5CrMnMo钢超塑性变形后的电镜分析

利用SEM和TEM对5CrMnMo钢超塑性变形后的试样进行了观察与分析,结果表明:5CrMnMo钢在超塑性变形过程中,晶界附近位错运动很活跃。位错与第二相粒子相互作用形成位错缠结。在较高应变速率下拉伸,晶界附近有位错亚结构形成;在较低应变速率下拉伸,晶界上有明显的条纹区产生。采用10~(-4)～10~(-3).S~(-1)范围内的应变速率,在最佳超塑温度下拉伸,发现晶粒尺寸明显减小。同时也观察、分析了空洞的形成、连接之规律,空洞的形成、长大、连接导致材料的最终断裂。     

MB26合金超塑变形过程中显微组织变化及超塑变形机制

通过对热挤压态ＭＢ２６镁合金超塑性变形过程中显微组织的观察与分析，证实该合金的超塑变形机制是由位错运动和扩散蠕变所协调的以晶界滑移为主的变形机制，在变形初期的动态再结晶对获得微细等轴晶粒起到重要作用。     

晶界位错在超塑性变形中的作用

为了决定晶界位错在超塑性变形中的作用,用透射电子显微术研究了一种微细晶粒的超硬铝合金在超塑性变形前后的晶界位错组织。所得结果表明,在超塑性变形过程中,点阵位错与晶界间的交互作用导致非固有晶界位错的形成,而运动中的晶界位错与晶粒间的沉淀相微粒或三叉晶界间的交互作用则导致晶界位错塞积群的形成。这种塞积群中的晶界位错在超塑性变形过程中能以滑移-攀移方式沿晶界运动,其滑移分量导致晶界滑动,其攀移分量导致扩散通量而引起扩散蠕变,可协调晶界滑动产生的应变。根据上述结果,一种基于晶界位错运动的超塑性变形模型已被提出。在445°至505℃的温度范围内,晶粒尺寸为8.2和11.5μm的LC4超硬铝合金根据该模型计算得的超塑性变形的应变速率与实测数据符合得颇好。     

LD10合金滚压强化层的TEM分析及其强化机制探讨

本文利用金属薄膜透射电子显微术和X线应力测定对固溶处理及人工时效LD10合金的液压强化层进行逐层分析,了解其滚压强化机制的实质。分析结果:(1)LD10合金滚压后的表面层内存在残余压应力,虽然滚压力的变化不改变强化层的表面硬度,但能影响强化层的深度;(2)强化层内只有少量位错线,无位错缠结和胞状结构;(3)LD10合金表面层的强化效应受Mott—Nabarro机制所控制。     

锤锻及时效对Mg-8.3Gd-2.6Y-0.4Zr合金组织和力学性能的影响

用OM、EBSD、TEM、拉伸测试等手段，研究15%变形量的单向锤锻及265℃时效对Mg-8.3Gd-2.6Y-0.4Zr（质量分数）合金显微组织和力学性能的影响，结果表明：经510℃锻造，合金中变形与再结晶晶粒数量各占一半且尺寸接近。经440℃锻造，合金以变形大晶粒为主，晶内位错相互缠结。经390℃锻造，合金只存在变形大晶粒，其内部产生孪晶和呈近似平行分布的位错。锤锻态样品力学性能接近。经265℃/6 h时效，再结晶晶粒及富含缠结位错的晶粒内部形成均匀对称分布的β’相，合金强度提升约45～49 MPa，但伸长率降低。含平行分布位错的晶粒内部形成相同取向的β’相和无沉淀析出带（PFZs），相同取向的β’相可提升合金强度约30～36 MPa,PFZs促进应力释放，提升了合金伸长率。     

Cu-Cr-Sn-Zn-Si-Y合金显微组织及性能研究

用SEM、EDS、TEM等检测手段，研究了Cu-0.59Cr-0.23Sn-0.15Zn-0.02Si-0.02Y合金在形变热处理过程中的组织演变和性能变化规律。结果表明：合金铸态组织中粗大的第二相主要为富Cr相，合金化元素Sn、Zn、Si、Y以弥散形式分布于基体中，经热轧、固溶、冷轧、时效、冷轧、退火处理后，合金内部位错塞积更严重，且部分区域的位错具有一定的方向性。纳米级明暗相间的莫尔条纹为bcc-Cr相，与Cu基体的取向为N-W关系，孪晶配合位错与纳米相的缠结强化作用，使合金的硬度和导电率分别为170.9HV_0.2、73.49%IACS，抗拉强度和断后伸长率分别为568 MPa和11%。     

