高压扭转铜试样的微观组织与压缩性能

通过高压扭转对铜试样施加不同程度的变形,研究了样品扭转面(ND面)和纵截面(TD面)上微观组织特征.对ND面,在较小的剪应变下,原始晶粒形貌模糊,晶粒内部形成等轴状的位错胞及亚晶结构;随变形量的增大,亚晶间取向差及亚晶内部的位错密度增大,最后形成亚微米尺度的等轴晶粒.对TD面,变形初期原始晶粒被拉长,晶粒内部为位错墙分割成的层状结构,层内为拉长的位错胞;随变形程度的增大,拉长晶粒的宽度减小,与剪切方向的夹角减小,晶内层状组织间距减小,并逐渐演化成拉长的亚晶组织;进一步增大变形,晶粒拉长痕迹消失,变形组织与ND面相似,为等轴状亚微米晶粒.压缩实验表明,经16圈扭转后,整个试样上的压缩性能基本均匀,σ0.2达到385 MPa,应变率敏感性指数增大至0.021.     

激光熔覆TiC_p/Ni合金涂层中界面结构及界面硬度与弹性模量分布

利用激光熔覆制备了两类ＴｉＣｐ／Ｎｉ合金涂层与自生ＴｉＣｐ涂层不同,在添加ＴｉＣｐ涂层中,ＴｉＣｐ与基体界面处观察到 ＴｉＣ外延生长及 ＣｒＢ．相利用纳米硬度仪研究了涂层中 ＴｉＣｐ与基体的界面硬度 Ｈ及弹性模量 Ｅ的分布添加 ＴｉＣｐ与基体相界面加载的曲线存在位移突进（ｐｏｐ－ｉｎ）现象;原位ＴｉＣｐ界面附近加载曲线不存在ｐｐｐ－ｉｎ现象．原位ＴｉＣｐ相界面附近 Ｈ及 Ｅ较高并呈现连续梯度分布特征,表明原位ＴｉＣｐ界面具有高的刚度与强韧性．     

有限变形下材料的弹塑性损伤行为及结构响应分析

该文基于一种弹塑性损伤本构模型,分析了材料在有限变形下的力学行为及结构力学响应。将模型建立的本构方程进行线性化处理,嵌入到有限元计算软件ABAQUS的子程序中,实现模型在结构计算中的应用。针对铝合金材料(6061-T6),建立了两种不同的结构模型进行数值模拟。模拟结果与实验结果对比表明,模型能较好地描述材料的变形过程及结构的力学行为。最后基于模型的理论基础,分析了材料在超出弹性范围时的复杂变形行为。     

合金材料超高周疲劳行为的基本特征和影响因素

合金材料在超高周疲劳下具有与低周和高周疲劳不同的裂纹萌生和扩展行为以及不同的 S--N曲线特征. 材料的强度、循环加载的频率、所处的环境等都显著影响超高周疲劳的特性. 本文综述了合金材料超高周疲劳行为的基本特征和影响因素的研究进展.     

转速对高压扭转Cu试样的组织与性能的影响

通过高压扭转(HPT)技术在不同转速条件下实现了Cu试样的晶粒细化.利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)及显微硬度计观察并测试了组织的结构与性能,并基于有限元计算了变形诱导试样的温升,研究了转速对Cu试样的组织细化与性能的影响.结果表明:转速由1/3 r·min-1增大至1 r·min-1,经1圈扭转变形,试样温度由40.8℃升高到54.1℃,变形组织均为100～600 nm的高位错密度位错胞/亚晶组织,显微硬度由初始态的52HV0.05增大至140 HV0.05;经16圈扭转变形,试样温度由50.4℃升高到97.4℃,组织细化到200 nm.慢速扭转变形试样晶内位错密度高,微观组织处于严重变形状态;而快速扭转试样晶内衬度均匀,位错较少,微观组织经历明显的动态回复,显微硬度较慢速扭转变形试样低6%.     

