SiC陶瓷高温弯曲强度的WeibulI模量研究

对工业用ＳｉＣ陶瓷材料,较系统地研究了温度对材料弯曲强度Ｗｅｉｂｕｌｌ模量的影响。实验发现,随温度升高Ｗｅｉｂｕｌｌ模量增大,在８００℃附近出现一奇异峰;其损伤断裂机制由低温下的穿晶断裂过渡为高温下的沿晶断裂。Ｗｅｉｂｕｌｌ模量估计值与样本的变异系数Ｃｖ之间满足线性关系ｍ＝１．１８６／Ｃｖ－０．６６５。     

3D-C/SiC复合材料的高温拉伸性能

研究了 3D C/SiC复合材料从室温到 15 0 0℃真空条件的拉伸性能。试验材料用T30 0碳纤维编织为三维四向编织体 ,编织角为 2 2° ,用CVI法在 95 0℃～ 10 0 0℃沉积热解碳界面层、SiC基体。最终得到纤维体积分数约为4 0vol%、热解碳界面层厚度约 0 .2 μm和空隙率为 17vol%的复合材料 ,表面SiC涂层厚度为 5 0 μm。试验在超高温拉伸试验机上进行 ,真空度为 10 -3 Pa ,夹头位移速率为 0 .5 95mm/min。结果表明 ,拉伸应力 应变曲线是非线性的 ,大部分拉伸曲线基本由三段折线组成 ,对应着三段模量。第一阶段的模量和基体裂纹饱和应力对应的应变εsa 基本不随温度的升高而改变 ;第二和第三阶段的模量、损伤开始应力σmc、基体裂纹饱和应力σsa、断裂应力σf 和损伤开始应变εmc随温度有相似的变化规律 ,即随温度升高而增加 ,在 110 0℃ ～ 130 0℃范围内出现最大值 ,尔后随温度增加而下降 ;但是断裂应变的变化规律正好与此相反。试样机械加工后 ,由于残余应力部分得到松弛 ,并去除了表面SiC涂层开裂后引起的应力集中 ,因此材料断裂强度和断裂应变明显升高。高温和室温的拉伸断裂应变小于0 .6 % ,不能有效地松弛材料切口处的应力集中。测量了拉伸过程中试样的电阻相对变化率 ,它与载荷的关系曲线总的走势与拉     

15-15Ti奥氏体不锈钢的蠕变性能

在600,650,700℃下对国产15-15Ti不锈钢进行不同应力水平的蠕变试验,观察了蠕变断口形貌,研究了该钢的蠕变变形机理与断裂机理。结果表明:在不同温度和应力下,15-15Ti不锈钢的蠕变曲线可以分为减速蠕变、稳态蠕变和加速蠕变三个阶段,稳态蠕变阶段的时间占整个蠕变的90%以上;随着应力的降低,稳态蠕变阶段越来越明显,蠕变寿命延长,蠕变伸长率减小;15-15Ti不锈钢在600,650,700℃下的应力指数分别为14.3,8.2,4.9,蠕变变形机理为位错蠕变;15-15Ti不锈钢的短时蠕变断裂性质为穿晶断裂,长时蠕变断裂性质为沿晶断裂,穿晶断裂呈现韧性断裂特征,沿晶断裂呈现明显的晶界空洞损伤机制。     

16MnR钢不同晶粒尺寸及第二相尺寸对低温冲击韧度的影响

16MnR钢通过三种热处理工艺获得细晶细碳化物、细晶粗碳化物和粗晶粗碳化物三种不同组织,对这三种不同组织的材料进行系列低温(–99～20℃)下的Charpy-V冲击试验。通过冲击韧度比较、断口形貌观察以及断裂微观参数的测量,研究晶粒尺寸和碳化物尺寸对16MnR钢冲击韧度的影响。结果发现,不同微观组织的材料其冲击韧度随温度降低而减小;细晶细碳化物组织比细晶粗碳化物组织和粗晶粗碳化物组织韧脆转变温度低,同一温度下的断裂韧度好,而且晶粒尺寸对韧脆转变温度和断裂韧度值的影响要比碳化物尺寸显著得多。通过断口微观参数的测量得知,韧脆转变温度区的断裂能量主要消耗在裂纹尖端的钝化与塑性裂纹扩展中。韧脆转变低温区,裂纹尖端在钝化过程中吸收大量能量从而韧性陡升。     