车用Mg-Gd-Nd-Sb-Zr合金高温蠕变行为及组织演变研究

通过SEM、TEM和蠕变试验机研究不同温度下Mg-8Gd-2Nd-0.5Sb-0.6Zr(质量分数/%)合金高温蠕变行为,分析其组织演变,并通过计算合金的蠕变激活能分析蠕变机制。结果表明:加载应力10 h后,合金进入稳态蠕变阶段,随着温度升高蠕变性能差异明显增大;高温高应力情况下,组织上观察不到网状析出相,滑移线较多,存在孪晶,位错密度较高,此时网状析出β′相已经完全转变为颗粒状β相;蠕变温度在200、250、300℃下的应力指数为3.5、4.6和5.8,蠕变激活能为77.8、86.8、99.6 k J/mol。合金低温时受位错交滑移机制控制;高温时受扩散机制控制。     

热处理对356铝合金阻尼性能影响的研究

研究了热处理对 35 6铝合金的组织和阻尼性能的影响。结果表明 ,铸态变质组织由发达α相枝晶和α +β共晶体组成 ,其中硅相 β呈块状和短条状。经过 5 35℃保温 5h后水冷的固溶化处理 ,硅相基本变成了细小圆形质点相 ,而α相枝晶宏观组织变化不明显。在 15 0～ 2 5 0℃的温度区间内进行的时效处理对硅相形态和α相的宏观组织亦没有明显影响。 35 6合金铸态试件的阻尼值较低 ,仅为 5 .5 4× 10 -4。固溶并淬火态合金阻尼为 6 .4 7× 10 -4。对合金在 15 0℃下保温 4h后空冷的退火处理 ,阻尼增至 1.11× 10 -3 ,但当时效温度过高时 ,阻尼反而下降。 35 6合金的阻尼主要是位错阻尼引起的 ,即外加交变应力作用下的位错振荡耗能     

多晶锗塑性切削机制和力学特性的仿真研究

为探究多晶锗纳米尺度的塑性切削机制和力学特性,采用分子动力学方法(MD)模拟金刚石刀具纳米切削多晶锗过程,对材料的晶体结构,位错分布及演变,应力传导和切削力波动规律进行详细分析;并研究不同切削参数对加工过程的影响。结果表明:晶体结构的非晶转变和晶界与晶体滑移,位错等缺陷相互作用,导致切削力周期性波动;切削过程中非晶体区沿晶界扩展,但晶界阻碍非晶体区跨晶界扩展;位错仅存在晶界附近,而位错类型和数量随晶界处的原子运动和破坏程度发生改变,材料塑性去除主要由晶粒内部的非晶转变和晶界的位错运动所致;晶界的等效应力比晶粒大,分布和传导方向与非晶体原子的一致;切削速度增加使切削区温度上升、应力和切削力减小;切削深度增加易使缺陷原子数量上升,位错线长度降低。通过Diamond结构多晶的研究结果证实多晶锗切削仿真的正确性。     

钨丝/锆基非晶合金中钨丝微观动态变形特征

研究W丝/Zr基非晶合金复合材料在高速冲击过程中材料的宏、微观响应特性,以及热效应对非晶合金基体相的作用机制,高速冲击状态下非晶合金复合材料组织演化规律。结果表明:W丝/Zr基非晶合金材料受到复杂应力的作用发生强烈的变形,钨丝存在扭曲、颈缩、劈裂、碎化等多种破坏形式;同时由于Zr基非晶合金基体特殊的约束作用,也为钨丝产生多样化的变形提供了空间,Zr基非晶合金基体与钨丝之间的相互作用机制,是钨丝出现各种变形形式的基础。     

高冲击压力下93W合金的位错亚结构及其硬化特征

采用宏观与显微硬度测量及位错亚结构观察分析相结合的方法对 93W合金真空退火处理态材料在爆炸冲击作用下的硬度变化及其机理进行了研究。发现 ,随着冲击压力的提高存在着一个由冲击硬化到软化的转化压力。该转化现象被位错亚结构随冲击压力的演化所证实。分析表明 ,在爆炸冲击下 ,材料剧烈的塑性变形效应在压力较低时应变硬化占主导地位 ,高冲击压力时塑性功转化为热所引起的温升 ,以及钨颗粒内部新相析出是导致合金软化的根本原因     

工业纯铁爆炸冲击波增塑效应研究

用透射电镜对冲击波加载的工业纯铁塑性机制进行了研究.结果表明其变形机制不同于准静态加载,塑性变形过程中冲击波绝热温升和亚结构的不稳定性使位错不断进行重新排列,应变较大时塑性变形功也会引起绝热温升,致使其亚结构已接近热加工动态回复组织,这种复杂的效应使塑性变形能力增强,结果使工业纯铁宏观塑性变形较大.     

