温度对热轧退火态TC4钛合金型材拉伸行为的影响

基于单向拉伸试验,研究了变形温度对TC4钛合金型材力学性能、微观组织和断口形貌的影响规律。结果表明:当拉伸速率1 mm/min时,随着温度的升高,TC4钛合金抗拉强度降低,由室温时的940 MPa降低至820℃时的183 MPa,降幅为80.5%。TC4钛合金的微观组织随温度的升高由魏氏组织向等轴组织转变,β相的体积分数从室温的15.4%增加到820℃的35.3%。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,最后变为韧性断裂。     

轧制变形TC1和TC2钛合金的高周疲劳性能

通过进行应力控制的疲劳试验,研究了TC1和TC2钛合金热轧板材在不同试验温度下的高周疲劳性能,并对两类钛合金板材的疲劳性能进行了比较.结果表明,在相同的最大循环应力下,TC1和TC2钛合金板材的高周疲劳寿命均随着温度的升高而降低,且当温度相同时,TC2钛合金板材的疲劳寿命均高于相同轧制方向的TCl钛合金板材.此外,实验温度越高,TC1和TC2钛合金板材的疲劳极限越低,且在不同温度下,TC2钛合金板材的疲劳极限均明显高于相同轧制方向的TC1钛合金板材.     

固溶处理温度对TC4钛合金组织和性能的影响

在不同温度下对TC4钛合金进行固溶处理,随后通过拉伸试验机、扫描电镜和光学显微镜等手段分别测试和观察TC4钛合金的力学性能、拉伸断口的形貌和显微组织,以研究固溶温度对其微观组织和断裂行为的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,TC4钛合金的抗拉强度和规定塑性延伸强度持续增加,收缩率和伸长率逐渐降低,说明固溶处理有效提高了钛合金的强度,但却伴随着塑性的降低。经固溶处理后α相占比增加,且随着固溶温度升高β相逐渐向α相转变,α相强度更高,因而钛合金强度得以提高。断口的宏观形态呈暗灰色,且观察不到放射区;根据断口微观形态照片存在的大量韧窝,可以判断出其拉伸后断裂机制为韧性断裂。     

TC4钛合金蜂窝板高温力学性能

采用钎焊工艺制备了TC4钛合金蜂窝板,对试样在室温和高温下进行异面压缩、三点弯曲性能测试和分析,并对不同温度下的试件强度及破坏模式进行分析。研究表明,钛合金蜂窝板的异面压缩模量与强度随着测试温度的升高而下降,440℃时保有室温时的35.2%、61.7%。但测试温度对破坏模式没有影响。而三点弯曲测试中,随着测试温度的升高,破坏模式发生改变,抗弯曲强度不断下降,最大挠度不断增加。且L向试件的弯曲性能明显高于W向试件。室温下弯曲试件面板为韧性断裂,钎焊区为脆性断裂,而300℃下试件面/芯脱粘区的断口为解理断口。     

基于DIC方法的TC4钛合金高温拉伸试验

通过搭建基于DIC方法的高温拉伸试验系统,结合材料力学测试技术,开展了TC4钛合金高温拉伸试验,获得了TC4钛合金在23、100、200、250、300和350℃下的拉伸性能和应力-应变曲线等数据.结果表明:TC4钛合金的抗拉强度、条件屈服强度和弹性模量随着试验温度的升高而不断降低,350℃时其保持率分别为68.9％、61.4％和78.6％.同时,TC4钛合金塑性随温度升高整体表现为增大趋势,说明TC4钛合金具有较好的塑性和耐温性能.通过扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌,结合试验结果,探讨了温度与断口形貌之间的关系.最后,通过试验验证了高温拉伸试验系统及相关试验方法的可行性和可靠性.     

TC11钛合金在不同温度下的疲劳断裂分析

借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等研究了TC11钛合金不同温度下高周疲劳断口及断口附近的微观组织形貌。结果表明:TC11钛合金不同温度下的疲劳断口均由疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区3部分组成,裂纹扩展区存在大量的二次裂纹,随着温度的增加,二次裂纹数量逐渐增多的同时其长度与宽度也明显增加,且在二次裂纹附近出现微裂纹,疲劳辉纹的宽度从0.2μm(-30℃)增加到1μm(150℃),相应的疲劳极限也随着实验温度的升高而降低,该实验条件下疲劳极限值从438 MPa(-30℃)降至388 MPa(150℃),温度越高疲劳寿命越短。不同温度下随着循环周次的增加,钛合金内部出现位错或形变孪晶等亚结构来协调变形,低温下变形组织以位错缠结和形变孪晶混合型组织为主,高温下则以位错缠结为主,同时β片层发生明显的断裂现象,在α/β相界面的位错堆积导致的应力集中是疲劳裂纹源形成的主要原因。     

