硼化物原位自生增强TiAl基复合材料的组织演化、热变形行为及加工工艺设计（英文）

硼元素添加造成的相转变和硼化物析出等因素会对原位TiAl基复合材料显微组织演化及热变形行为产生影响。利用等温压缩实验、扫描电子显微技术以及透射电子显微技术等研究材料的动态再结晶和动态回复机制,并计算出其表现变形激活能为691.506 k J/mol。在1100～1200℃温度区间,再结晶γ和α晶粒的形核长大分别主导α₂→α相转变温度上、下的热变形行为。α相的动态回复主导材料在1250℃低应变速率下的热变形行为;同时,硼元素会提高α相含量,降低γ→α和α₂→α相转变温度,进而促进加载过程中回复α相晶粒的形核长大。根据新建的本构模型,对TiAl基复合材料的变形机制和加工工艺进行详细阐述.     

离散元素法在工业过程分析与产品设计中的应用初探

离散元素法(DEM)是求解与分析离散系统的运动规律与力学特性的一种新型数值方法。目前,DEM已初步拓展至工业过程分析与工业产品设计领域。针对DEM仿真的特点,尝试性分析了DEM在工业过程分析与产品设计中应用的特征,探讨了DEM在工业过程分析与产品设计仿真应用的分类,讨论了DEM工业应用中面临的问题及挑战。     

初始晶粒尺寸对高温交叉轧制镁合金板材组织和力学性能的影响

目的 揭示晶粒尺寸对多道次高温交叉轧制AZ31镁合金板材组织和力学性能的影响规律及机制.方法 通过对不同初始晶粒尺寸的镁合金板材进行高温交叉轧制变形及热处理,获得不同状态的镁合金板材,采用金相显微分析、X射线衍射(XRD)分析及室温拉伸实验等手段研究镁合金板材的晶粒组织(形态、尺寸、取向)及力学性能.结果 经过多道次交叉轧制后,不同初始晶粒尺寸的板材均发生了孪生现象,但粗晶板材的晶粒尺寸仍明显大于细晶板材.退火处理后,细晶退火态板材组织均匀性较好,而粗晶退火态板材的组织虽有细化,但并不均匀.随着交叉轧制次数的增加,两种板材内非基面取向晶粒都有所增加.退火后粗晶板材中非基面取向晶粒更多.结论 晶粒细化和晶粒取向强化导致退火后的交叉轧制细晶镁合金板材具有更高的强度.粗晶板材伸长率较高主要与其具有更多的非基面取向晶粒有关.     

基于元胞自动机的金属静态再结晶行为研究进展

静态再结晶是材料变形后通过热处理来改变组织状态的重要现象.本文重点综述总结了金属静态再结晶行为的数值模拟研究,首先简要介绍了计算材料科学中常用的元胞自动机(Cellular automata,CA)模拟方法,然后分别对元胞自动机模拟的动力学模型和物理模型发展进行详细综述,并分析总结了近年来元胞自动机在金属及其合金静态再结晶行为研究中的应用现状.最后,就金属静态再结晶行为的元胞自动机模拟研究提出相关建议.     

高导热硅酯复合材料的制备及性能

以氮化铝为导热填料,二甲基硅氧烷、羟基硅氧烷或苯甲基硅氧烷为基体,采用高速搅拌-真空脱泡法成功制备高导热硅酯复合材料。研究了填料表面状态、用量和基体类型对导热硅酯导热性的影响。结果表明,较优配方为300份接枝改性的氮化铝(粒径3～5μm)+100份PMX-200二甲基硅氧烷。采用该配方所得导热硅酯复合材料的导热系数为1.28 W/(m·K),耐温性能优良,氮化铝颗粒在其中分散均匀。     

