CrFeNi中熵合金在宽温域拉伸条件下的力学行为与变形本构方程

系统地研究了单相fcc结构等原子比CrFeNi中熵合金在应变速率10-3～1800 s^-1，变形温度77～1073 K的拉伸力学行为。结果表明，在准静态应变速率(10-3 s^-1)下，随着变形温度从1073 K降低到77 K，该合金的屈服应力从125 MPa提高到415 MPa，同时均匀延伸率由2%提高到82%。在673 K拉伸时材料表现出反常的均匀延伸率，这与变形过程中发生了动态应变时效相关。在恒定温度77 K下，随着应变速率从10-3 s^-1提高到1800 s^-1，合金的强度显著提高，屈服应力从415 MPa提高到595 MPa，同时均匀延伸率保持不变，在1800 s^-1应变速率下仍可保持在68%。基于经典的ZA模型，构建了屈服应力-温度/应变速率之间的本构关系，结果表明，ZA模型可以很好地拟合和预测CrFeNi中熵合金在不同温度和应变速率下的屈服应力。基于实验结果，通过回归分析和约束优化建立了2种唯象本构模型(JC模型和KHL模型)和3种基于物理基础的本构模型(PB模型、...     

汽车用5182铝合金温变形行为及组织

通过单向温拉伸试验以及扫描电镜和透射电镜观察,研究了汽车用5182铝合金板在变形温度为323~573 K,应变速率为0.001~0.1 s-1条件下的流变行为及微观组织。结果表明,在变形温度≥448 K、应变速率.ε=0.001 s-1条件下,5182合金出现明显的峰值应力,而当应变速率0.01~0.1 s-1时,合金的流变应力呈现稳态;当应变速率.ε=0.001 s-1时,随着变形温度的升高,合金单向温拉伸断口由典型的混合型断裂特征演变成典型的韧性断裂特征,合金产生了动态再结晶。     

新型铝锂合金温热拟静态拉伸实验及其流变应力的预测计算

采用UTM5000电子万能拉伸试验机,在变形温度573～648 K和应变速率0.001～0.1 s~(-1)条件下对2060-T8铝锂合金进行等温恒应变速率拉伸试验,得到其在变形过程中的真应力-真应变曲线,建立了基于应变补偿和修正项的温热变形本构方程。通过扫描电子显微镜(SEM)分析拉伸断口,对2060-T8铝锂合金的温热变形行为进行研究。结果表明:2060-T8铝锂合金对变形温度和应变速率具有较高的敏感性,流变应力曲线呈现出应变硬化和流变软化的特征,随着变形温度的升高和应变速率的降低,稳态流变特征逐渐消失,其在温热变形条件下的断裂形式为韧性断裂。修正的本构模型与实验值吻合度较高,可以为2060-T8铝锂合金温热变形的有限元模拟提供前提条件。     

高应变速率对挤压态AZ61镁合金力学行为的影响

采用光学显微镜对挤压态AZ61镁合金的显微组织进行了观察,利用Hopkinson杆杆测试技术对挤压态AZ61镁合金进行了高应变速率冲击拉伸试验,测定了该合金在不同应变速率下的完整动态应力-应变曲线;对该合金在高应变速率下动态应力-应变行为及其应变速率对挤压态AZ61镁合金的屈服行为及其断裂机制的影响进行了分析.结果表明,在整个加载过程中,材料的弹性模量变化很小;在拉伸过程中,该材料表现出明显的屈服点.随着应变速率的增加,材料的抗拉强度相应增大,失稳应变相应减小,但表现出的应变速率强化效应不明显.采用SEM对其断口进行分析,结果表明挤压态AZ61镁合金拉伸断口对应变速率不敏感,表现为以韧性为主伴有少量解理特征的混合断裂.     

