片状粉末冶金烧结态CNT/Al-Cu复合材料的热变形及加工图（英文）

采用Gleeble-3500热模拟试验机在温度300~550°C、变形速率0.001~10 s-1条件下,对片状粉末冶金烧结态CNT/Al-4Cu复合材料进行热变形行为研究。基于动态材料模型(DMM)建立应变为0.1~0.6的加工图,并利用扫描电镜、电子背散射衍射技术和高分辨透射电镜分析变形前后的显微组织。结果表明:应变对加工图有明显的影响,当应变为0.6时,最优加工区域为:375~425°C,0.4~10 s-1和525~550°C,0.02~10 s-1。在低变形温度和低变形速率时,基体中大颗粒不均匀分布,出现高密度缠结位错、位错墙和亚晶,对应加工图中的不稳定区域。当变形温度为400°C和550°C、变形速率为10s-1时,基体中细小颗粒均匀分布,晶粒为再结晶形态,对应加工图中的稳定区域。     

工业纯钛板材在冷轧和退火过程中的显微组织与织构演变（英文）

研究了工业纯钛板材在冷轧和退火过程中的显微组织与织构演变。电子背散射衍射结果表明,在冷轧条件下的塑性变形由孪生和滑移共同协调作用。当压下量小于40%时,其主要的塑性变形方式为形变孪生。在轧制过程中,同时产生了{1122}1123压缩孪晶和{1012}1011拉伸孪晶;而且,沿TD方向的织构强度随变形量增加逐渐增强。在退火过程中,随着退火时间的延长,小角度晶界缓慢减少而孪晶片层快速消失,沿TD方向的织构强度逐渐减弱。当退火时间延长至60 min时,压下量20%的样品已经完全再结晶。     

晶体塑性模型描述多晶体循环加载中的Bauschinger效应

为了研究循环加载过程中织构对多晶材料Baushinger效应的影响,利用经典晶体塑性模型及含随动硬化的晶体塑性模型模拟AA6104铝合金循环加载力学行为.研究了多晶体中晶粒取向差异对材料宏观塑性行为的影响.详细分析了经典晶体塑性模型可描述多晶体循环加载Bauschinger效应机理,定量分析了多晶有限元模型中晶体取向差异对模拟结果的影响.结果表明多晶体中由于晶粒取向差异而造成的晶粒间相互作用力使得多晶体模型宏观卸载时晶粒内的残余应力是产生Bauschinger效应的主要原因,采用含随动硬化的晶体塑性模型能够较好地模拟具有织构的AA6014铝合金的循环加载过程.     

AZ31镁合金板材高温杯突试验及其数值模拟

在BCS-50AR万能薄板试验机上,测试连铸连轧AZ31镁合金板在室温、150℃、200℃、300℃和450℃时的杯突值(IE值).结果表明,随着温度升高,板材的IE值逐渐增加:在150℃以下,IE值随温度升高而缓慢增加;在150℃以上,IE值随温度的变化明显增加,满足关系式:IEh=-2.08595+0.03648T.在试验基础上模拟了杯突试验,提出并采用减薄率准则讨论了板材厚度对IE值的影响,预测了开裂的部位.结果表明,随着板材厚度增加,IE值随之增加;预测的开裂部位与试验结果一致.     

铸旋轮毂热旋压过程的数值模拟及工艺优化

为了优化铸旋铝合金轮毂的生产工艺,基于旋压变形的特点,建立了铸旋铝合金轮毂三旋轮热旋压复杂过程的三维有限元模型。采用所建立的有限元模型对实际的A356合金轮毂铸坯热旋压过程进行了数值模拟,对旋压载荷进行了分析,为旋压设备的选择和模具设计提供了依据;同时研究了铸坯开口角和旋轮轨迹分别对轮辋和内轮缘处应变分布的影响规律,获得了合理的开口角度和优化的旋轮轨迹。     

钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能

利用真空热轧复合方法制备了钒中间层钛/钢复合板,采用SEM、EDS和XRD等分析结合界面形貌、元素扩散行为和界面相组成。结果表明:钒中间层钛/钢复合板界面实现了良好的冶金结合。与拉剪强度测试相结合,研究了钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能。结果表明:钒中间层钛/钢复合板剪切强度均优于国家标准(140 MPa)。950℃轧制的复合板界面扩散层厚度大于900℃轧制的复合板扩散层厚度。钒中间层与Ti、Fe元素形成固溶体,有效阻止了金属间化合物TiFe和TiFe_2的产生。900℃轧制的钛钢复合板剪切强度为223 MPa,大于950℃轧制的复合板剪切强度。对剪切断口的分析表明裂纹多沿钒铁固溶体产生并扩展。     

TA2/不锈钢/Q235复合板的界面结构和失效行为

采用热轧复合法制备了TA2/不锈钢/Q235复合板,并对其开展了不同温度的轧后退火处理.利用扫描电镜、能谱以及X射线衍射等分析了退火温度对复合板界面附近微观组织、金属间化合物等特征的影响.通过显微硬度计和平面内压缩试验研究了退火温度对复合板变形以及力学性能的影响.结果 表明:从不锈钢侧到钛侧,界面依次由σ相(富Cr的Fe基固溶体)、X相(富Cr的TiFe2相)、TiCr2 +TiFe2 TiFe等化合物组成.随着退火温度的升高,σ相和TiFe的层厚相较于X相和TiCr2 +TiFe2增加更明显.显微硬度测试表明,随着退火温度的升高,Q235层硬度逐渐降低,而Ti层硬度则是先降低后升高,硬度升高主要与元素扩散有关.平面内压缩过程中,会发生TA2与不锈钢之间的层间开裂,且随着退火温度的升高,层间开裂越早,这主要与越厚的金属间化合物易萌生裂纹有关.     

Zr-4合金管材皮尔格轧制过程数值模拟分析：宏观模型的建立、验证及塑性变形分析

皮尔格轧制变形对于锆合金管材的性能有着重要影响,受到学者们的高度重视。长期以来,由于皮尔格轧制是一个高度非线性的三维变形过程,开展实验研究不但成本高昂而且周期较长。本研究以ABAQUS/standard平台,根据多行程皮尔格轧制的运动特点,建立了Zr-4合金管材皮尔格轧制有限元模型,并开展一整个道次的轧制过程模拟。模拟结果表明:预测的管材几何尺寸与实验结果吻合良好,而模拟的轧制力与经典的舍瓦金公式计算结果也比较相符,验证了所建立模型的准确性,可用于进一步仿真分析。模拟结果还表明开口处的管坯应力状态与轧槽底部管坯的应力状态有显著的差别。此外,轧制过程中还存在有明显的剪切变形,而且还有较大幅度的周期性波动,这主要与孔型开口以及管坯回转送进有关。     

淬火处理对T8/Q235多层钢板组织和性能的影响

采用热轧复合法制备了T8/Q235多层钢板,并对其开展了不同温度和保温时间的轧后淬火处理,以调控其碳元素分布及组织特征.采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和三点弯曲试验等分析了T8/Q235多层钢板在不同状态时的微观组织和力学性能.结果 表明:轧制复合态时,T8层主要由珠光体和铁素体组成,Q235层主要为铁素体,在T8/Q235界面处形成了梯度分布的组织.淬火处理后,T8层主要由马氏体组成,而Q235层随着淬火温度的升高或保温时间的延长,马氏体的比例逐渐增多.随淬火温度升高或保温时间延长,T8层中的碳含量降低,导致T8层硬度逐渐下降,而Q235层硬度先升高后降低.三点弯曲过程中,当预制缺口位于塑性较好的层时,能延缓弯曲过程中主裂纹的萌生与扩展.