医用纯钛箔材高精度微成形通电加热效果研究

Shimizu Tetsuhide等人首先对纯钛箔材的通电加热效果进行了基础性验证实验。开发了内藏通电加热电极的拉伸试验用夹具，并在万能力学试验机上对厚度为50μm的纯钛箔材进行不同方向、不同温度的拉伸试验，实验温度为25、300、450℃。结果表明，随着加热温度的提高，钛箔材在各方向的拉伸强度差异缩小。前，     

医用纯钛箔材高精度微成形通电加热效果研究

Shimizu Tetsuhide等人首先对纯钛箔材的通电加热效果进行了基础性验证实验。开发了内藏通电加热电极的拉伸试验用夹具，并在万能力学试验机上对厚度为50μm的纯钛箔材进行不同方向、不同温度的拉伸试验，实验温度为25、300、450℃。结果表明，随着加热温度的提高，钛箔材在各方向的拉伸强度差异缩小。前，     

微器件弯曲成形研究

微器件的市场需求急剧增加,微弯曲成形在微型产品的制造中起着至关重要的作用。尺度效应的影响使得微弯曲成形成为一个全新的领域。阐述了国内外近十多年来微弯曲成形方面尺度效应、晶粒尺寸以及摩擦等基础理论的发展,总结了微弯曲的成形方法、工模材料、成形系统、数值模拟以及成形精度方面的研究,并提出了利用陶瓷纤维制作微弯曲模,压电陶瓷作为驱动器,通过激光辅助加热的微弯曲成形系统。     

含氮气氛FSP表面改性纯钛的微结构和织构

本文研究了含氮气氛下FSP表面改性纯钛的微结构和织构。结果表明：FSP纯钛搅拌区为等轴晶粒,靠近AS侧和RS侧的动态再结晶晶粒平均晶粒尺寸为2.29μm,近表面和中心区受温升和摩擦搅拌的综合作用,平均晶粒尺寸分别长大至6.48μm和8.64μm。FSP热机影响区呈梯度分布,靠近搅拌区部分晶粒细化破碎严重;远离搅拌区部分,原始晶粒变形小,以形变孪生机制为主。AS侧、底部和RS侧的热机影响区宽度分别为900μm,700μm和480μm。热机影响区内主要形成{10-12}拉伸孪晶。搅拌针形状是FSP纯钛微区织构演变的重要影响因素,搅拌区晶粒的c轴接近于PD方向。受搅拌区晶粒细化和加工硬化共同作用,搅拌区硬度整体高于母材,硬度最大值达到223.7HV_0.5。     

空化水射流微成形工艺的数值模拟研究

提出一种空化水射流冲击金属钛箔微成形的新工艺,该工艺利用空化水射流中空泡溃灭产生的高压冲击载荷,实现金属箔材的微成形。采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟方法,以100 μm厚的TA2钛箔作为微成形研究对象,对空化水射流冲击微成形性能进行研究。通过模型建立、定义材料及属性、定义单元类型及接触、划分网格、边界条件及力的加载等技术处理,对金属钛箔的成形形貌、成形件中心点运动等进行数值模拟,为空化水射流冲击微成形机制和进一步试验研究提供依据。     

纳米压痕法分析ECAP变形工业纯钛的力学性能

采用等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)技术制备了不同晶粒尺寸的超细晶工业纯钛,通过纳米压痕测试技术对ECAP变形工业纯钛的力学性能进行研究,讨论了加载应变速率和晶粒尺寸对工业纯钛硬度测试结果的影响,进一步分析了ECAP变形工业纯钛的应变硬化能力和残余应力。结果表明:随着加载应变速率的增大和晶粒尺寸的减小,工业纯钛的硬度值增加。硬度-位移曲线表现出具有硬化效应的压痕尺寸效应(Indentation Size Effect,ISE)。纳米压痕形貌表明:ECAP变形工业纯钛的应变硬化能力降低,存在残余压应力。     

大直径薄壁钛管加热弯曲成形的数值模拟

采用有限元软件ANSYS对大直径薄壁钛管加热弯曲成形过程进行了有限元模拟.利用ANSYS的参数化设计语言APDL分别建立了管件加热过程有限元模型和管件弯曲过程有限元模型,使所做的模拟能较方便地适用于不同的管子外径、弯曲半径以及模具尺寸.研究结果表明,加热温度对薄壁钛管弯曲成形质量有着显著的影响,加热温度在650～700℃之间时管子弯曲成形质量较好.     