铝锂合金热变形穿晶韧性断裂原因分析

采用Gleeble-1500热／力模拟试验机，对铸态1420铝锂合金在变形温度为350℃-450℃、应变速率为0．01s^-1-10.0s^-1的条件下，进行高温拉伸热模拟实验研究。利用扫描电镜，能谱分析、X射线衍射以及金相实验等手段对该合金的热变形穿晶韧性断裂进行分析。结果表明，Al3Fe相的存在是引起1420铝锂合金热变形穿晶韧性断裂的根本原因。     

烧结温度对放电等离子烧结AlCoCrFeNi2.1高熵合金性能的影响

采用放电等离子烧结(SPS)技术在不同烧结温度(850,950,1 050,1 150℃)保温5min条件下制备AlCoCrFeNi_(2.1)高熵合金,研究了烧结温度对合金的烧结性能、物相组成、微观形貌和力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高,合金表面气孔数量逐渐减少,合金相对密度增大;当烧结温度升至1 150℃时,合金颗粒间形成了良好的冶金结合;随着烧结温度升高,烧结合金的显微硬度和屈服强度均先增后降,当烧结温度为1 050℃时,烧结合金的显微硬度和屈服强度最大;烧结合金的断裂机制为沿晶断裂和穿晶断裂。     

生产ER5356铝合金焊丝用连铸连轧杆原料的热塑性

以进口生产ER5356铝合金焊丝用连铸连轧杆原料为研究对象,采用高温拉伸试验研究了不同温度(250～550℃)下连铸连轧杆的高温强度、塑性变化规律,并观察了断口形貌,得到最佳热塑性温度区间.结果表明:随着温度升高,该连铸连轧杆的高温强度呈单指数降低趋势,断后伸长率增大,断面收缩率变化不大,说明该连铸连轧杆具有较好的高温塑性;随着温度升高,晶界弱化,沿晶断裂区域面积增加,拉伸断口形貌由韧窝变为韧窝+脆性沿晶断裂混合形貌,最后完全变为脆性沿晶断裂形貌;ER5356铝合金连铸连轧杆的最佳热塑性温度区间为375～525℃.     

回火温度对Ti28Co14Ni37.12Zr20.88高熵合金显微组织和力学性能的影响

对铸态Ti₂₈Co₁₄Ni_37.12Zr_20.88高熵合金在不同温度(673,723 K)下进行回火热处理,研究了回火温度对高熵合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：铸态、673 K回火态、723 K回火态合金的显微组织均由体心立方结构TiNi基体相和少量面心立方结构Ti₂Ni第二相组成;随着回火温度升高,TiNi相晶粒和Ti₂Ni相颗粒得到细化;铸态合金经过回火热处理后,其弹性极限和屈服强度增大;673 K回火态合金的抗压强度低于铸态合金,但回火温度升高至723 K后,抗压强度提升,高于铸态合金;铸态高熵合金的断裂机制以解理断裂为主,沿晶断裂和韧性断裂为辅;673 K和723 K回火态高熵合金的断裂机制以解理断裂为主,沿晶断裂为辅。     

含氮奥氏体钢的穿晶脆断

通过断口分析研究了含氮高锰奥氏体钢在超低温下的冲击断裂特性,探讨了其断裂机理。分析表明：穿晶脆断刻面是含氮高锰奥氏体钢的一种特有的断口形貌。由于合金元素和试验温度的影响,使钢的正断抗力S (OT)小于切断抗力τ k,因此产生了穿晶断裂。断裂面是{111}γ或孪晶界;当τ k和S (OT)相近时,形成了各种复杂形貌的断口。氮量过高会导致钢产生穿晶脆断。     

热处理工艺对GCr15钢断口特征的影响

通过试验分析研究了不同热处理工艺下GCr15钢断口形貌特征，在正常淬、回火后的断口为准解理断口。若出现沿晶断裂，随淬火温度升高，出现沿晶断口，且900℃以上基本为沿晶断口，表明轴承零件发生明显脆性断裂。     

