多场耦合作用下GH4169合金变形行为与强韧化机制

研究了脉冲电流/温度/应力多场耦合作用下,镍基GH4169合金的变形行为与强韧化机理。结果表明,GH4169合金在脉冲电流/温度/应力作用下,GH4169合金变形抗力降低、塑性变形能力提高,在高温下脉冲电流的引入加剧了原子热振动、金属晶格Pereils力下降,由此降低了合金变形抗力,增强了合金塑性变形协调能力。而当GH4169合金经脉冲电流/温度场耦合时效处理,则可以显著提高合金的高温强度和韧性,脉冲电流/温度耦合作用提高了合金基体空位缺陷密度,促进了其在随后高温变形过程中析出大量数纳米级新γ"相强化相,而脉冲电流/温度场耦合时效处理过程中析出、粗化的γ"相以及其与合金高温变形中新析出数纳米级γ"相的协同作用,使合金实现了强韧化。     

典型高速列车用6N01铝合金焊接接头的微观组织及疲劳性能EI北大核心CSCD

针对典型高速列车车体用6N01铝合金,对十字角接接头的显微组织和疲劳性能进行研究。结果表明:十字角接接头的焊缝组织为等轴状铸态组织;在热影响区,与淬火区晶粒尺寸相比,过时效区晶粒尺寸增大,同时析出大量Mg2Si相。显微硬度试验结果表明,十字角接接头的焊缝显微硬度最低,平均值为94.2 HV;热影响区的显微硬度平均值为111.6 HV,但在距离热影响区中心0.25 mm左右的区域,显微硬度下降至108.5 HV,形成软化区。室温环境下,获得应力比为0.5和-1的疲劳S-N曲线,与母材相比,十字角接接头的室温疲劳强度分别降低了75.1%和64.4%。应力集中程度较高的焊趾导致疲劳裂纹易于萌生,同时接头处强化相聚集长大,导致焊缝强度降低,合金疲劳极限降低。     

含缺口TC21钛合金腐蚀疲劳性能分析

研究了TC21钛合金缺口试样在两种腐蚀环境（油箱积水、3.5%NaCl水溶液）与室温空气环境下的疲劳性能与断裂机理。并与光滑试样在室温空气环境下疲劳性能进行对比。结果表明，室温空气环境下，当两种试样疲劳寿命均达到5×105次循环时，缺口试样的循环应力值较光滑试样下降了52.7%；相同环境下随着应力水平降低，试样疲劳寿命增加；相同应力条件下，3.5% NaCl水溶液环境下试样疲劳寿命最低，油箱积水环境下次之，室温空气中TC21钛合金试样疲劳寿命最高；当应力较低时，差异更为显著。在腐蚀环境下，溶液中离子与金属原子发生电化学反应，加速了裂纹的萌生与扩展，3.5% NaCl水溶液中离子浓度较大，电化学反应更为剧烈     

脉冲电流下AZ31镁合金拉伸行为及其显微组织演变

为改善镁合金塑性变形能力,在AZ31镁合金的拉伸变形中引入高密度脉冲电流,研究了脉冲电流对合金拉伸行为及其显微组织的影响规律,并探讨了其机理。结果表明,与未加脉冲电流拉伸相比,施加脉冲电流的AZ31镁合金的变形抗力显著降低,并且随脉冲电流密度的增加,其变形抗力下降的幅度增大。施加脉冲电流的合金在拉伸过程中发生了明显的动态再结晶,再结晶晶粒细小均匀,从而降低了合金的变形抗力。原因在于脉冲电流的纯电效应不仅能够降低塑性变形过程中位错运动阻力,同时可以加快小角度亚晶向大角度亚晶转变,促进了合金的动态再结晶,提高了合金塑性变形能力。     

