钨对称倾斜晶界的分子动力学计算模拟

本文通过分析对称倾斜晶界的结构特点,建立了一套基于倒易空间阵点的对称倾斜晶界构建方法,并通过基于嵌入原子势分子动力学模拟研究了体心立方钨不同旋转轴和倾斜角的对称倾斜晶界结构、界面能和分离功.结果表明:在倾斜角或其对应的余角较小的情况下(<20°),随着倾斜角的增大,晶界能增加,说明小角度晶界具有较低的晶界能;而倾斜角较...     

小角度晶界对DD6单晶高温合金980℃拉伸性能的影响

针对第2代单晶高温合金DD6,采用籽晶制备了小角度晶界双晶试样.初步定量研究了小角度晶界对单晶高温合金DD6 980℃拉伸性能的影响.结果表明,随着小角度晶界角度的增加,试样的塑性显著降低,抗拉强度下降.与[001]取向标准试样的韧窝型断裂不同,小角度晶界试样出现不同程度的解理断裂特征,在晶界角度较大时,出现明显的沿晶断裂特征.与[001]标准试样相比,小角度晶界试样的断裂过程发生了变化,导致断裂机制发生变化.在980℃条件下,垂直于拉伸应力轴的枝晶界和小角度晶界将导致合金拉伸性能的降低.     

孪晶距对纳米钨力学性能影响的分子动力学模拟EI北大核心CSCD

为了研究孪晶间距的大小对纳米钨力学性能及变形机理的影响,利用分子动力学对不同孪晶间距的孪晶钨进行了单轴拉伸模拟。使用近邻列表技术(CNA)和位错分析方法(DXA)对拉伸过程中纳米钨的变形失效过程和微结构演化进行了表征分析,从而揭示孪晶间距对纳米钨力学性能影响微观机理。结果表明:孪晶钨变形过程中出现的相变、孪晶界的变形以及去孪晶化的现象会改变孪晶钨中裂纹的扩展方式,提高孪晶界的变形能力;而随着孪晶间距的减小即孪晶密度的增加,可变形的孪晶界增多,导致纳米孪晶钨的断裂应变增加。由于孪晶界中存在能量较高的相互作用的特殊三原子结构使纳米钨中更容易出现晶体缺陷,缺陷会在拉伸载荷作用下快速形成裂纹,导致晶体断裂失效,严重降低了纳米钨的屈服强度。此外,孪晶界的存在显著降低了几何必须位错的数量同时阻碍了位错的滑移运动,位错难以发射和运动,从而导致塑性变差。     

钨对Ti-22Al-20Nb-2W合金拉伸性能的影响

通过铌合金化改善Ti3Al合金的室温塑性时，人们发现高铌的加入使α2相转变成一种新有序正交相，该相以Ti2AlNb(O)为基。从此，O相作为有潜力的高温结构材料的相受到广泛关注。研究表明，O相为基的O β(B2)两相合金具有较好的综合性能。高强和室温塑性比α2基合金更有竞争力，高的比强度优于镍基超合金IN718。尽管如此，高于650℃时的拉伸强度显著降低，因而限制了其高温应用。相可溶解大量β稳定元素，因此，可通过合金化来提高(O β)两相合金。日本学者研究了钨合金化的Ti-22Al-20Nb-2W的高温拉伸性能。Ti-22Al-20Nb-2W合金采用非…     

超细镍纳米线拉伸性能的温度和应变率相关性的分子动力学研究

基于EAM势,采用分子动力学方法对超细镍纳米线（直径分别为3．94、4．95和5．99nm）在（100）晶向的拉伸性能进行研究,并对其温度相关性和拉伸应变率相关性进行探讨。结果表明：弹性模量和屈服强度随着温度的升高而逐渐降低,并且随着拉伸应变率的增大,应力一应变曲线波动程度变大,超细镍纳米线发生断裂时的应变越来越小。在0．01K温度下,超细镍纳米线屈服强度随拉伸应变率的升高迅速降低;但在其它温度条件下,拉伸应变率对弹性模量和屈服强度的影响较小。简要分析尺寸大小对镍纳米线拉伸性能的影响。     

