新型Al-Zn-Mg-Sc-Er-Zr合金的热变形行为EI北大核心CSCD

采用Gleeble-3800热模拟机研究Al-8.9Zn-1.3Mg-0.1Sc-0.1Er-0.1Zr铝合金的热变形行为,构建温度380~440℃、应变速率0.01~10 s^(-1)区间内合金的热加工图,使用X射线衍射(XRD)、选区电子衍射(SAED)与能谱(EDS)对合金中存在的物相进行分析,并使用金相显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)观察合金热变形后的微观组织。结果表明:合金的最佳热加工工艺参数区间为:400℃相似文献   

形变温度对Fe-20Mn-3Cu-1.3C TWIP钢拉伸变形行为的影响EI北大核心CSCD

运用温控拉伸实验,分析了在-100~200℃范围内变形时形变温度对Fe-20Mn-3Cu-1.3C钢力学性能和形变机理的影响。观察分析了拉伸试样的显微组织,并利用热力学经典模型,估算了温度对孪晶诱发塑性(TWIP)钢层错能的影响。结果表明:随着形变温度的升高,TWIP钢的层错能显著增加,基体中形变孪晶的体积分数逐渐减少,抗拉强度和屈服强度呈下降趋势,而伸长率先升高后降低,塑性变形机制也由孪生为主逐渐转变为以滑移为主。层错能的拟合公式为γSFE=26.73+9.38×10^(-2) T+4.22×10^(-4 )T2-4.47×10^(-7) T^3,与滑移相比,孪生可获得更高的应变硬化率,从而使TWIP钢获得高强度和高塑性。     

某铁路桥梁用20MnTiB钢高强螺栓断裂原因

某铁路主桥钢桁梁杆间20MnTiB钢高强螺栓发生断裂。采用复检试验、化学成分分析、金相检验、硬度测试、力学性能测试和断口分析等方法,分析了螺栓断裂的原因。结果表明：螺栓的断裂形式为氢致断裂,断裂原因是螺栓中锰元素含量偏高,导致耐腐蚀性下降,长期在潮湿环境下服役,致使螺栓发生氢致断裂。     

Y形高强钢组合偏心支撑框架结构抗震性能简化分析方法研究EI北大核心CSCD

通过对1∶2缩尺三层Y形高强钢组合偏心支撑框架结构(Y-HSS-EBF)模型试件的振动台试验,考察了结构的抗震性能。基于结构的恢复力模型与等代拉杆简化模型,采用SAP2000程序中的多线段塑性Kinematic连接单元代替拉杆,进行Y-HSS-EBF结构的地震反应简化分析,并将简化分析计算结果与试验结果、有限元计算结果进行了对比。研究结果表明:Y-HSS-EBF结构具有良好的抗震性能;由简化计算方法得到的Y-HSS-EBF结构滞回曲线与试验结果基本一致,简化分析模型能较好地模拟结构的非线性性能;振动台模型的简化计算结果具有一定的精度,简化分析模型能够较好的用于Y-HSS-EBF结构的弹性与弹塑性地震反应分析。在初步设计时,可采用简化分析模型对结构地震作用进行计算。     

激光冲击冷轧钼带的微观结构和性能EI北大核心CSCD

对多晶冷轧钼带进行激光冲击成形及其强化,分析了冲击试件的显微硬度和微观组织。结果表明:高应变速率激光冲击实现了脆性多晶冷轧钼带冷成形和改性双重效应;半搭接区域激光冲击强化的多晶钼带表面显微硬度符合高斯函数变化规律,具有更好的冲击强化效果,其显微硬度峰值变化范围为HV265-310;激光冲击强化可提高钼带耐高温性能。     

超级奥氏体不锈钢24Cr-22Ni-7Mo-0.4N的热变形行为及其组织演变EI北大核心CSCD

对超级奥氏体不锈钢24Cr-22Ni-7Mo-0.4N进行单轴热压缩,研究了其在950℃~1200℃、应变速率为0.001 s^(-1)~10 s^(-1)的条件下的热变形行为;采用Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数(Z)对变形参数建模并建立了本构方程,发现峰值应力、动态再结晶临界应力均与ln(Z/A)呈线性关系,材料的热变形激活能为497.11 kJ/mol。基于动态材料模型建立了不同塑性应变下的热加工图,使用电子背散射衍射技术(EBSD)表征了材料在不同变形条件下的微观组织,发现其在大多数变形条件下的软化机制是非连续动态再结晶(DDRX)。综合分析热加工图和微观组织,发现合理的热加工区域为变形温度1150~1200℃、应变速率0.1~1 s^(-1)。     

