减的钉扎型。锯齿密度也因时效而稍许减小。用位错与溶质原子及GP区的作用对以上现象进行了解释。     

时效对LC9铝合金锯齿流变的影响

研究了LC9铝合金经退火、淬火,及不同条件时效处理后的锯齿流变行为开始出现锯齿的临界应变ε_c随着时效加深而后移,从而测得过程的激活能为0.63eV,与空位在Al中的扩散激活能吻合。时效试样与退火试样不同,应变率ε增大,ε_c反而减小;而退火试样的ε_c则随ε而增大。说明退火试样的锯齿流变是形变空位控制的,而时效试样则是淬火空位控制的。若时效时间加长,锯齿由较为整齐的脱钉型变为明显衰减的钉扎型。锯齿密度也因时效而稍许减小。用位错与溶质原子及GP区的作用对以上现象进行了解释。     

2024铝合金中沉淀相对PLC效应的影响

对2024铝合金进行不同温度下的热处理, 得到了一系列具有不同溶质原子浓度的基体及析出相含量的铝合金试样. 将这些试样分别在低温(-100 ℃)和室温(25 ℃)下进行拉伸实验, 分析其锯齿幅值和临界应变随应变率的变化趋势. 结果表明, 溶质原子是 Portevin--Le Chatelier (PLC)效应的必要因素, 单纯的位错切割沉淀相不足以产生PLC效应, 只能影响PLC效应, 并且沉淀相对PLC效应的影响在中等拉伸应变率时表现明显.     

自然时效对6061铝合金锯齿形屈服的影响

对固溶处理淬火后自然时效时间不同的6061铝合金在室温下进行恒定应变率的拉伸试验,研究了自然时效对锯齿形屈服效应(Portevin-Le Chatelier,PLC)的影响。实验发现,材料强度、锯齿周期和临界应变三者在自然时效0~1 h期间均无明显变化,在自然时效超过1 h以后随自然时效时间延长而增大;锯齿幅值在自然时效0~2 h期间随自然时效时间延长而减小,在自然时效超过2 h后趋于稳定值。自然时效过程中,强化效果明显的β'相在自然时效时间1~2h之间开始形成并随自然时效时间线性增加。结合动态应变时效模型的分析结果与实验相符合,揭示了有强化效果的析出相对PLC效应的作用机制:具有强化效果的析出相含量增多将缩短可动位错的等待时间,使得可动位错更难被钉扎,从而导致锯齿周期和临界应变增大。分析结果还表明,该合金中溶质原子主要以体扩散方式向可动位错聚集从而实现对可动位错钉扎。     

喷射共沉积SiCp增强6061Al MMC的阻尼特性及位错阻尼机制

采用喷射共沉积方法制备了６０６１Ａｌ／ＳｉＣｐＭＭＣ,并对其阻尼机制进行了研究。发现在试验测量范围内Ｑ－１对ｆ和ｔ敏感,对Ａｍ没有依从性,Ｍ随ｔ变化只表现为线性下降,无明显软化现象,且６０６１Ａｌ／ＳｉＣｐＭＭＣ的阻尼能力比６０６１Ａｌ至少高一个数量级。６０６１Ａｌ／ＳｉＣｐＭＭＣ在试验测量温度范围内,位错阻尼起主要作用。在低应变条件下,随温度的升高,由于热激活作用,位错阻尼在不同的温度段表现出不同的作用机制,可描述为：位错弓出→溶质原子和气团协同位错运动→位错从溶质原子脱钉并拖曳气团运动→长位错摆脱气团在强钉扎下运动→位错脱钉。     

溶质浓度对Al-Cu合金中PLC效应的影响

在不同温度下对Al-Cu合金试件进行固溶处理，以改变溶质原子在固溶体中的浓度及析出相在合金中的含量．对所得到的Al—Cu合金试件进行常应变率拉伸实验，观察其应力一时间关系曲线．由拉伸实验现象分析溶质原子及析出相对位错运动的影响，从而探究Portevin-Le Chatelier（PLC）效应产生的微观机制．结果表明，当固溶处理温度由500℃逐步降低，应力-时间曲线上的锯齿幅值逐渐减小，并在300℃时达到最小值；继续降低固溶处理温度至100℃，锯齿幅值又逐渐增大．固溶处理温度高于300℃时，溶质原子对PLC效应的影响强于析出相的影响而起主要作用；反之，固溶处理温度低于300℃时，析出相对PLC效应的影响强于溶质原子的影响而起主要作用．     