温度对单晶镁拉伸性能影响的分子动力学研究

本研究主要运用分子动力学的模拟方法,研究了拉伸速率为1010s-1下温度对于单晶镁性能的影响,并对结果进行应力应变分析,势能应变分析,共近邻分析,位错密度分析等.结果表明:随着温度的升高,单晶镁的抗拉强度峰值降低,各峰值点对应的应变值随着温度的升高逐渐减小;在应力峰值出现前hcp首先转化成Other结构且没有位错产生,...     

热处理对Ti3Al基合金板材拉伸性能与微观组织的影响

研究固溶温度、时效温度以及多重时效处理对Ti-24Al-15Nb-1Mo合金热轧板材拉伸性能的影响,对不同热处理工艺下板材的微观组织和拉伸断口形貌进行观察.结果表明:当固溶处理温度从990 ℃升高到1 010 ℃时,Ti-24Al-15Nb-1Mo合金热轧板材的室、高温强度均有所提高,塑性略有降低;当时效温度从815 ℃升高到850 ℃时,板材的室温和高温强度降低,塑性变化不明显;Ti-24Al-15Nb-1Mo合金热轧板材经990 ℃固溶处理后再进行多次时效处理,其拉伸性能变化不明显;增加时效次数,拉伸强度略微降低.     

局部腐蚀对不同热处理状态7055铝合金拉伸性能的影响

通过室温拉伸、金相显微镜、扫描电镜和透射电镜研究晶间和剥落腐蚀对T6态、RRA态和T73态7055铝合金板材拉伸性能的影响。结果表明:腐蚀后板材的强度和伸长率均降低,但伸长率的降低程度比强度的降低程度更大;剥落腐蚀后的性能降低程度大于晶间腐蚀后的;腐蚀后,RRA态板材的强度最高,T73板材的伸长率最高;剥落腐蚀后的T6态板材拉伸时发生脆性断裂;T6态板材腐蚀后拉伸性能的降低程度最大,RRA态的其次,T73态的最小;板材腐蚀后,表层产生大量腐蚀缺口和沿晶微裂纹,增大拉伸过程的裂纹源数量,降低拉伸性能;晶界上第二相粒子的尺寸、分布状态影响板材腐蚀后的损伤程度,进而影响拉伸性能的下降程度。     

孔隙率对Ti-Al金属间化合物多孔材料拉伸性能的影响

采用元素混合粉偏扩散-反应合成-粉末烧结方法制备了Ti-Al金属间化合物多孔材料,对其进行了拉伸试验研究,分析其拉伸变形特征,揭示出孔隙率对拉伸性能的影响规律以及拉伸断裂微观机理。结果表明:Ti-Al多孔材料的拉伸应力-应变曲线大致可分为弹性、屈服、强化和破坏4个阶段,无颈缩现象;力学性能指标(如弹性模量、屈服极限和强度极限等)均随孔隙率的增大而减小,延伸率远低于5%,呈现出明显的室温脆性;断口特征宏观上表现为脆性断裂,微观上同时存在穿晶断裂与沿晶断裂,其断裂机理与Ti-Al金属间化合物致密体的显微组织密切相关。     

纳米孔洞对单晶/多晶Ni复合体拉伸性能的影响

采用分子动力学方法研究了预制纳米孔洞缺陷对单晶/多晶Ni复合体拉伸性能的影响。结果表明,与多晶Ni相比,单晶Ni能够提高单晶/多晶Ni复合体的抗拉强度。对比了孔洞位置分布对单晶/多晶Ni复合体拉伸性能的影响。模拟结果表明,处于单晶区域的纳米孔洞缺陷显著加剧了单晶/多晶Ni复合体界面的断裂。相反,孔洞处于多晶区域时,界面一侧的单晶Ni阻碍了多晶Ni侧非晶化的传播,抑制了孔洞向界面一侧的单晶扩展。随后讨论了界面孔洞的孔隙率对单晶/多晶Ni复合体拉伸性能的影响。结果表明,当孔隙率超过0.8%后,单晶/多晶Ni复合体的抗拉强度迅速下降。最后分析了当保持界面孔洞孔隙率不变的情况下空洞数量对拉伸性能的影响,结果显示,相比于大孔洞,分散的小孔洞具有更好的拉伸性能。     