低温对ER8车轮钢力学性能的影响EI北大核心CSCD

对ER8车轮钢轮辋材料在-40℃、-20℃、0℃、25℃(室温)下,分别进行力学性能研究,利用激光共聚焦显微镜、场发射扫描电子显微镜对其组织和断口进行表征。结果表明:-40℃时,轮辋材料的抗拉强度和屈服强度分别提高了5.8%和7.1%,强度指标(抗拉强度和屈服强度)与温度几乎呈线性关系,塑性指标(延伸率与断面收缩率)均下降约2%;轮辋材料冲击韧性对温度非常敏感,随温度下降,其冲击韧性迅速降低,-40℃冲击功降幅达60%;轮辋材料-40℃时的疲劳寿命高于室温的疲劳寿命,-40℃时疲劳源和裂纹扩展区二次裂纹都较室温时的细小,室温时ac(疲劳裂纹临界尺寸)约为3.2 mm,-40℃时,ac约为4 mm。     

β21S钛合金高温变形行为研究EI北大核心

在Gleeble-1500热模拟试验机上对β21S钛合金进行了高温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度为750～1100℃,应变速率为0．01～1s^-1条件下的流变应力及微观组织变化规律,计算了变形激活能及应力指数,并给出了流变应力的计算模型。结果表明：合金的流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率下,其应力水平随温度的升高而降低;在较低温度和高应变速率变形时,合金仅发生回复现象,随着温度的升高和应变速率的降低,有部分再结晶发生且再结晶程度逐渐增大;计算得出实验条件下的变形激活能和应力指数分别为211．04kJ／mol和4．0129。     

Zirlo锆合金高温变形行为及本构关系EI北大核心CSCD

采用Gleeble-3800型热模拟试验机,对Zirlo合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度550~700℃,应变速率0.01~10 s^(-1)范围内的热变形行为;并在Arrhenius型双曲正弦函数方程基础上引入应变量,构建了基于应变补偿的Arrhenius本构模型,同时构建了基于位错密度演化加工硬化模型和基于唯象型的软化模型的分段唯象型本构模型。结果表明:Zirlo合金的流变应力随着温度的降低和应变速率的提高而升高,低应变速率下流变应力呈现更高的温度敏感性,流变应力曲线在不同变形条件下分别呈现加工硬化、动态回复、动态再结晶特征。经过误差分析可知,基于应变补偿的Arrhenius本构模型大部分预测值的误差均在15%以内,具有较高的准确性,而分段唯象型本构模型相对平均绝对误差最大值不超过3%,具有97%以上的准确率,可以很好地预测合金的应力-应变曲线,具有良好的拓展性,并且可初步判断曲线类型,具有良好的实用性。     

D6A钢在轧制过程中的强韧化机理EI北大核心CSCD

通过轧制-热处理工艺能够使D6A钢的强度显著提高。为了探究其强韧化机理,本实验采用热轧及两相区温轧退火工艺,获得微米级D6A合金钢样品,微观组织为铁素体基体及粒状渗碳体。通过室温拉伸实验、SEM、X射线衍射、EBSD等手段对实验钢的显微组织和力学性能进行表征,结果表明:随着变形量的增加,晶粒尺寸由4.5μm细化为1.5μm,渗碳体的含量逐渐增加,小角度晶界的比例升高,屈服强度和抗拉强度不断增加,伸长率略有降低,说明轧制过程使亚晶粒的尺寸不断降低,晶界面积增加,位错滑移受到的阻力增大。同时,本研究对不同轧制变形量实验钢的位错密度进行计算,当轧制变形量为88%时,位错密度最高,此时加工硬化的程度最高。随着变形量的增加,第二相强化和晶粒细化引起的强度增量呈不断上升的趋势,位错强化引起的强度增量先升高后降低,D6A钢的主要强化方式为第二相强化、细晶强化及位错强化。     

热轧高Ni高强钢的表面晶界特征和电化学行为

采用EBSD技术和原子力显微镜(AFM)测试了10CrNi5Mo高强钢热轧态和热处理态试样的表面晶界分布特征和微观形貌, 用模拟海水全浸实验方法及电化学阻抗谱技术测试了10CrNi5Mo高强钢在模拟海水中的腐蚀行为。结果表明: 热轧态试样表面具有更高比例的小角度晶界, 经硝酸酒精腐蚀后热处理态试样表面腐蚀更为均匀, 粗糙度更小。进行模拟海水全浸实验时热轧态试样呈现出更好的耐腐蚀性能, 浸泡中期阻抗值增大, 表面腐蚀产物与基体结合更为紧密, 能保护基体防止其与溶液发生电化学反应。     