微量Ag对自然时效态Al—Li—Cu—Mg—Zr合金低温拉伸行为的影响

本文研究了两种不同量的Ag的加入对自然时效状态Al-Li-Cu—Mg—Zr合金在290—77K温度范围内的拉伸性能及断裂行为的影响。结果表明,随着实验温度的降低,合金的拉伸性能在153—77K之间明显改善,不含Ag合金的延伸率则基本保持不变;所有合金在室温时的变形与断裂模式基本相同,主要为平面滑移引起的穿晶剪切断裂;但低温下的拉伸行为随Ag的加入而表现出不同的特点,即含Ag合金的变形在低温下趋于均匀,其低温延伸率的改善可归因于此;低温下合金分层及沿晶开裂的倾向增加     

汽车用5182铝合金板材的温拉伸流变行为

在变形温度为323～573 K、应变速率为0.001～0.1/s条件下,采用Instron-8032电子拉伸实验机对汽车用5182铝合金板的流变行为进行研究,采用修正后的Fields-Backofen方程描述5182铝合金温拉伸时的流变行为,建立5182铝合金在温拉伸时的应力-应变本构模型.结果表明:在同一应变速率下,合金的流变应力随温度升高而降低;对于较高温度(448、523和573 K)、较低应变速率(ε=0.001/s),合金的流变应力出现明显的峰值应力,表现出动态再结晶特征;随着应变速率增加,合金的流变应力呈现稳态,表现出动态回复特征.     

一种Al-Li-Zn-Zr合金在室温与低温下的反常拉伸断裂行为SCIEI

本文研究了一种Al-Li-Zn-Zr合金从室温到77K范围内的拉伸性能与断裂行为,结果表明,随实验温度的降低,合金的拉伸极限强度与延伸率均提高,屈服强度基本不变;合金在室温时为明显的穿晶断裂,而77K则主要为沿晶断裂形式;断口附近室温及低温下的变形模式基本相同,但室温时断裂主要与平面滑移有关,而低温时平面滑移倾向大大减弱,此时合金的断裂与位错和晶界的交互作用有关。     

基于应变补偿和修正项的新型铝锂合金温热变形本构模型

采用UTM5000电子万能拉伸试验机,在变形温度573~648K和应变速率0.001~0.1s-1条件下对2060-T8铝锂合金进行等温恒应变速率拉伸试验,得到其在变形过程中的真应力-真应变曲线,建立了基于应变补偿和修正项的温热变形本构方程。通过扫描电子显微镜(SEM)分析拉伸断口,对2060-T8铝锂合金的温热变形行为进行研究。结果表明：2060-T8铝锂合金对变形温度和应变速率具有较高的敏感性,流变应力曲线呈现出应变硬化和流变软化的特征,随着变形温度的升高和应变速率的降低,稳态流变特征逐渐消失,其在温热变形条件下的断裂形式为韧性断裂。修正的本构模型与实验值吻合度较高,可以为2060-T8铝锂合金温热变形的有限元模拟提供前提条件。     

应变速率及温度对GH3230镍基高温合金力学性能的影响（英文）

对航空发动机用新型镍基高温合金GH3230在不同温度和应变速率下进行了高温拉伸-断裂试验,分析了应变速率和温度对该合金高温力学性能的影响。结果表明,随着应变速率的增加和温度的下降,合金的塑性流动应力有所提高,加工硬化指数n下降。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得到应变速率敏感系数m是一个独立于温度的常量,并计算出GH3230合金的变形激活能Q=441kJ/mol。GH3230合金的热变形温度在1273 K左右时,合金在变形过程中能够充分再结晶,并得到晶粒细小、均匀的组织。SEM断口分析表明GH3230合金在高温下(1144~1273 K)应变率范围为10~(-3)~10~(-1)s~(-1)时的拉伸断裂都是由损伤引起的韧性断裂,且温度对断口形貌影响不大,但应变速率增大会使韧窝尺寸和深浅变小。     

层片状双相TiAl合金拉伸与压缩变形行为差异

本文研究了层片状双相TiAl合金的室温拉伸压缩变形行为与断裂行为,发现在拉压变形条件下,其室温塑性有显著差异.并且这种差异与裂纹扩展路径有关.在室温拉伸与压缩变形时,该合金的拉压屈服应力随外载与层片界面间的夹角φ的变化趋势一致,而拉压断裂应变εf随夹角φ的变化趋势正好相反.外载与层片界面垂直时(φ=90°),拉伸断裂应变最小(εf≈0);压缩断裂应变最大(εf≈38%).夹角φ减小时,拉伸断裂应变增加,压缩断裂应变减小.在拉、压变形时裂纹的扩展路径不同.     