循环道次对高温叠轧AZ31镁合金板材组织与性能的影响

目的通过高温累积叠轧工艺制备出高强度的镁合金,并研究该过程中循环道次对AZ31镁合金板材的微观组织与性能的具体影响。方法对累积叠轧1～5次板材进行微观组织观察,并进行显微硬度的测试,得到不同板材的硬度值,通过X射线衍射分析得到不同板材的取向结果,最终进行力学性能实验,并对比分析。结果随着循环道次的增加,板材抗拉强度有明显改变。从260 MPa先增加至310 MPa,最后稳定在350 MPa左右;非基面织构比重增加;断裂伸长率先降低后升高并稳定在10%左右。结论累积叠轧工艺使得AZ31镁合金板材产生了加工硬化,并显著细化了晶粒。循环道次的增加、孪晶产生和晶界数量显著增多导致强度进一步提高。     

球磨机工作参数的离散元法分析与改进

引入离散单元法(Discrete Element Method)建立球磨机的介质动力学仿真模型,研究各种工作参数对球磨机生产效能的影响.DEM模型的运动仿真直观地给出了主要工作参数对介质运动形态的影响;通过对比仿真功率值与实验测量功率值,该模型得到了初步的有效性验证,同时给出了磨机功率随其转速变化的情况.利用该仿真模型对磨机结构进行对比可知,不同的提升条轮廓形状能使球磨机产生不同的能量利用率与磨损率效果.这些均显示了DEM仿真模型在分析和改进球磨机工作参数方面的能力.     

退火工艺对高温叠轧AZ31镁合金板材组织与性能的影响

将高温叠轧变形和退火再结晶相结合,尝试共同调控AZ31镁合金板材的组织与织构。在300℃下对高温叠轧AZ31镁合金板材进行不同时间的退火处理,并研究了退火对高温叠轧板材组织、晶粒取向和力学性能的影响。结果表明:随退火时间的增加,界面结合质量逐渐提高,当退火时间为30 min时,部分区域出现冶金现象;显微硬度随退火时间的增加而降低;延长退火时间,高温叠轧板材非基面取向晶粒比重显著增加,同时,高温叠轧历史累积应变量、后续退火两者共同作用促使AZ31镁合金板材基面织构显著弱化。     

大塑性变形制备的非晶镍钛形状记忆合金的晶化(英文)

局部包套压缩大塑性变形能够实现镍钛形状记忆合金的完全非晶化,其中少量残留的纳米晶相分布在非晶基体上。研究非晶镍钛合金在573、723和873 K退火条件下的晶化机制。采用约翰逊-迈尔方程描述非晶镍钛合金的晶化动力学行为。在573和723 K的退火条件下,可以获得具有完全纳米晶相的镍钛形状记忆合金,在该纳米晶镍钛形状记忆合金中,马氏体相变由于晶界的约束而受到了抑制。在873 K的退火条件下,非晶镍钛合金的晶化产生了晶粒粗大的镍钛形状记忆合金样品。在室温条件下的粗晶镍钛样品中,可以观察到马氏体复合孪晶,而且发现马氏体孪晶在晶界优先形核,并且向两个不同的晶粒内部长大。局部包套压缩大塑性变形结合后续退火工艺为制备纳米晶镍钛形状记忆合金提供了一种新的途径。     

固溶处理及时效对镍钛形状记忆合金组织演化及力学性能的影响

将镍钛形状记忆合金Ni50.9Ti49.1（摩尔分数）在1123 K固溶处理2 h,然后分别在573、723和873 K时效2h。采用透射电镜、高分辨率透射电镜、扫描电镜和压缩实验,系统研究固溶处理和时效对镍钛合金组织演化及力学性能的影响。结果表明：固溶处理有助于消除原始镍钛样品中的Ti2Ni相,但不能消除TiC相。固溶处理导致镍钛合金中原子排列的有序畴界。在所有时效镍钛样品中,Ni4Ti3析出相、R相和B2奥氏体相共存于室温下的镍钛基体上,然而在873 K时效的镍钛样品中,可以观察到马氏体孪晶。在573和723 K时效的镍钛样品中,细小密集的Ni4Ti3相均匀分布在镍钛基体上,而且与B2基体保持共格关系。然而,在873 K时效的镍钛样品中, Ni4Ti3相尺寸非常不均匀,和B2基体保持共格、半共格和非共格关系。在723 K时效的条件下,细小均匀的Ni4Ti3相阻碍位错运动,导致最大的位错滑移临界分切应力,因此镍钛样品表现出最高的屈服强度。