TiNi合金轴向压缩动载荷下的超弹性研究

以高温固溶时效和中温退火处理过的Ti-50．7at％Ni合金为研究对象，考察了合金在试验温度为20℃，加载速率分别为3mm／min、15mm／min、30mm／min、50mm／min作用下的轴向压缩应力-应变行为。结果表明：2种热处理方式处理过的Ti-50．7at％Ni合金具有约4．5％～5．0％的非线性超弹性，高温固溶时效处理的合金由于析出相强化提高了合金母相强度，因而相变超弹性能比中温退火的合金要好，在相同试验条件下，高温固溶时效处理合金的加载-卸载曲线包围面积比中温退火的大，但随着加载速率的增加而减小；在较高加载速率下，中温退火的合金表现出近乎线性超弹性。     

高线性超弹性多孔NiTi合金的压缩力学行为

采用造孔技术结合粉末冶金烧结工艺制备多孔NiTi合金,并利用精密万能力学性能试验机对孔隙率为22.4%～60.6%的多孔NiTi合金样品进行循环压缩实验,以表征其压缩力学性能及超弹性.结果表明:所制备的合金经若干个应力-应变循环"训练"后其输入、输出能量可达平衡,应变水平高达4%,线性超弹性可靠,弹性模量稳定;循环加载条件下,残余应变量随孔隙率的增加而增大,但随循环数的增加而减小;残余变形与其影响因素之间可用双曲线函数关系描述.     

几何缺陷对Ti-7.5Nb-4Mo-2.5Sn形状记忆合金超弹性能的影响

对Ti-7.5Nb-4Mo-2.5Sn形状记忆合金试样以及带有几何缺陷(中心圆孔和单边半圆缺口)合金试样的力学性能及超弹性能进行测试,并采用ARAMIS三维变形分析测试系统对单轴加载-卸载过程中试样的全场应变场分布进行实时观察,研究几何缺陷对合金应变场分布、应力诱发马氏体相变和超弹性能的影响。结果表明:在拉伸加载过程中,带几何缺陷的试样在缺陷周围产生了应力集中,导致合金试样在局部具有较高的应变速率和应变量;应力诱发马氏体相变主要受应力场分布的影响,而且主要发生在局部变形带中。因此,与完整试样相比,带几何缺陷的试样表现出较高的诱发马氏体相变的临界应力和较低的超弹性。     

EXPERMENTAL STUDY ON TRANSFORMATION RATCHETING OF SUPERELASTIC NITI ALLOY

超弹性NiTi合金在应力控制循环载荷下会产生峰值应变和谷值应变的循环 累积-相变棘轮行为. 室温实验表明, 峰值应变和谷值应变的演化规 律与加载应力水平和加载波形密切相关; 同时, 在循环加载过程中, 随着 循环周次的增加, 奥氏体名义弹性模量减小, 马氏体名义弹性模量增大, 奥 氏体向马氏体转变的名义开始应力下降, 耗散能降低, 并在一定的循环次数 下趋于一个稳定值. 研究得到了一些有助于后续建立超弹性循环本构模型 的结论.     

超弹性NiTi合金相变棘轮行为的实验研究

超弹性NiTi合金在应力控制循环载荷下会产生峰值应变和谷值应变的循环累积--相变棘轮行为.室温实验表明,峰值应变和谷值应变的演化规律与加载应力水平和加载波形密切相关;同时,在循环加载过程中,随着循环周次的增加,奥氏体名义弹性模量减小,马氏体名义弹性模量增大,奥氏体向马氏体转变的名义开始应力下降,耗散能降低,并在一定的循环次数下趋于一个稳定值.研究得到了一些有助于后续建立超弹性循环本构模型的结论.     

V和Cr对Ti-Ni超弹性合金相变和形变特性的影响

用示差扫描量热仪和拉伸实验研究了V、Cr和退火温度对Ti-50.8Ni(原子分数, %)超弹性合金相变和形变特性的影响. 350-550℃退火态Ti-50.8Ni合金冷却/加热时发生A R M 两阶段可逆相变(A-母相,R-R相,M-马氏体).随退火温度升高,合金的 R 和 M 相变温度θR和θM先升高后降低, M 相变热滞△θM持续降低, R 相变热滞△θR基本不变.加入0.5%V后,合金的相变类型和△θR、△θM基本不变,θR、θM降低;加入0.3%Cr后,相变类型和△θR基本不变, △θM增加, θR和θM大幅度降低.400℃退火态Ti-50.8Ni合金的超弹性应力和应变分别为473 Mpa和6.4%,加入0.3%Cr后,合金的超弹性应力增加到620 Mpa,超弹性应变减小到3.5%;加入0.5%V后,超弹性应力和应变分别减小到388 Mpa和4.9%.当退火温度由400℃升至500℃后,3种合金的超弹性应力均减小.     