电弧收缩电流频率对航空航天合金钨极氩弧焊薄板拉伸性能和显微组织演变的影响

研究电弧收缩电流频率(ACCF)对收缩电弧钨极氩弧焊(CA-TIG)焊接航空航天718合金板(厚度为2 mm)拉伸性能和显微组织演变的影响.实验设计每次一个变量,即采用从4 kHz到20 kHz之间5个不同的ACCF,其他参数保持不变.结果显示,采用4 kHz ACCF的接头具有良好的拉伸性能,焊接效率可达99.20％...     

微量Sc对Al-Cu-Li-Zr合金的微观组织和拉伸性能的影响

研究了微量Sc对Al-Cu-Li-Zr合金微观组织和拉伸性能的影响.结果表明:添加0.1%Sc(质量分数,下同)能消除铸态合金的枝晶组织,细化合金的晶粒.合金铸锭在随后的均匀化和热加工加热过程中,析出细小、弥散的次生Al3Sc质点,这种质点强烈地钉扎合金中的位错和亚晶界,从而有效地抑制合金的再结晶,具有亚结构强化和直接析出强化作用.加入微量Sc后,Al-Cu-Li-Zr合金的强度大大提高,并且合金的塑性也得到明显改善.     

原位SEM研究LDMD Ti-6Al-4V合金β晶界对拉伸断裂行为的影响

目的研究β晶界对激光直接熔化沉积(LDMD)Ti-6Al-4V合金裂纹形核或传播行为的影响,以澄清合金的断裂机制,为合金性能的改善提供理论依据。方法采用LDMD Ti-6Al-4V合金粉末,在Ti-6Al-4V基板上逐层堆积形成沉积层。沿沉积层扫描方向截取试样,在室温下观察样品的微观组织形貌,并对原位拉伸过程中的微观组织演化进行实时研究。同时研究β晶界对微裂纹萌生、扩展和断裂的影响行为,总结断裂机理。结果 LDMD Ti-6Al-4V合金组织宏观呈现出沿构造方向生长的粗大柱状β晶,β晶内由板条状α晶和整齐排列的具有相同生长取向的α簇组织组成,并有少量孔洞缺陷。采用原位扫描电镜拉伸样品时发现,在横向拉力作用下,样品最初在孔洞周围发生变形,之后裂纹的萌生扩展主要沿β晶界进行,β晶界对拉力起阻碍作用,造成样品的伸长率较低。拉伸过程中,微观组织主要沿着β晶界周围的α相变形,并且孔洞缺陷引起的应力集中使得缺陷周围变形最严重,变形方向与拉力方向呈45°。结论孔洞缺陷决定了样品的初始变形位置,而β晶界则决定了裂纹传播的方向,且由于拉伸试样的截取方向与β晶界相垂直,导致样品的伸长率较低,所以β晶界对样品的力学性能及断裂机理起决定作用。     

焊接电流对Ti3Al/TC11连接界面拉伸性能及组织的影响

采用真空电子束焊接对Ti3Al基合金(Ti-24Al-15Nb-1.5Mo,at%)和TC11合金进行连接,研究不同焊接电流时Ti3Al/TC11连接界面组织和性能的变化规律。结果表明,无论所采用的焊接电流大或小,焊缝的横向截面形貌均为不对称漏斗状,中部呈细长而狭窄的条柱状。随着焊接电流的增大,整条焊缝变宽,焊缝及两侧热影响区的组织相对更粗大,尤其是焊缝的变化更为明显。其漏斗状处的组织为典型铸态柱状晶,中心区域的组织与原始组织相比显得非常粗大。当采用18～21 mA的焊接电流进行连接时,Ti3Al/TC11双合金试样的综合力学性能相对较好,表明焊接界面具有良好的完整性,这与连接界面宽度较窄、过渡较均匀,且连接界面组织相对较细小有关。     