高强度超细晶金属材料塑性行为及增塑研究进展

强度和塑性是金属结构材料最重要的力学性能指标,金属高性能化的关键是在高强度水平下保证良好的塑性,然而两者往往不能兼顾。在众多强化方法中,晶粒细化长期以来被认为是强化金属最理想的手段,在传统晶粒尺寸范围,细化晶粒既可以显著提高材料的强度,又能改善材料的塑韧性。因此,近几十年来超细晶/纳米晶金属得到了广泛研究和发展,出现了以大塑性变形(SPD)、先进形变热处理(ATMP)技术为代表的超细晶制备方法,所得晶粒可以细化到亚微米或纳米尺度,金属性能大大提高。然而,大量研究证实当晶粒细化到亚微米或纳米尺度时金属强度提高但塑性显著下降,与传统的细晶强化规律不符。对此,国内外学者进行了很多研究,试图阐明其机理、揭示晶粒超细化导致塑性降低的物理本质。此外,由于细化晶粒方法受到塑性的限制,新的高强度水平下增强塑性的方法成为钢铁材料高性能化的研究热点。针对塑性下降的事实,为了进一步提高超细晶金属材料性能,研究者开展了许多增强塑性的工作,获得了较好的效果,但仍存在一些不足。关于金属晶粒超细化导致塑性降低的普遍共性现象,目前广泛认可的理论主要有晶界捕获(吸收)位错的动态回复理论、位错运动湮灭理论、高初始位错密度以及位错源缺失机制等。前三者都主要关注超细晶金属材料低(无)加工硬化能力,并将其归结为延伸率降低所致。主要是因为低(无)加工硬化使材料在变形早期发生塑性失稳或局部变形从而表现出低塑性。超细晶金属增塑研究主要体现在增塑方法和机理方面,目前,增塑方法主要有(1)形成纳米孪晶;(2)获得粗晶-细晶双峰组织;(3)利用相变诱发塑性/孪生诱发塑性(TRIP/TWIP)效应;(4)引入铁素体软相;(5)利用纳米第二相粒子等。这些增塑方法的主要机理是利用组织结构的改变提高超细晶金属的加工硬化能力以维持良好的均匀塑性变形以及利用组织相变提高塑性。本文归纳了常用的超细晶金属制备方法,综述了超细晶金属材料塑性降低的研究进展,总结了超细晶金属增塑的研究结果,分析了目前研究中存在的不足,探讨了超细晶金属增强增塑的发展趋势,以期为超细晶金属塑性降低理论及增强增塑研究提供参考。     

含有Cu、Mo、Sn的高强度蠕墨铸铁的蠕变行为

研究了一种含有Cu、Mo、Sn的高强度蠕墨铸铁在623~823 K、40~150 MPa的蠕变行为,观察了不同形态的蠕变损伤组织并分析了蠕变变形及断裂机理。当T/T_m＞0.5(T为使用温度,T_m为蠕墨铸铁熔点)、载荷大于150 MPa时这种蠕墨铸铁的蠕变变形显著,且变形主要来自基体变形、蠕变空洞的形核长大以及石墨/基体界面的开裂。随着温度的提高和载荷的增加,蠕变变形逐渐由晶界移动转变为晶内变形。在蠕变过程中有两种开裂机制：(I)微裂纹在石墨/基体开裂处形核长大并优先沿铁素体向基体扩展,与邻近石墨/基体开裂连接而逐渐形成主裂纹;(II)晶界处的蠕变空洞形核长大转变成蠕变裂纹。氧原子通过石墨的连通性向组织内部扩散,造成上述两种裂纹表面氧化。由于,石墨、铁素体、珠光体三者性能的差异,石墨/铁素体界面比石墨/珠光体界面更易发生开裂。另外,在773 K、823 K组织中的珠光体分解明显,层片状渗碳体逐渐转变为短棒状,在晶界附近则以颗粒状为主。     

高强度合金抗疲劳应用技术研究与发展

评述了超高强度钢、高强度Al合金和Ti合金表面完整性抗疲劳应用技术的研究和发展。高强度合金疲劳性能对应力集中敏感，不适当的加工工艺和切削热等造成的表面损伤和高拉应力使其疲劳和应力腐蚀性能损失殆尽。先进的表面完整性加工尤其是表面改性可显著提高疲劳性能，如激光冲击使7475-T761拉-拉疲劳寿命提高约89％，7075-T6裂纹扩展速率降低到原来的1／1500；超声喷丸使超高强度钢低周疲劳强度提高约50％，Ti7Al4Mo合金高周疲劳强度提高约15％；表面超硬化可使Vasco X-2M齿轮钢接触疲劳寿命提高30～35倍等。     

