晶粒大小对AZ31镁合金绝热剪切敏感性的影响

为了研究晶粒尺寸对镁合金绝热剪切敏感性的影响,采用等通道转角挤压(ECAP)技术对AZ31镁合金进行了不同程度的晶粒细化并采用分离式Hopkinson压杆对细化后的AZ31镁合金试样进行了动态剪切试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和维氏硬度计,分别对冲击压缩后的AZ31镁合金试样进行了组织观察和硬度测试.结果表明,晶粒越小,AZ31镁合金的绝热剪切敏感性越弱.在对绝热剪切带及其周围组织进行维氏硬度测量时发现,剪切带内细小晶粒区的硬度明显高于其周围组织的硬度.     

退火处理对AZ31镁合金退孪晶的影响

为了研究退孪晶过程中退火处理对镁合金组织和力学性能的影响,以热轧AZ31镁合金为研究对象,对其在室温下沿横向(TD)预压缩后进行不同的退火工艺再沿垂直方向(ND)方向压缩会发生退孪晶.实验结果表明:退孪晶的开动应力为25 MPa,比孪晶形成(48MPa)小,且退孪晶所需的应变比孪晶小;预压缩AZ31经过合适的退火处理退孪晶的屈服强度提高了约20MPa;未退火处理的预压缩5%试样在2.5%的应变就可以发生退孪晶,而退火处理的试样需要在5%的应变才可以退孪晶.表明退火处理可以使AZ31在退孪晶过程出现退火硬化现象并且推迟退孪晶的发生.     

镁合金复合变形微观组织和力学性能研究

对AZ31镁合金压痕-压平复合变形进行实验研究。研究结果表明,镁合金材料在低温塑性变形时,孪晶及孪生变形是主要变形机制;变形温度越高,孪晶组织越少;复合变形系数越大,孪晶组织越多,在晶粒内部产生了大量的孪晶组织;并且在晶界处开始发生动态再结晶,产生细小的动态再结晶晶粒;随着塑性变形程度的增大,晶粒取向开始发生变化,动态再结晶晶粒开始长大,直到覆盖初始的粗大晶粒,晶粒得到细化。当压缩率达到29%后,发生完全动态再结晶,晶粒得到充分的细化,晶粒平均尺寸达到8μm。当复合变形系数0.2时,组织中的孪晶数量较少,晶粒平均尺寸达到20μm。经过复合变形的AZ31镁合金板材的屈服强度达到212MPa,抗拉强度达到298MPa,延伸率提高至17.2%,分别提高20.1%、25.4%、34.3%。     

温度与应变率对Cu70 Zn30孪晶变形的影响

为了研究孪晶变形过程中孪晶间距与孪晶片层厚度随温度与应变率变化情况,建立一个关于Cu70 Zn30的流动应力本构方程,其中流动应力分为短程应力与长程应力,短程应力用Johnson Cook模型描述,长程应力采用幂次强化法则,运用Matlab软件模拟了Cu70 Zn30在不同温度与不同应变率的条件下的孪晶变形,得出了孪晶变形过程中孪晶间距与孪晶片层厚度在不同条件下的演化曲线,通过对比实验结果,证实了低温与高应变率均能促进孪晶变形,其效果随着温度的降低与应变率的升高而增强;相对于应变率的影响,温度的降低更能促使孪晶的生长,孪晶间距的大小与孪晶片层的厚度随着温度的降低与应变率的升高而减小.     

AZ31镁合金压弯-压平复合变形孪晶组织及力学性能

分析镁合金压弯-压平复合变形特征,确定复合变形工艺参数,对AZ31镁合金压弯-压平复合变形进行了实验研究。研究结果表明,随着变形温度的增大,镁合金在压弯-压平复合变形过程中出现明显的孪晶组织,当变形温度为498K时,孪晶组织的比例最大,孪生为主要变形机制。当变形温度为483K时,细小的再结晶晶粒替代初始的孪晶区域带,平均晶粒尺寸为12.2μm。当变形温度为443K时,经过压弯-压平复合变形后的AZ31镁合金成形性能得到明显提高,当变形温度在483K时,循环变形道次为3次时,AZ31镁合金的延伸率为17.1%,较原始材料提高42%。     

一种近α钛合金间隙元素含量和冲击性能关系分析

采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等手段研究了间隙元素含量对一种新型Ti-Zr-Mo-Nb-Sn系近α钛合金室低温冲击性能的影响.结果表明,温度降低,合金冲击值随之降低;间隙元素含量越低,合金的冲击韧性越好,且其对合金低温冲击性能的影响明显强于室温.间隙元素原子固溶到合金中引起点阵畸变会抑制低温下孪生.77K时氧当量为0.15%的试样冲击应变组织变形程度较大且有不同方向存在交互作用的孪晶产生.氧当量0.23%的试样组织变形程度较小,且组织中的孪晶也较少,与低氧当量试样相比,变形孪晶的生长受到限制,孪晶更加细长.为保证合金在超低温下的冲击韧性,必须控制合金中间隙杂质的含量为超低间隙级（ELI）.     