INTERACTION BETWEEN THE DISLOCATIONS AND STRAIN--INDUCED PRECIPITATES DURING STRESS RELAXATION AFTER DEFOR-MATION OF Fe--Ni--Nb--Ti--C ALLOY

对Fe--Ni--Nb--Ti--C合金在850℃变形后的等温弛豫过程中位错组态的演变以及应变诱导析出过程进行了TEM观察分析. 样品的应力弛豫曲线可以明显地区分为三个阶段, 分别对应应变诱导析出的孕育、形核长大和粗化过程. 变形过程中产生的高密度、相互缠结的位错在等温弛豫过程中密度降低, 并逐渐形成胞状结构. 应变诱导析出在离散位错与胞界的位错网络上均能形核, 但离散位错上颗粒析出密度更大. 析出对位错产生的钉扎作用减缓了位错组态演变的进程. 一旦析出颗粒发生粗化, 则其钉扎作用减弱, 而位错则以绕过机制摆脱析出颗粒的钉扎.     

铁素体/马氏体钢P92的正常和反常锯齿流变行为

对经过正火和回火处理的P92钢在573~623 K的温度区间和5×10~(-5)~1×10~(-3)s~(-1)的应变速率范围内进行了拉伸试验,研究了温度和应变速率对铁素体/马氏体钢P92锯齿流变的影响。结果表明:在应变速率为5×10~(-5)~1×10~(-3)s~(-1)及温度为573~623 K这两个区间内进行拉伸试验,P92钢产生锯齿流变时的临界应变均表现出正常和反常的行为。经计算,正常锯齿流变激活能为134 k J/mol。结合透射电镜观察结果,表明铬原子等置换原子可能是产生锯齿流变的原因,而反常行为则可能是由于位错对析出相产生切割作用引起。     

Al－Li单晶体锯齿流变的应力幅度

分析了Ａｌ－Ｌｉ二元单晶体锯齿流变的应力幅度与被钉扎位错的时效时间、应变量和温度的关系，结果表明：其应力幅度的变化趋势符合动态应变时效的理论模型，并且与位错时效程度的饱和、δ’粒子被切割和锯齿流变（ＰＬＣ）带的运动有关。     

固溶处理对Ni-Co基高温合金反常动态应变时效的影响

研究了亚固溶和过固溶处理对Ni-Co基高温合金在400和450℃和不同应变速率下拉伸时的锯齿状塑性失稳现象的影响.实验结果表明,过固溶合金的晶粒尺寸和二次γ′相间距大于亚固溶合金.2种固溶处理后的合金都表现为反常动态应变时效,其锯齿状流变现象都是由置换固溶原子和可动位错的相互作用引起的.2种固溶处理后锯齿状流变的临界应变量的差别与合金内二次γ′相的间距和塑性变形时合金内位错密度有关;其应力差值的区别与塑性变形时合金内位错密度及由晶界控制的扩散有关.     

热处理制度对Ti49.2Ni50.8合金内耗性能的影响

利用X射线衍射、扫描电镜和倒置低频扭摆仪研究了不同热处理状态Ti-50.8%Ni(摩尔分数)合金的低频阻尼性能.结果表明:固溶处理试样只存在马氏体相变内耗峰,而时效处理试样中既有马氏体相变内耗峰,也发现有R相变内耗峰,相变内耗峰均对应弹性模量极小值,相变内耗峰与频率成反比;在时效处理试样中,马氏体相和R相的阻尼性能高于母相(B2);时效处理对马氏体相变有抑制作用;在400℃时效的TiNi合金中,于200K左右处发现内耗峰,随着频率的增加,低温内耗峰向高温方向运动,此内耗峰与时效析出的Ti3Ni4粒子钉扎位错有关,用钉扎位错脱钉的G-L模型解释了低温内耗峰,此内耗峰的脱钉既包括机械脱钉,也包括热激活脱钉.     