高压扭转Cu试样微观组织的热稳定性分析

通过高压扭转对Cu试样施加不同程度的变形,利用OM,TEM及差示扫描量热仪(DSC)对变形组织微观结构及其热稳定性进行了分析.在较小的变形程度下,变形组织为高位错密度的位错胞、亚晶组织,试样的变形储能随变形量的增大而增大,在切应变等于13时达到最大,为0.91 J/mol,DSC曲线显示的放热峰随变形量的增大向低温方向偏移;进一步变形,动态回复加剧,高位错密度的亚晶组织逐渐演化成无位错的等轴状晶粒组织,试样的变形储能减小,组织的稳定性提高.显微硬度随退火温度的提高而减小,晶粒的明显长大导致显微硬度急剧减小.出现明显晶粒长大的温度较DSC曲线显示的放热峰起始温度低45℃左右,这主要是由于变形组织的回复再结晶过程是退火温度与时间的函数,降低处理温度并延长处理时间能达到与高温短时处理相同的效果.     

确定ZnO颗粒生长方向的电子背散射衍射方法

发展了利用扫描电子显微镜(SEM)与电子背散射衍射系统(EBSD)对微晶颗粒空间取向进行表征的新方法,对以气相氧化方法制备的纳米晶ZnO颗粒的生长方向进行了测量.在样品台两个不同的倾转角度下采集两幅ZnO颗粒图像,对这两幅图做图像分析,测量各枝晶臂在样品台不同倾转角时的投影角度,可以确定ZnO颗粒枝晶臂的生长方向在样品台坐标系中的空间取向,并获得各枝晶臂的长度和夹角.由EBSD确定ZnO颗粒对应的枝晶臂晶格坐标与样品台坐标之间的空间几何关系.并根据坐标变换关系可确定枝晶臂空间生长方向的晶体学取向是沿[0001]方向.     

水中悬浮隧道在冲击载荷作用下的计算模型与数值模拟

建立了水中悬浮隧道在冲击载荷作用下的简化计算模型。用等效质量法将圆柱壳分布质量折算成冲击点处的集中质量,模型中考虑流体附加质量和系统阻尼的影响。根据碰撞过程中的动量守恒、变形过程中的能量守恒以及结构的位移与内力关系,得到问题的解析解。为验证解析解,在ANSYS/LS-DYNA中建立了动态冲击有限元分析模型。通过算例分别考察了在忽略和考虑流体附加质量两种情况下,冲击点位置和冲击速度对冲击点处最大径向位移的影响,将解析解与数值解进行对比,结果吻合较好。然后采用数值模拟方法得到了系统阻尼对计算结果的影响规律。数值模拟过程中还可以得到冲击点处的最大Mises应力。     

利用迹线测量晶体材料中特征面取向的EBSD方法

本工作研究了从单一投影面测量块体晶体材料内部特征面的EBSD方法.首先对样品表面进行SEM观察并采集图像,利用图像分析软件测量各迹线在样品台坐标系的取向.然后进行EBSD扫描获得迹线两侧各晶粒对应的取向,进一步利用坐标变换关系计算出晶粒内部的特征面迹线在晶格坐标中的方向指数.最后将全部测量的迹线的极点标示到反极图中,并与各低指数晶面的大圆位置进行对比,重合度最高的晶面就是特征面最可能的晶体学取向面.     

一种等应力试样中的疲劳短裂纹行为SCIEI

设计了一种三角形试样,当施加弯曲载荷时,该试样等腰三角形段内的表面拉应力为常数。采用振动试验机对所设计的试样进行疲劳试验,以研究一种焊接金属表面疲劳短裂纹萌生和发展特征。结果表明,疲劳短裂纹起源于铁素体晶内的滑移带。随疲劳周次增加,短裂纹发展以裂纹密度不断增加为主要特征。短裂纹的汇合造成裂纹发展且裂纹路径以穿晶为主。