Al对IN718合金拉伸性能及稳定性的影响

Al对IN718合金拉伸性能及其稳定性影响的研究结果表明,在标准热处理状态下,Al增加合金中γ"和γ'相析出总量,提高合金室温和680℃的抗拉伸强度,但Al抑制晶界δ相析出,促进Laves相、M7C3相和σ相等在晶界析出,恶化合金的拉伸塑性.经680℃长期时效以后,γ"和γ'相粒子长大,其中高Al合金中析出的γ"/γ'"包覆组织"的长大速率比常规合金中的γ"相小,但两者拉伸强度下降的速度基本相同;合金晶界状态恶化,使室温拉伸塑性明显降低;强化相粒子长大,合金基体的高温强度降低,使680℃拉伸塑性升高.     

焊接速度对GTA焊接AZ31B镁合金接头组织和拉伸性能的影响

研究焊接速度对脉冲电流钨极惰性气体保护焊接（PCGTAW）AZ31B镁合金接头组织和拉伸性能的影响。实验中焊接速度为105-145 mm/min。结果表明,焊接速度为135 mm/min时,所得接头具有最好的拉伸性能。在熔合区生成的细小晶粒组织和均匀分布的析出相是导致较好的拉伸性能的主要原因。     

旋转速度对镁/铜异种金属搅拌摩擦焊接头成形及拉伸性能的影响

保持95 mm/min焊接速度不变的条件下,通过改变旋转速度研究其对镁/铜异种金属搅拌摩擦焊接头成形和力学性能的影响。结果表明:采用750 r/min搅拌头旋转速度焊接时,焊缝表面出现起皮现象;焊核区底部形成明显的隧道槽缺陷。适当增加搅拌头旋转速度至950 r/min时,焊缝表面变得更光滑;混合区尺寸增大;内部隧道槽缺陷消失;该混合区主要由被搅碎的Mg、Cu合金和少量新生成的Mg₂Cu金属间化合物组成;接头的抗拉性能最好,抗拉强度达81.7 MPa;但是,继续增大搅拌头旋转速度至1180 r/min时,不利于接头成形,混合区底部有细小的孔洞缺陷产生。     

金属间化合物Ag3Sn对Sn3.8Ag0.7Cu焊料合金拉伸性能的影响

利用不同凝固速率和等通道挤压法制备不同组织结构的Sn3.8Ag0.7Cu合金,使其包含不同形貌、大小及分布的Ag3Sn金属间化合物;拉伸曲线的比较分析和变形后组织的电镜观察表明,大的针状化合物对合金起着纤维增强的作用,但自身脆性断裂造成空洞,降低了材料的塑性;微细颗粒状化合物起着弥散强化作用,分布在小的等轴晶粒晶界上的化合物颗粒能够阻碍晶界的滑动,起到增强的作用.     

真空热处理对多孔Ti6Al4V拉伸和疲劳性能的影响研究

本研究采用钛网层叠扩散连接法制备多孔Ti-6Al-4V合金,通过780℃/2h,FC;950℃ /2h,FC;950℃/2h,FC+540 /4h,FC三种不同真空热处理方法,获得具有不同显微组织的多孔Ti6Al4V合金。研究了孔壁显微组织对合金力学性能的影响。研究结果表明：多孔Ti-6Al-4V合金的弹性模量、抗拉强度可分别在9.5~12.2GPa和360~505MPa范围内调整,并获得在R=-1,f=10Hz,N=5×10₆循环载荷条件下疲劳强度水平为40~80MPa。另外发现,热处理工艺对抗拉强度的影响程度远大于对弹性模量的影响。