AZ31B镁合金和6065铝合金动态压缩行为数值模拟

为了研究帽状试样AZ31B镁合金和6065铝合金在动态压缩变形过程中的温度、应力与应变演变规律,采用Johnson-Cook本构方程和累积塑性损伤方程进行了数值模拟,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了AZ31B镁合金和6065铝合金帽状试样的动态变形过程.结果表明,两种合金的裂纹萌生和扩展过程相似,局域化变形带内塑性应变由内向外对称分布.相比于AZ31B镁合金,6065铝合金的塑性应变影响区域更为狭小,其应变和应变率硬化效果更强.6065铝合金的变形温度能够达到其动态再结晶临界点,因而易于绝热剪切带的形成.     

907A钢绝热剪切行为研究

利用压剪试样 ,采用Hopkinson压杆试验技术 ,研究了船用 90 7A钢在应变率 γ 2 .0 × 1 0 5s-1的条件下的绝热剪切行为 ,结果表明压剪试样韧带的变形是一个两端向中间传播的剪切变形过程 ;在该应变率条件下 ,该钢的绝热剪切带属于相变剪切带 .     

等温循环弯曲对镁合金板材性能影响的研究

对AZ31B镁合金板材在443K、483K和523K三个温度下,在模具上进行不同道次的等温循环弯曲试验,对试验工艺进行了研究.利用金相显微镜和X射线衍射观察并且测量了该工艺条件下镁合金板材微观组织和宏观织构的变化情况.结果显示,在443K和483K温度下,主要由孪晶来协调变形,并且在孪晶带附近产生了最初的再结晶晶粒,在523K时,最初再结晶晶粒产生在晶界处.在483K循环弯曲3个道次的情况下,其室温延伸率由12.4％提高到17.1％,提高约为42％,其基面织构最大相对强度由9.8降到了5.75,但室温下抗拉强度基本不变.     

定向凝固纯铜组织性能研究

采用高真空多功能定向凝固及悬浮熔炼设备,以不同凝固速度制备纯铜试样,并对定向凝固纯铜试样的显微组织和机械性能进行了分析研究.通过实验获得了定向凝固纯铜的组织性能.当凝固速度小于500μm/min时,定向凝固的纯铜试样横、纵截面的晶粒形貌都是等轴晶,晶粒内存在孪晶,凝固速度较小时,其孪晶组织数量较多.当凝固速度大于500μm/min时,定向凝固的纯铜试样横截面的晶粒形貌是等轴晶,而纵截面的晶粒形貌是柱状晶,晶粒内基本不存在孪晶组织.定向凝固纯铜的室温机械性能是:当凝固速度在50μm/min的条件下,试样的抗拉强度约153 MPa,较普通铸造纯铜试样的低,而屈服强度约91.8 MPa,延伸率约80.12%,都优于普通铸造纯铜试样.透射电镜分析表明,纯铜定向凝固过程中形成的孪晶B=[110].     

高温高应变率下AM60B镁合金力学性能及失效行为

为了研究镁合金在高温、高应变速率下的变形行为及失效机制,采用分离式Hopkinson压杆在应变速率为1 600~4 500 s^-1、温度为27~150 ℃范围内,对真空压铸AM60B镁合金进行了动态压缩实验,并采用金相显微镜和扫描电子显微镜对压缩后的组织进行了观察.结果表明:在所测试的应变范围内,随着应变率的提高,应力-应变曲线均呈现上升趋势,且最大应变也随之增加,表现出正应变率强化效应.在150 ℃时真空压铸AM60B镁合金变形能力最好; 50 ℃时断裂强度最高.真空压铸AM60B镁合金在高温及高应变率下的断裂方式为以解理断裂为主并伴有韧性断裂的混合断裂方式.当变形温度低于150 ℃时,真空压铸AM60B镁合金在高应变率压缩下的变形机制主要是滑移.     

粗镁直接熔炼AZ91D的力学性能及断口分析

为了研究粗镁直接熔炼AZ91D镁合金锭不同位置上的夹杂分布情况,对AZ91D镁合金锭的三个不同取样位置进行了拉伸及冲击试验,通过扫描电子显微镜对拉伸和冲击断口进行了组织形貌上的观察与分析.结果表明:合金锭中间部分的力学性能要明显优于两侧部分,夹杂含量相对于两侧要低; 粗镁直接熔炼的AZ91D镁合金拉伸与冲击断口形貌呈河流状,为脆性断裂.粗镁直接熔炼的合金产生的夹杂物中的主要元素为C、O、Si,并含有少量Fe、K、Ca、S、Cl、Cr等元素; 在夹杂物周围容易出现二次裂纹,夹杂物的数量和种类直接影响着合金的力学性能.     