内压对5A02铝合金充液剪切弯曲管微观结构的影响(英文)

为了研究剪切变形对微观组织的影响,采用电子背散射衍射方法研究铝合金剪切弯曲管的微观组织特征。分析不同内压对外侧圆角和内侧圆角微观组织的影响。结果发现:未变形管材的晶粒尺寸为100μm;在内压为15.2MPa时,变形管材的外侧弯角区域晶粒尺寸为50～100μm,而内侧弯角区域晶粒细化到30～50μm;当内压达到38.0MPa时,晶粒进一步细化,在变形管材的外侧弯角区域晶粒尺寸达到30～50μm,而内侧弯角区域晶粒细化到10～20μm。由此可知,剪切变形对两圆角区域的微观组织有着重要的影响,随着成形压力的提高,晶粒尺寸逐渐细化。由于内外侧不同的变形程度,即便成形压力相同,内侧晶粒尺寸也明显小于外侧的。     

薄壁纯钛管数控弯曲成形性能研究

研究了薄壁纯钛(CP-Ti)管在不同弯曲半径和不同材料性能下的多缺陷约束数控弯曲成形性能,通过显式/隐式三维有限元模型和实验研究了先进轻量化材料CP-Ti的成形潜力。结果表明:管材的硬化指数、厚向异性指数和杨氏模量的变化对弯曲成形性能有很大影响;与壁厚减薄和截面畸变相比,失稳起皱是抑制大直径薄壁CP-Ti管弯曲成形性能的主要缺陷。升高温度可以提高CP-Ti管的弯曲成形性能,特别是抗起皱性能。     

晶粒尺寸和温度对工业纯钛变形机制的影响（英文）

为了研究晶粒尺寸和加工温度对工业纯钛变形行为的影响，分别在室温和液氮温度下对平均晶粒尺寸为2、9、23和51μm的样品进行单轴拉伸实验，采用背散射电子衍射技术(EBSD)和透射电子显微镜技术(TEM)表征样品的显微组织和织构。结果表明，室温条件下位错滑移是主要的变形机制，而液氮温度下拉伸的样品中有丰富的变形孪晶被激活，其中包括{■}拉伸孪晶、{■}压缩孪晶和{■}-{■}二次孪晶。这揭示液氮温度条件下塑性变形模式从位错滑移到动态孪生的转变，这也是具有较大晶粒尺寸的样品在液氮温度下依然具有优异力学性能的主要原因。另外，还提出了一种改进的Hall-Petch关系式，可用于在液氮温度条件下定量表征平均晶粒尺寸和孪晶对工业纯钛拉伸屈服强度的影响。     

120°模具室温ECAP制备工业纯钛的热压缩变形行为

在Gleeble-1500热模拟机上对室温120°模具等径弯曲通道变形(ECAP)制备的平均晶粒尺寸为200nm的工业纯钛(CP-Ti)进行等温变速压缩实验,研究超细晶(UFG)工业纯钛在变形温度为298～673K和应变速率为10-3～100s-1条件下的流变行为。利用透射电子显微镜分析超细晶工业纯钛在不同变形条件下的组织演化规律。结果表明:流变应力在变形初期随应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳;峰值应力随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;随变形温度的升高和应变速率的降低,应变速率敏感性指数m增加,晶粒粗化,亚晶尺寸增大,再结晶晶粒数量逐渐增加;超细晶工业纯钛热压缩变形的主要软化机制随变形温度的升高和应变速率的降低由动态回复逐步转变为动态再结晶。     

退火温度对超低碳钢ECAP变形组织的影响

采用BC方式通过等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)法制备了铁素体晶粒尺寸约0.30μm的超低碳钢试样,研究了退火温度对ECAP变形组织的影响。结果表明,随退火温度升高,ECAP变形获得的亚微晶铁素体变形组织在原位逐渐演变为再结晶组织。300~500℃×1h退火时,亚微晶铁素体组织稳定,晶粒无明显长大。退火温度高于500℃后,铁素体晶粒开始明显长大,650℃退火后的铁素体平均晶粒尺寸约8.70μm。     

等温退火处理对Inconel 625合金箔材组织和性能的影响

采用OM、SEM和力学性能测试等方法,研究了不同温度和时间的等温退火处理对50 μm厚的Inconel 625合金箔材组织和性能的影响。结果表明,在650 ℃和700 ℃等温退火过程中,箔材发生再结晶,晶粒尺寸显著减小,同时在晶界处析出大量的富Ti和Nb的碳化物。由于再结晶导致的细晶强化和碳化物诱发的析出强化的共同作用,箔材的强度和塑性显著提升,特别是在650 ℃等温退火48 h后,抗拉强度达到了1513 MPa,相比于未退火前增加了近90%,伸长率也增加了105%。但是试验箔材经700 ℃等温退火48 h后,再结晶晶粒长大,使得力学性能显著下降。箔材的拉伸伸长率与晶粒尺寸密切相关。     

回火处理对超细晶2J4磁滞合金磁性能的影响

利用等通道弯曲挤压的方法得到的晶粒平均尺寸大约为0.15μm的超细晶2J4合金试样,然后分别在590℃,600℃,610℃下进行30min回火,研究了不同回火温度对超细晶2J4磁滞合金磁性能的影响,并分析了产生影响的机理.最后讨论了在不同温度的回火过程中大量马氏体的转变,碳化物的析出对磁性能的影响.     