基于第一性原理的高压下TiAl结构、力学性能及热力学性质研究

采用第一性原理计算方法,研究了压力与温度对TiAl合金结构、力学性能与热力学性质的影响.结果显示,随着外加压力的增加,TiAl体积比降低. 计算了不同压力下TiAl的弹性常数Cij , 所有Cij均力学稳定性判据, 表明不同压力下的模拟结果均满足力学稳定性条件. 通过弹性常数, 计算了体模量与剪切模量, 发现在0 Gpa下的计算值与文献值相吻合,表明计算的准确性. 体模量与剪切模量可以用来反映材料抵抗变形能力, 随着压力的增加, 其数值增加, 表明材料抵抗变形能力得到提升. 由B/G发现, 当压力在10-20 Gpa之间时, TiAl由脆性材料转变为延性材料. 借助准谐德拜模型, 研究了当温度在0-1 000 K、 压力在0-50 Gpa下压力与温度对TiAl体模量、 德拜温度、 线膨胀系数以及热容的影响, 这有助于研究温度与压力对热力学参数的影响. 最后, 研究了不同压力下TiAl的电子结构, 随着压力的增加, 材料的态密度强度降低, Ti原子成键相互作用减弱, Al原子成键相互作用增强, 材料的延性得到提升.     

β相锻造加工工艺中固溶温度对Ti6242合金保载疲劳性能的影响

对Ti6242钛合金进行不同固溶温度(960,980℃)下的β相锻造加工,研究了不同固溶温度下合金的显微组织和拉伸性能,以及高峰值应力下的低周疲劳与保载疲劳性能。结果表明：不同固溶温度下β相锻造后Ti6242合金组织相似,均由网篮组织、晶内α相片层组织和羽毛状α相集束组织组成,960℃固溶温度下羽毛状α相集束多于980℃固溶温度下。与960℃固溶温度下β相锻造后相比,980℃固溶温度下β相区锻造后合金的强度较高,断后伸长率略低,低周疲劳寿命明显较低,保载疲劳敏感系数较低;980℃固溶温度下合金的保载疲劳寿命约为960℃固溶温度下的1.3倍。不同固溶温度下β相锻造后低周疲劳断口的疲劳特征明显,均由疲劳裂纹源、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区组成,而保载疲劳断口均由韧窝和疲劳条带组成,呈现出一种以蠕变断裂为主、疲劳断裂为辅的断裂模式。     

晶化温度对Li_2O-ZnO-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃物相组成和热膨胀系数的影响

采用DTA、XRD、SEM、热膨胀仪等仪器研究了晶化温度对Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的物相组成以及热膨胀系数的影响.结果表明:在晶化温度为625℃时,微晶玻璃中析出βⅡ-Li2ZnSiO4晶相,650℃时又析出少量方石英晶相;随着晶化温度上升,方石英相逐渐转化为β-石英固溶体,至750℃时βⅡ-Li2ZnSiO4晶相开始转化为γ0-Li2ZnSiO4晶相;当温度高于800℃后,微晶玻璃中主要含有β-石英固溶体和?0-Li2ZnSiO4两种晶相,并且晶粒尺寸变大;不同晶化温度下制得微晶玻璃的热膨胀系数在(72～119)×10-7℃-1(20～500℃)之间,随着晶化温度的升高,试样的热膨胀系数先升高而后下降,然后趋于平稳,在650℃达到最大.     

振动对焊缝金属动态力学性能的影响

对三种不同振动加速度（0、0．3g和0．6g）下的焊缝金属进行动态力学性能试验，结果发现：振动可以明显改善焊缝金属的储能模量；在振动加速度为0．6g的情况下，焊缝金属内耗和储能模量最大，通过对内耗峰进行分析发现，此时焊缝金属位错发生再分布，位错的缠结最严重，其刚度最佳；在振动加速度较小情况（0．3g）下，焊缝金属位错没有发生再分布，其内耗和未振动时变化不大。     

聚醚型热塑性聚氨酯弹性体的合成及性能

研究了催化剂、原料品种、反应温度、硬段含量、R值等因素对聚醚型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)合成的影响,并对产物力学性能进行了分析。结果表明:Bi-8、100-Ag与TPT三种催化剂的催化效果都随起始反应温度的升高而增强;随着硬段含量的提高,TPU的硬度、拉伸强度、定伸模量、撕裂强度都同步增大,断裂伸长率则减小;随着R值的增加,TPU的力学性能提高;同时,采用PTMEG-1000合成的TPU的综合性能比采用PTMEG-1800合成的要好;与路博润同硬度产品相比,采用PTMEG-1000合成的TPU在100%定伸模量、300%定伸模量和撕裂强度上有所提高,但断裂伸长率和拉伸强度表现稍差。     