Effects of Fiber Volume Fraction on Transverse Tensile Properties of SiC/Ti-6Al-4V Composites

采用有限元法分析了在残余应力和外加横向载荷作用下纤维体积分数对SiC/Ti-6Al-4V复合材料横向拉伸行为的影响。通过弹簧连接纤维与基体界面的重合节点来模拟界面脱粘。结果表明,在界面结合强度一定时,界面脱粘应力(对应于应力-应变曲线上应变的跳跃)受0°方向界面径向残余应力影响较大;在界面脱粘先于基体屈服时,复合材料失效应力(对应于应力-应变曲线上的水平部分)主要取决于纤维体积分数,且体积分数越低,失效应力越高。     

Fe-Ni-Nb-Ti-C合金变形后等温弛豫过程中位错与析出的相互作用

对Fe-Ni-Nb-Ti-C合金在850℃变形后的等温弛豫过程中位错组态的演变以及应变诱导析出过程进行了TEM观察分析．样品的应力弛豫曲线可以明显地区分为三个阶段，分别对应应变诱导析出的孕育、形核长大和粗化过程．变形过程中产生的高密度、相互缠结的位错在等温弛豫过程中密度降低，并逐渐形成胞状结构．应变诱导析出在离散位错与胞界的位错网络上均能形核，但离散位错上颗粒析出密度更大．析出对位错产生的钉扎作用减缓了位错组态演变的进程．一旦析出颗粒发生粗化，则其钉扎作用减弱，而位错则以绕过机制摆脱析出颗粒的钉扎．     

Cu-15Ni-8Sn合金压缩变形下的动态时效行为

研究了粉末冶金制备的固溶态Cu-15Ni-8Sn合金在不同温度和压缩速率下的动态时效行为。结果表明:在较低温度和较慢的应变速率下变形时,溶质原子首先向位错处偏聚,形成对位错移动产生钉扎作用的Cottrell气团,产生动态应变时效,随后位错处弥散分布的溶质原子形成细小的调幅组织。而在较高温度变形时效时,溶质原子很快形成析出强化相,不产生动态应变时效,且达到峰时效的时间远小于预冷变形后的峰时效时间。     

铝合金中位错与替代式溶质原子交互作用引起的低频振幅内耗峰

在稀铝铜和稀铝镁合金中于室温附近观测到低频振幅内耗峰和温度内耗峰,所用的最大表面应变振幅为5×10~(-7)—1×10~(-3).这种反常内耗表现出一种特殊的时效行为.与此同时,还观测到时效内耗峰,曾在下列三种条件下反复观测到这些内耗峰: (1)高度冷加工的试样退火到刚在完全再结晶以前;(2)充分退火的试样冷加工到刚超过屈服;(3)充分退火的试样经高温淬火.业已证明,观测到的这些内耗峰是由溶质原子(Al中的Cu或Mg)与冷加工或淬火产生的“新鲜”可动位错之间的交互作用引起的.这种新鲜位错含有大量弯结.提出了一种改进了的位错气团模型,认为当位错弯结在外加交变应力作用下作往复沿边运动的过程中,溶质原子被拖着在两个势垒之间来回移动.     

LOW-FREQUENCY "AMPLITUDE PEAKS" IN THE INTERNAL FRICTION ASSOCIATED WITH THE INTERACTION OF SUBSTITUTIONAL SOLUTE ATOMS WITH DISLOCA-TIONS IN ALUMINIUM ALLOYS

在稀铝铜和稀铝镁合金中于室温附近观测到低频振幅内耗峰和温度内耗峰,所用的最大表面应变振幅为5×10~(-7)—1×10~(-3).这种反常内耗表现出一种特殊的时效行为.与此同时,还观测到时效内耗峰,曾在下列三种条件下反复观测到这些内耗峰: (1)高度冷加工的试样退火到刚在完全再结晶以前;(2)充分退火的试样冷加工到刚超过屈服;(3)充分退火的试样经高温淬火.业已证明,观测到的这些内耗峰是由溶质原子(Al中的Cu或Mg)与冷加工或淬火产生的“新鲜”可动位错之间的交互作用引起的.这种新鲜位错含有大量弯结.提出了一种改进了的位错气团模型,认为当位错弯结在外加交变应力作用下作往复沿边运动的过程中,溶质原子被拖着在两个势垒之间来回移动.