等径角挤压Al-4%Mg-0.3%Ce合金的拉伸及断裂行为

对Al-4％Mg-0．3％Ce合金进行了不同道次和路径的等径角挤压（ECAP）加工,对其所加工样品在室温下进行了10^-4～10^-1s^-1不同应变速率的拉伸试验及其断口观察,探讨了ECAP合金的室温拉伸及断裂行为,并与常规热挤压进行了对比分析。结果表明,ECAP合金表现出更高的室温屈服强度,经过不同道次和路径ECAP的合金的拉伸断裂方式为切断型,而常规热挤压合金的拉伸断裂方式则为正断型。     

基于热成形-淬火一体化工艺的7075-T4铝合金板材的高温流变及断裂行为研究

模拟了7075-T4铝合金板材的热成形-淬火一体化工艺并进行了高温拉伸试验,以研究合金的高温力学性能和断裂机制。结果表明:在应变速率和温度共同主导下,随着初始拉伸温度的升高,合金的抗拉强度由淬火态的397. 0 MPa下降到了440℃时的68. 3 MPa,断后伸长率由淬火态的15%缓慢升高到了440℃时的26. 1%;在0. 01 s~(-1)以上较高应变速率下,合金的抗拉强度随着应变速率的增大而升高;在0. 01 s~(-1)以下较低应变速率下,合金的抗拉强度随着应变速率的增大而降低。当沿轧制方向拉伸时,合金的抗拉强度和断后伸长率均高于沿与轧制方向呈45°和90°方向拉伸的合金,具有明显的各向异性特征。此外,合金的切向韧性与颈缩延性断裂转折温度约为358℃,断裂机制为微孔聚集型断裂。     

WE43合金在不同应力状态下的本构关系及断裂行为表征（英文）

研究WE43合金在不同应力状态下的塑性和断裂行为。设计拉伸、压缩及剪切试样，并进行力学实验。采用数字图像相关技术对测试过程进行记录和处理。实验结果表明：WE43合金具有低的拉压非对称性，其断裂机制属于韧性断裂。基于Drucker屈服函数，采用不同的硬化规律模拟单轴拉伸和压缩下的塑性变形行为。通过数值模拟得到应力状态和断裂应变。采用Brozzo、Oh、Ko-Huh和DF2016准则对韧性断裂行为进行数值预测，并与实验结果进行对比。结果表明：采用Swift-Voce硬化定律和Drucker屈服函数能合理模拟塑性变形。DF2016断裂准则能准确预测合金在各种应力状态下的断裂行为。     

90W-7Ni-3Fe合金拉伸力学行为的应变率效应

采用CMT4105拉伸试验机对烧结态90W-7Ni-3Fe(90W)合金进行准静态拉伸试验;在较高应变率条件(1600~2000s-1)下,采用套筒加载直拉式Hopkinson拉杆对90W合金进行动态拉伸试验,研究90W合金在不同加载应变率下的拉伸性能及破坏机制。结果表明,在拉伸加载条件下,90W合金具有明显的应变率效应,随着应变率的增加,强度显著提高,材料断裂时的真实应变下降,断裂前吸收的总能量下降。90W合金的破坏机制由钨-钨界面开裂向钨颗粒解理断裂转变。     

SiC晶须对Al—Li合金断裂行为的影响

运用扫描电镜对比观察了Al-2.55Li-lMg(wt.-%)合金和19vol-%SiC_w/Al-2Li复合材料在550℃固溶处理状态和190℃峰时效状态下的原位拉伸断裂行为.结果发现,在Al-2.55Li-lMg合金中,断裂行为与时效状态密切相关;而在19vol-%SiC_w/Al-2Li复合材料中,断裂行为主要受SiC晶须的制约,时效状态对其没有影响.因此,SiC晶须可以改变Al-Li合金的断裂行为,使其不受时效状态的影响.     