高应变速率下Mg-Gd-Y镁合金动态

为了研究Mg-Gd-Y镁合金在高应变速率下的动态拉伸性能及失效机制,采用分离式Hopkinson拉杆(SHTB)装置在室温下且应变速率为1 400~3 000 s^-1范围内对其进行了动态拉伸实验,并利用光学显微镜和扫描电子显微镜对动态拉伸后的镁合金试样进行了分析.结果表明,在动态拉伸载荷作用下,Mg-Gd-Y镁合金沿ED方向呈现连续屈服现象.应变速率增大后,Mg-Gd-Y镁合金具有正应变速率效应.在动态拉伸载荷作用下,Mg-Gd-Y镁合金的断口形貌呈解理断裂特征,镁合金的变形方式为孪生和滑移,且滑移为主要变形方式。     

Incoloy 825镍基合金的低周疲劳行为

为了研究Incoloy 825镍基合金的循环应力响应行为和低周疲劳行为,在室温和760℃下进行外加总应变幅控制下的疲劳实验,确定了合金在不同温度下的应变疲劳参数.利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜分析了合金疲劳变形后的位错亚结构与断口形貌.结果表明,室温下合金呈现先循环硬化后循环软化的特征,而在760℃下合金则呈现先循环硬化后循环软化或循环稳定的特征.在不同温度下合金的塑性应变幅、弹性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间均呈现单斜率线性关系,并分别服从Coffin-Manson和Basquin公式.在室温和760℃下合金的低周疲劳变形机制主要为平面滑移,且疲劳裂纹均以穿晶方式萌生和扩展.     

Dynamic Fracture of Ti-5553 Alloy in Taylor Impact Test

The dynamic fracture behavior of a new near-beta Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr~(-1)Fe(Ti-5553)alloy under a high strain rate loading was investigated systemically using the Taylor impact test,over the impact velocity ranging from156 ms~(-1) to 256 ms~(-1).An optical microscope(OM)and a scanning electron microscope(SEM)were used to characterize the microstructure evolution.The experimental results have demonstrated that the velocity from deformation to fracture is 256 ms~(-1) for the alloy with anα+βduplex microstructure including more primaryαphase,while the velocity is 234 ms~(-1) for the alloy with a duplex microstructure including less primaryα phase.From the impact fracture morphologies,smooth and smeared surfaces and ductile dimple areas can be observed.The failure mode of the titanium alloy with both microstructures is adiabatic shear banding.According to the fracture analysis,the ductile fracture area with the dimple area in the alloy with much more primaryαphase were more than that with less primaryαphase.Compared to the duplex microstructure with less primaryα phase,Ti-5553 alloy with more primaryαphase exhibited a better capability to resist an adiabatic shear damage.     

轧制对真空压铸AM50薄板组织与性能的影响

为研究真空压铸态AM50镁合金薄板在不同轧制变形量下组织和力学性能的变化,利用小型轧机对该合金进行多道次轧制,并进行了微观组织观察和室温拉伸性能测试.结果表明：该镁合金在常温下可进行多道次的轧制,但每道次之间要进行310℃×10min的退火处理,总变形量可达到45%;随总变形量的增加,轧制流线逐渐形成,晶粒变形成长条状,平均尺寸逐渐变小;变形量为40%时,沿轧制方向晶粒大约为2~4μm,轧制延展方向晶粒大约为5~10μm;随变形量的增大,材料的强度和塑性均在增加,而在总变形量达到40%时,材料的强度和塑性达到极值,屈服强度为282MPa,抗拉强度为329MPa,伸长率为8.8%.     

AZ31B镁合金动态力学行为及变形机制

为了研究挤压态AZ31B镁合金在高应变速率下的力学行为及变形机制,采用分离式Hopkinson压杆和反射式拉杆装置在室温对挤压态AZ31B镁合金进行了动态压缩和拉伸试验,平均应变速率范围在500~2600s^-1之间,用光学显微镜观察了测试后试样的微观组织变化.结果发现,由于在挤压过程中形成了基面织构,沿挤压方向压缩时,拉伸孪晶｛1012｝<1120>首先启动,屈服强度对应变速率不敏感,且屈服强度较低,但在塑性变形的第二阶段,位错滑移参与变形,应变速率硬化效应显著;沿挤压方向拉伸时,压缩孪晶｛1011｝<1120>和非基面滑移是其主要的塑性变形机制,合金屈服强度较高,并表现出轻微的正应变速率效应;由于织构的形成,合金在压缩和拉伸时表现出很强的拉压不对称性,压缩屈服强度与拉伸屈服强度的比值约为0.32.     

Plastic deformation behavior of ZK60 magnesium alloy with addition of neodymium

The hot deformation simulation of a ZK60 magnesiuln alloy at different temperatures from 373 to 673 K and different strain rates of 0.1, 0.01 and 0.002 s^-1 was studied by using the Gleebe-1500 simulator. The plastic deformation behavior was measured and the deformation activation energy was calculated. The microstructures of ZK60 magnesium alloy with an addition of neodymium during the deformation process were observed by using Polyvar-MET optical microscope and Tecnai G^2 20 TEM. The results show that the working hardening, the dynamic recovery and the dynamic recrystallization occur during the plastic deformation process at different temperatures and strain rates. The dynamic recrystallization starts when the temperature is over 473 K and the DRX grain size after hot deformation is only 5-10 μm. So the refined grains improve both the tensile strength and the elongation of alloys at room temperature. Neodymium is added into the alloy and a precipitate phase Mg12Nd that impedes the movement of dislocations is formed, which benefits to increasing mechanical properties of ZK60 magnesium alloy.