不同标印工艺对2A70铝合金的高周疲劳性能的影响

本文研究了2A70铝合金在激光标印、振动标印后的高周疲劳性能及断裂机理。结果表明,与母材相比,振动标印后2A70合金高周疲劳寿命下降了57%,而激光标印后下降了94%,仅是振动标印疲劳寿命的14%；与激光标印相比,振动标印附近的形貌更为平缓,应力集中程度更小,S"相尺寸更小,体积分数更高；Al₉FeNi相尺寸更小,体积分数更高,裂纹萌生、扩展速率更低,疲劳寿命更长；应力集中的程度和析出相尺寸、体积分数的共同作用,导致振动标印下的2A70铝合金高周疲劳性能远远优于激光标印。     

2A12-T4铝合金搅拌摩擦焊多区域疲劳裂纹扩展行为

疲劳裂纹扩展速率是材料内在组织性能的宏观外在表现,显微组织和残余应力对宏观疲劳裂纹的扩展有显著的影响. 文中研究了2A12-T4铝合金搅拌摩擦焊不同区域的疲劳裂纹扩展速率. 结果表明,在焊缝区域,由于搅拌针强烈的机械和焊接热作用,材料组织发生变化,并伴有残余应力的产生,导致不同区域裂纹的扩展速率存在明显差异. 在低应力强度因子范围(ΔK)时,热影响区和垂直于焊缝方向的疲劳裂纹扩展速率基本相同,并且都高于沿焊缝方向裂纹的扩展速率;在高应力强度因子范围(ΔK)时,垂直于焊缝方向的扩展速率逐渐高于热影响区速率,此时这两个区域的裂纹扩展速率仍然高于沿焊缝方向裂纹的扩展速率.     

多场耦合作用下GH4169合金微观组织演变行为

基于典型航空结构材料GH4169合金微观组织精准控制进而优化合金综合性能,本研究将多种能量场应用于GH4169合金,利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜研究微观组织演变规律及作用机理。结果表明,与常规温度场/应力场作用下相比,温度场/应力场/脉冲电流能量场耦合作用下,GH4169合金晶界析出大量颗粒状δ相,晶粒内γ″相尺寸增大。原因在于脉冲能量场的引入促进位错运动,进而增强原子的扩散能力,有利于析出相的析出与长大。     

脉冲电流对AZ31镁合金显微组织及拉伸变形行为的影响

为改善镁合金塑性变形能力,在AZ31镁合金的拉伸变形中引入高密度脉冲电流,研究了脉冲电流对合金显微组织及拉伸变形行为的影响规律,并探讨了其机理。结果表明,与未加脉冲电流拉伸相比,施加脉冲电流的AZ31镁合金的变形抗力显著降低,并且随脉冲电流密度的提高,其变形抗力下降的幅度增大。施加脉冲电流的合金在拉伸过程中发生了明显的动态再结晶,再结晶晶粒细小均匀,从而降低了合金的变形抗力。这是由于脉冲电流可以提高原子通量、促进原子扩散、加快小角亚晶向大角度亚晶转变,从而促进了合金的动态再结晶。另一方面,脉冲电流产生的电效应能够改变位错的激活能,使其容易克服滑移面上的障碍,增加位错可动性,从而提高合金塑性变形能力。     

激光沉积修复TA15钛合金断裂韧度研究

采用激光沉积修复技术对预损伤TA15钛合金锻件进行修复,研究基材、激光沉积试样、体修复试样以及面修复试样的断裂韧度。采用光学显微镜和扫描电子显微镜分析试样的微观组织、断裂表面以及纵截面形貌。结果表明:基材呈现双态组织,修复区呈现网篮组织,热影响区表现为从双态组织到网篮组织的转变。激光沉积试样、体修复试样以及面修复试样的断裂韧度均低于基材,分别达到基材的73.7%、82.5%、84.6%。断裂韧度随屈强差的增大而增大,当屈强差增大程度相同时,修复试样断裂韧度的提高比基材更明显,且激光沉积试样增加程度最显著。裂纹在双态组织中沿等轴状初生α相和β转变组织之间扩展。体修复试样裂纹在热影响区中扩展,面修复试样裂纹同时在双态组织、网篮组织以及热影响区组织扩展。