热循环对TC4合金室温和低温拉伸性能的影响

采用热机械循环试验装置、材料万能实验机、金相显微镜和扫描电镜考察了经0,100,200和500周次热循环处理的TC4(Ti-6Al-4V)合金在室温(293K)和低温(173K、123K、78K)的拉伸性能及断裂行为。结果表明,随循环次数的增加,TC4合金的室温强度和低温强度升高,低温伸长率略有升高,但500次循环试样在78K拉伸时应力有跃升现象且伸长率显著上升;各种循环和测试条件下,TC4合金的拉伸断裂均呈现典型的塑性特征。     

吻合钉用可降解四元Mg−1Zn−0.2Ca−xAg合金丝材的显微组织、力学性能和腐蚀行为

研究吻合钉用Mg?1Zn?0.2Ca?xAg(x=1,2,4,％,质量分数)可降解镁合金丝材的显微组织、力学性能和腐蚀行为.通过SEM、EDS、XRD和TEM分析,发现合金主要由Mg基体和Ag17Mg54相组成.拉伸和打结试验结果表明,该合金丝材具有优良的力学性能.特别是Mg?1Zn?0.2Ca?4Ag合金的力学性能最...     

TA32钛合金板材的超塑性能研究

研究了真空环境中TA32钛合金板材在温度950℃、应变速率5. 32×10~(-4)～2. 08×10~(-2)s~(-1)条件下的超塑性变形行为。结果表明,在不同应变速率条件下,合金的流变应力曲线特征和显微组织演变显著不同。在应变速率较低(5. 32×10~(-4)～3. 33×10~(-3)s~(-1))条件下,拉伸真应力-真应变曲线呈传统超塑变形的稳态流动特征,变形后的合金中初生α相晶粒尺寸较大;在高应变速率(8. 31×10~(-3)s~(-1)～2. 08×10~(-2)s~(-1))条件下,拉伸真应力-真应变曲线中流变应力增大到峰值后快速单调递减直至试样断裂,合金变形过程中初生α相发生动态再结晶,晶粒尺寸较低应变速率条件下显著细化。950℃时,TA32钛合金板材均具有超塑性变形能力,超塑性延伸率在145%～519%之间;当应变速率为5. 32×10~(-4)s~(-1)时,具有最佳的超塑性,拉伸延伸率可达519%。断裂区形貌分析发现,TA32钛合金板材的超塑性断裂模式为空洞聚集-连接-长大型断裂。     

退火态TC4钛合金型材高温拉伸行为研究

采用单向拉伸试验研究了热轧退火态TC4钛合金型材的高温变形行为,分析了变形温度和应变速率对TC4钛合金力学性能的影响。结果表明,当拉伸速率不变时(0.236～1mm/min),抗拉强度随温度的升高而降低;当变形温度分别在773、993和1 093K下保持恒定时,合金的抗拉强度受拉伸速率的影响较小,抗拉强度基本保持不变;当变形温度为1 093K时,合金的抗拉强度随拉伸速率的增加而增加;随着变形温度提高或者拉伸速率降低,断口中韧窝数量越来越多,且韧窝的形状逐渐趋于规则,试样的断裂方式由脆性断裂和韧性断裂的混合型断裂转变为韧窝聚合型延性断裂,最后转变为韧性断裂。     

Effects of Strain Rate and Temperature on Mechanical Property of Nickel-based Superalloy GH3230

对航空发动机用新型镍基高温合金GH3230在不同温度和应变速率下进行了高温拉伸-断裂试验,分析了应变速率和温度对该合金高温力学性能的影响。结果表明,随着应变速率的增加和温度的下降,合金的塑性流动应力有所提高,加工硬化指数下降。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得到应变速率敏感系数是一个独立于温度的常量,并计算出GH3230合金的变形激活能=441 kJ/mol。GH3230合金的热变形温度在1273 K左右时,合金在变形过程中能够充分再结晶,并得到晶粒细小、均匀的组织。SEM断口分析表明GH3230合金在高温下（1144~1273 K）应变率范围为10-3~10-1 s-1时的拉伸断裂都是由损伤引起的韧性断裂,且温度对断口形貌影响不大,但应变速率增大会使韧窝尺寸和深浅变小。