真空去应力退火对TC18钛合金残余应力及组织性能的影响

在不同温度和时间下对TC18钛合金进行真空去应力退火处理,研究TC18钛合金真空去应力退火前后力学性能及残余应力的变化规律,观察去应力退火后的金相组织和拉伸断口形貌。结果表明:经真空去应力退火后,TC18钛合金的抗拉强度和屈服强度降低,冲击韧性、断裂韧性、伸长率和断面收缩率提高;残余应力消除效果显著;随着退火温度的升高,合金显微组织呈现规律性变化;当温度达到650℃以上时,α相明显减少,亚稳定β相显著增加,导致其强度下降,与力学性能测试结果相吻合;合金塑性提高,与断口形貌分析一致;最后,得到TC18钛合金的真空去应力退火制度为600～650℃和1～4h。     

固溶温度对TC18钛合金组织与力学性能的影响

研究了不同固溶温度条件下TC18钛合金的组织与力学性能。采用光学显微镜、维氏显微硬度仪、电子万能试验机、疲劳试验机和扫描电子显微镜(SEM)对不同温度固溶处理条件下TC18钛合金试样的显微组织、显微硬度、拉伸性能、疲劳性能和微观疲劳断口特征进行了观测。试验结果表明:随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,尺寸变小,当固溶温度超过860℃时,晶粒发生粗化;冲击韧度值先升高后下降,固溶温度860℃左右时,其数值最大;抗拉强度呈现为递减趋势,延伸率呈现为先上升后下降的趋势;冲击断口与拉伸断口均为韧窝形貌,固溶温度的改变对TC18钛合金的断裂模式无影响。     

固溶时效对TC20钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC20钛合金进行不同的固溶时效处理,通过室温拉伸试验和平面应变断裂韧性试验,结合光学显微镜、扫描电镜和显微维氏硬度计等测试方法,分析了不同的固溶时效处理工艺参数对TC20钛合金显微组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明:当固溶温度一定时,随着时效温度的升高,合金的强度和硬度提高,塑性和韧性下降。当固溶时效工艺为950℃/0.5 h(水冷,WQ)+500℃/4 h(空冷,AC)时,合金可实现良好的强韧性匹配,此时合金的抗拉强度为1106 MPa,屈服强度为1019MPa,断裂韧性高达87.6MPa·m1/2。未经固溶时效处理的锻态TC20钛合金拉伸和紧凑拉伸(CT)试样,其断口呈现典型的韧性断裂形貌特征,而经不同固溶时效处理的试样断口主要以准解理断裂和解理断裂为主。随着时效温度的升高,拉伸试样断口表面逐渐出现二次裂纹和空洞,塑性逐渐降低,CT试样的韧窝尺寸逐渐变小变浅,断裂韧性逐渐降低。     

TC21钛合金的高温动态拉伸力学行为

在应变速率为0.001～1270s-1、温度为298～1023K条件下对魏氏组织和双态组织的TC21钛合金进行拉伸试验,利用SEM对拉伸试样的断口进行观察。结果表明:TC21钛合金的拉伸力学行为存在显著的温度和应变速率相关性;当应变速率为0.001和0.05s-1的屈服应力—温度曲线存在转折点,且转折点温度随应变速率的增大而升高;当温度低于转折点温度时,相同氧含量的TC21钛合金和多晶纯钛的屈服应力具有相似的温度相关性;微观组织影响屈服应力的幅值和拉伸塑性的大小,但不影响屈服应力的温度相关性和应变速率相关性;除魏氏组织在室温0.001s-1时为穿晶和沿晶混合断裂外,其他工况下的魏氏组织和双态组织均为穿晶韧性断裂;TC21钛合金在拉伸变形过程中未出现绝热剪切带和形变孪晶。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Effect of the Error of Measurement of Current Harmonics on the Accuracy of Determination of Magnetic Characteristics

Metal Science and Heat Treatment - The effect of the error of measurement of the form of current harmonics on the accuracy of determination of weber-ampere characteristics of electrical devices is...     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.