动态加载条件下冷轧5A06铝合金显微组织研究

以80%冷变形5A06铝合金为试验材料,利用分离式Hopkinson压杆加载装置(SHPB)进行动态冲击压缩试验,探讨高速形变响应规律,分析其动态力学行为;利用透射电子显微镜技术观察位错界面结构的变化,分析位错界面的高速形变响应。结果表明:预变形5A06铝合金在塑性变形前已发生绝热剪切行为,致使合金强度下降;初始位错界面成为高速形变过程中位错滑移的主要障碍;冲击前后,位错界面结构方向由与轧向平行演变为与轧向呈10°~20°夹角,位错界面间距由0.25μm演变为0.10~0.15μm。     

大塑性变形AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织与力学性能

研究大塑性变形对AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织和性能的影响,探讨基体组织和Mg2Si颗粒的细化机制。AZ31-1%Si-0.5%Sb合金铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg2Si组成。正挤压变形可以细化合金微观组织,基体晶粒约为2μm,正挤压提高AZ31-1%Si-0.5%Sb合金力学性能。往复挤压4道次后再进行正挤压,得到4μm晶粒细小均匀分布的等轴晶组织,抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度较单次正挤压态分别提高了21.8%、19.8%、43.6%和21.5%。力学性能的提高得益于基体组织、Mg2Si和β-Mg17Al12的进一步细化。     

Mg-4.3Li-1.08Y-5.83Zn合金的微观组织与塑性不稳定性研究

采用常压铸造及热挤压方法制备Mg-4.3Li-1.08Y-5.83Zn变形合金,通过光学显微镜、扫面电子显微镜、能谱 和X射线衍射分析以及拉伸实验,研究合金的微观组织和变形行为及其力学性能变化。研究结果表明：Mg-4.3Li-1.08Y-5.83Zn合金的微观组织中形成了I-Mg₃YZn₆准晶相和W-Mg₃Y₂Zn₃及Mg_0.97Zn_0.03第2相,从而使合金的屈服强度和抗拉强度大幅度提高;在1×10^-5~1×10^-2 s^-1应变率范围内,该合金产生了明显的塑性不稳定行为,随着应变率提高,动态应变时效机制主导的塑性不稳定性是使合金的屈服强度和抗拉强度表现为负的应变率敏感性的根本原因。     

微观组织对Ti6321钛合金靶板爆炸断裂失效的影响

通过不同热处理工艺获得不同组织的Ti6321钛合金靶板,研究微观组织对Ti6321钛合金靶板在爆炸加载过程中变形和断裂行为的影响。结合光学显微镜和扫描电子显微镜,对爆炸回收后的靶板进行微观断口和失效分析。结果表明：等轴组织靶板具有较高的抗变形能力,魏氏组织靶板具有较高的抗层裂破坏能力和较低的厚度减薄率,断裂模式包括塑性变形及中心颈缩环、沿颈缩环部分断裂、沿颈缩环全部断裂和中心完全撕裂;在200 g TNT爆炸加载下,双态组织靶板发生拉伸和剪切断裂;在300 g TNT爆炸加载下,等轴组织靶板发生拉伸、剪切断裂和层裂,双态组织靶板发生剪切断裂和层裂,断口均为韧性断裂;魏氏组织靶板在两种TNT药量加载下均产生剪切断裂,断口为韧性和脆性的混合型断裂,靶板的层裂和剪切断裂均为绝热剪切失效。     

复相材料的循环变形行为

对三种组织状态的F-M复相钢进行了对称和非对称循环加载条件下的形变研究.结果表明,双相钢的循环变形行为,不仅与组织中位错组态的演变过程有关,同时也受循环载荷大小、类型以及加载方式所影响.分析表明,双相钢的循环硬化、软化行为主要受控于两个基本过程,即循环变形时位错组态演变的物理过程和相间分载应力的转嫁、相间残余应力变化的力学过程.     

一种镍基单晶合金在不同温度下的蠕变变形机理

利用螺旋选晶法制备了一种不含Re的低成本镍基单晶合金,研究合金在不同温度下的蠕变变形机理。结果表明:在850℃×441 MPa条件下,合金的蠕变变形主要是大量位错在基体中的滑移和对增强相的切割;在950℃×250 MPa条件下,合金的蠕变变形主要是位错以层错的形式切割γ′相;在1 040℃×137 MPa条件下,合金的蠕变变形比较复杂,既有位错在基体中的滑移,也有位错攀移通过增强相,同时在γ/γ′界面处形成部分位错网。     

弹丸侵彻多层异质复合靶板中装甲钢变形细观和微观机理研究

为研究多层异质复合靶板中装甲钢排布位置,对其塑性变形微观机理及受力状态的影响规律,开展了不同结构方式复合靶板抗侵彻试验。基于金属材料学理论,对复合靶板中装甲钢弹孔塑性变形微观机理进行研究,分析了装甲钢弹坑表面硬度分布及组织演变规律,利用数值模拟研究弹丸侵彻装甲钢过程力学行为与变形机理的内在联系。研究结果表明：波阻抗匹配由高至低,弹丸冲击应力波在层间界面反射形成拉伸波,产生裂纹扩展,降低弹丸侵彻阻力;绝热剪切带内部受温度以及挤压载荷影响,产生高硬度细化马氏体晶粒,抑制塑性变形向内延伸;装甲钢背板强度及刚度越高,对装甲钢塑性变形产生位错运动的阻碍作用越强,有利于提高弹丸开坑阻力。