焊接温度对钛/钢复合管瞬时液相扩散焊接头组织与性能的影响

以内衬为TA2工业纯钛、外套为20钢的复合管为研究对象,采用BNi₂非晶合金箔为中间层,在氩气保护下,在1 130～1 200℃焊接温度下对钛/钢复合管进行瞬时液相扩散焊接,研究了焊接温度对钛/钢复合管接头组织和性能的影响。结果表明：不同焊接温度下的接头均成形良好,无孔洞、裂纹等宏观缺陷。随着焊接温度的升高,钛侧焊缝等轴晶组织长大,发生α→α′+β相变,焊缝边界逐渐模糊;钢侧焊缝针状铁素体和珠光体变粗大,黑色脆性相逐渐消失,中间层元素和母材元素的扩散距离增加。不同焊接温度下接头在拉伸时均先在钛侧焊缝处断裂,随着焊接温度的升高,接头抗拉强度先升高后降低,在1 180℃时接头抗拉强度最高,为460 MPa,断裂方式为脆韧混合断裂。     

Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能的统计学研究

对研制的Ti(C，N)基金属陶瓷材料的力学性能进行了测试和Weibull统计分析。研究表明，该材料具有良好的力学性能；材料的抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度均服从Weibull分布，力学性能的变异系数小，性能稳定；抗弯强度的Weibull系数高，材料的可靠性高。     

基于第一性原理的高压下TiAl结构、力学性能及热力学性质研究（英文）

采用第一性原理计算方法,研究了压力与温度对TiAl合金结构、力学性能与热力学性质的影响。结果显示,随着外加压力的增加,TiAl体积比降低。计算了不同压力下TiAl的弹性常数C_(ij),所有C_(ij)均力学稳定性判据,表明不同压力下的模拟结果均满足力学稳定性条件。通过弹性常数,计算了体模量与剪切模量,发现在0GPa下的计算值与文献值相吻合,表明计算的准确性。体模量与剪切模量可以用来反映材料抵抗变形能力,随着压力的增加,其数值增加,表明材料抵抗变形能力得到提升。由B/G发现,当压力在10-20GPa之间时,TiAl由脆性材料转变为延性材料。借助准谐德拜模型,研究了当温度在0-1 000K、压力在0-50GPa下压力与温度对TiAl体模量、德拜温度、线膨胀系数以及热容的影响,这有助于研究温度与压力对热力学参数的影响。最后,研究了不同压力下TiAl的电子结构,随着压力的增加,材料的态密度强度降低,Ti原子成键相互作用减弱,Al原子成键相互作用增强,材料的延性得到提升。     

工序间退火温度对0Cr21Ni6Mn9N奥氏体不锈钢管组织与性能的影响

通过显微组织观察和拉伸试验研究了工序间退火热处理温度对冷拔态0Cr21Ni6Mn9N奥氏体不锈钢管显微组织与拉伸性能的影响。结果表明:试验钢管在600℃以上温度退火处理后,晶界上明显析出了碳化物(Cr23C6),晶粒内有退火孪晶形成,孪晶密度随温度升高而增加;试验钢管经200~550℃处理后,强度稍有提高,塑性略有下降;当热处理温度高于600℃时,强度明显下降,塑性则明显提高。     

X80管线钢焊接接头TEM观察下的断裂行为对比

对X80管线钢焊接接头3个区域的试样在透射电子显微镜（TEM）下进行原位拉伸试验,通过观察各个区域裂纹的萌生与扩展过程,对其微观断裂行为进行了研究和分析。结果表明：母材区中,裂纹萌生扩展主要以多裂纹起裂为主,表现为沿晶扩展的断裂形式,最后造成在切应力作用下的剪切脆性断裂;热影响区内,主裂纹首先在切应力作用下以45°方向起裂,整个扩展过程是主裂纹钝化、位错发射、主裂纹前方无位错区形成、微裂纹形核、主裂纹与微裂纹连接扩展这一多尺度过程不断重复的过程,最后导致准解理穿晶断裂;焊缝区中,从主裂纹分支出多条裂纹,裂纹均以与拉伸轴成45°的方向起裂,表现为沿晶与穿晶混合的断裂模式,最后造成穿晶脆性解理断裂。