DP980高强钢动态拉伸力学行为

对比分析DP980高强钢在应变速率10~(-3)~10~3s~(-1)范围内的动态拉伸实验结果,研究其力学行为以及断裂模式特点。结果表明:应变速率从准静态(10~(-3)s~(-1))增加至10~0s~(-1)过程中,强度基本保持不变,塑性下降了7.5%;应变速率从100s~(-1)增加至103s~(-1)过程中,强度不断增大,而塑性在10~0~10~2s~(-1)范围内上升14%,随后在10~2~103s~(-1)范围内下降了24.7%;应变速率敏感系数m始终随应变速率的增加而升高。变形过程中,位错增殖强化和加速阻力是强度上升的主要原因。塑性变形集中在铁素体中,微孔裂纹主要沿马氏体/铁素体交界扩展。试样沿厚度方向上的宏观断口,在应变速率小于101s~(-1)时呈"V"形杯锥状,在应变速率高于10~1s~(-1)时则是与拉伸方向成约45°的纯剪切型。     

加磷高强IF钢的最优冷轧压下率确定

为了确定加磷高强IF钢的最优冷轧压下率,以工业生产的加磷高强IF钢热轧钢板为试验材料,在实验室进行了冷轧试验和盐浴退火试验,研究了冷轧压下率对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:在试验条件下,试验钢冷轧压下率为50%～80%,退火温度为820～850℃时,再结晶完成;随着冷轧压下率的增加,晶粒变得细小均匀;冷轧压下率为50%～80%,退火温度为850℃时,屈服强度为160 MPa左右,抗拉强度为345 MPa左右,延伸率为35.0%左右,塑性应变比r值和应变硬化指数n值都较高,r值为1.5左右,n值为0.30左右。最终确定工业生产中最优冷轧压下率为60%～70%。     

X90高强管线钢的应变时效行为和敏感温度

用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察应变时效处理前后X90高强管线钢的微观组织和冲击断口形貌,进行拉伸实验和Charpy冲击实验测定其拉伸性能和低温冲击性能,研究了这种钢的应变时效行为。结果表明,X90高强管线钢对应变时效比较敏感,敏感温度点为423.15 K。在高于敏感温度点的温度进行时效处理后材料失去连续屈服和强化特性,拉伸曲线由时效前的“Round House”拱顶型转变成为吕德斯型屈服曲线。对于确定的时效时间(t_ag=5 min),随时效温度T_ag的提高X90钢的屈服强度R_p0.2、抗拉强度R_m和屈强比R_p0.2/R_m均呈现提高的趋势,均匀延伸率UEL、断裂应变ε_f、低温冲击吸收总功A_k、裂纹形成功A_i和裂纹扩展功A_p均呈现减小的趋势。时效处理前后这种钢的显微组织没有明显的差异,均为细小针状铁素体+多边形铁素体+板条贝氏体+M-A组元组成的复相组织。预应变和时效处理是管材发生应变时效的主要诱因,生产中可用柔性校平法取代刚性辊压校平法,多步渐进成型法取代一步螺旋成型法控制预应变量;另外,在保证防腐质量的前提下可降低防腐处理温度(小于423.15 K)以降低温度的影响。     

原位观察稀土镧对低合金高强度钢焊接热影响区晶粒细化的影响

使用高温激光共聚焦扫描显微镜原位观察了含0.016％(质量分数,下同)的La和不含La的低合金高强钢模拟焊接热影响区中高温阶段奥氏体的长大和组织转变行为,并使用光学显微镜和电子扫描显微镜对比分析了添加0.016％的La对粗晶热影响区晶粒细化的影响.结果 表明:添加0.016％的La使低合金高强钢中的夹杂物由Al-Mg-...     

高强度50SiMnVB钢的动态变形行为

在１０＾－５￣１０＾３ｓ＾－１应变速率范围内研究了５０ＳｉＭｎＶＢ钢的变形行为，应变速率增加，流变应力增大，塑性和应变硬化指数无显著改变，提出试验钢具有σ＝Ａ形式的本构方程。     

加磷高强Ti-IF钢的最优卷取温度和冷轧压下率的确定

以工业生产的加磷高强Ti-IF钢为试验材料,在实验室研究了卷取温度和冷轧压下率对试验钢显微组织、力学性能和织构的影响.结果表明:在试验条件下,试验钢在不同冷轧压下率下,卷取温度在550～600℃时,再结晶完成;不同卷取温度下,随着冷轧压下率的增加,晶粒变得细小均匀;卷取温度在600℃时,不同冷轧压下率下的屈服强度、抗拉...