Mg-8%Li合金的高速冲击变形行为

利用Hopkinson压杆进行动态冲击压缩试验,测试了不同应变速率下Mg-8%Li合金的动态应力-应变曲线;分析了Mg-8%Li合金动态应力-应变行为的应变速率效应及其变形局部化现象与形成条件.结果表明,Mg-8%Li合金的动态应力-应变曲线随应变速率提高而先升高后降低,即Mg-8%Li合金的应力-应变行为由正应变速率效应向负应变速率效应转化,其应变速率效应转折点与显微组织中出现的变形局部化现象有密切关系,而且该合金在应变速率提高(3700/s→4600/s)后,产生变形局部化需要的应变下降(0.28→0.185),表明Mg-8%Li合金要形成变形带,必须使材料在一定的应变速率下获得相应的应变.     

Ti-Ni-Co(Cr,V)超弹性合金的相变和形变特性

用示差扫描量热仪和拉伸试验对比研究了Ti-50.8Ni、Ti-49.8Ni-1.0Co、Ti-50.8Ni-0.5V和Ti-50.8Ni-0.3Cr(原子分数%)超弹性合金的相变和形变特性.结果表明,冷却加热时,400 ℃退火态Ti-50.8Ni-0.3Cr合金发生AR(A-母相,R-R相)一阶段可逆相变,其余3合金发生ARM(M-马氏体)两阶段可逆相变.以Co取代Ni,以Cr、V取代Ti后,Ti-Ni合金的R、M相变温度和相变热降低,M相变热滞增加,R相变热滞变化不大.4种合金室温下皆显示超弹性,加入1.0%Co和0.5%V后,合金的超弹性应力分别减小了130MPa和85MPa,超弹性应变分别减小了1.8和2.4;加入0.3%Cr后,合金的超弹性应力增加了147MPa,超弹性应变减小了2.9;Co、Cr、V的加入使合金的应力-应变回线面积减小.     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340～490℃,应变速率为0.001～1 s~(-1)条件下热变形和动态再结晶行为。结果表明:6061铝合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结晶的发生。基于峰值应力建立了合金热变形本构方程,计算得出热变形激活能为235.155 kJ·mol~(-1)。采用加工硬化率-流变应力曲线确定了合金热变形过程中的临界应力(应变)和峰值应力(应变)与Z参数的关系模型。随着温度的升高和应变速率的减小,DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)减小。依据Avrami方程建立了合金动态再结晶体积分数模型,动态再结晶体积分数随应变的增加,呈现先缓慢增加后迅速增加再缓慢增加的特征,所建模型能够较为准确地预测该合金的动态再结晶行为。     

柱状晶Cu_(70.8)Al_(18.6)Mn_(10.6)形状记忆合金在热压缩中的动态再结晶行为EI北大核心CSCD

为了研究高性能柱状晶Cu-Al-Mn形状记忆合金的高温大变形加工能力,采用Gleeble 3500热模拟试验机,在变形温度700~850℃和应变速率0.01~10 s^(-1)条件下,对柱状晶Cu_(70.8)Al_(18.6)Mn_(10.6)形状记忆合金进行热压缩变形,分析合金的动态再结晶行为。结果表明:随着变形温度升高和应变速率的增大,合金逐渐在晶界处以晶界弓弯的形核开始机制发生动态再结晶,且动态再结晶晶粒个数和尺寸不断增加。根据Zener-Hollomon参数分析可得,合金的热变形激活能为Q=113.55KJ/mol。当应变速率因子ln Z<8时,合金发生动态再结晶;当8≤ln Z≤16.34时,合金可能发生或不发生动态再结晶;当ln Z>16.34时,合金不发生动态再结晶。结合合金的热加工图得到其热加工最佳工艺参数:变形温度和应变速率区间分别为725~825℃和0.08~1 s^(-1)。对比分析高温轧制前后合金组织和性能发现,合金在820℃轧制变形75%后不发生动态再结晶,且轧后合金在室温下仍具有8%左右的超弹性应变,同时马氏体相变开始应力和峰值应力均提高2倍多。因此,合金在稍低于动态再结晶温度下进行大变形加工后,不仅可以提高合金的强度,而且还可以较好地保留铸态合金的优异记忆性能。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

Role of Martensite-Austenite Component of Bainitic Structure in Formation of Properties of Pipe Steel. 1. Effect of Parameters of TMT

Metal Science and Heat Treatment - The effect of parameters of hot rolling and controlled cooling on formation of the martensite-austenite component of bainitic and ferritic-bainitic structures in...     

V法造型主要设备常见故障分析

V法造型工艺在铸造行业已经被广泛应用,但V法造型设备的发展却比较缓慢。由于非标设备的缘故,设备在安装调试和使用过程中,经常发生故障,影响设备的正常使用。本文列举了V法造型设备经常出现的故障,分析了故障的原因和解决方案。