工业纯钛机械孪晶演化及其对纯钛低温力学性能的影响

对工业纯钛(TA2)在液氮介质中机械孪晶随应变量的变化规律以及孪晶对晶粒尺寸的依赖性进行了研究。结果表明:在静拉伸过程中孪晶分数随应变量的增加而增加,孪晶的形成主要在均匀塑性变形阶段,尤其在塑性变形的初期,颈缩后孪晶分数增加缓慢。孪晶形貌的演化规律为:在变形的初始阶段生成孪晶的尺寸比较大,在随后的塑性变形中又发生破碎,最终形成一些孪晶密集的区域。低温下纯钛的塑性变形方式为孪生和滑移共同作用。粗晶粒(55μm)和细晶粒(18μm)的纯钛在室温和低温下的拉伸实验结果表明,晶粒的粗化没有降低纯钛的塑性,低温下粗、细晶粒纯钛的塑性均比室温下的高。这种现象与纯钛低温下活跃的孪生密切相关。     

用冷轧压接法生产积层型5052铝/钛复合材料

在室温下用冷轧的方法生产 Al/ Ti复合板 ,由于钛板在冷轧过程中断裂 ,而使 Al/ Ti无法接合。为了能用最简单的方法制得比强度高、各向异性小、没有强化材偏聚和界面脆化层的 Al/ Ti复合材。日本富山大学奥村善雄等人研究了用高纯铝箔和钛箔交替多重积层 ,在室温下通过一次高压压制 ,就可获得钛箔以片状分布的 Al/ Ti复合材的制造方法。试验材料用市售纯度为 99.92 %高纯钛箔 (退火态 )和古河电气工业生产的 5 0 5 2铝合金箔 (以下简称A5 0 5 2 )。 A5 0 5 2箔是将厚 85 0μm的冷轧板经中间退火然后冷轧到约 115μm(压下率为 86 .5 % ) …     

基于表面层的微细薄板弯曲回弹预测建模与实验研究

基于微/介观材料尺度效应表面层模型,对薄板表面层材料和内部材料分层处理,在纯弯矩弯曲模型基础上,考虑受到表面层晶粒影响的材料本构尺度效应并引入薄板回弹计算,分别对表面层和内部材料进行分析求得弯曲弯矩,从而建立了考虑尺度效应的微细薄板弯曲回弹预测模型。为了讨论模型的准确性,对不同晶粒、不同介观尺度的纯铜薄板开展了弯曲回弹的实验研究,实验结果表明,对于同一厚度的试样,薄板弯曲回弹角随着试样晶粒尺寸的增大而减小,对于不同厚度而晶粒尺寸相近的试样,回弹角随着试样厚度的增大而减小。分别利用传统回弹模型和考虑尺度效应的预测模型计算了弯曲回弹角,与实验结果对比发现,本文建立的模型能更准确地预测介观条件下微细薄板弯曲回弹现象。     

超声固结钛/铝箔材界面剥离强度与结合机理分析

以1100铝箔和TA1钛箔为基体材料进行异种金属材料超声固结试验研究,制备了Ti/Al箔材金属层状复合材料试样,应用剥离试验研究了振幅、静压力对Ti/Al箔材界面结合强度的影响规律,利用扫描电镜研究了剥离界面的微观组织形貌,采用EDS对剥离界面进行能谱分析,通过透射电镜对Ti/Al箔材界面微观组织进行观察。结果表明,超声固结可以实现Ti/Al箔材良好的结合界面,界面结合强度随着静压力的增大先增大后减小,随着振幅的增大单调递增;在振幅35μm,静压力1.5kN条件下,获得最佳的超声固结界面,其剥离强度为11.325N/mm;Ti箔材的剥离界面中Al元素均匀分布,并存在明显的韧窝组织;Ti/Al界面存在元素过度区,界面处晶粒细化明显;铝箔表面氧化膜破碎,且钛元素以弥散的形式嵌入到铝晶粒内部。     

退火温度对超细晶工业纯钛组织和力学性能的影响

采用等通道转角挤压对工业纯钛进行加工,获得了超细晶工业纯钛,并对超细晶工业纯钛在不同温度下进行短时退火,研究了退火温度对超细晶工业纯钛组织和力学性能的影响,研究表明,超细晶工业纯钛经300～400℃低温短时退火后,晶粒尺寸没有明显增大,基面织构增强,强度得到提升,产生退火强化现象,且保持良好塑性。随着退火温度提高,超细晶工业纯钛晶粒发生明显长大,强度逐渐下降。     

回火处理对超细晶2J4磁滞合金磁性能的影响

利用等通道弯曲挤压的方法得到的晶粒平均尺寸大约为0．15μm的超细晶2J4合金试样，然后分别在590℃，600℃，610℃下进行30min回火，研究了不同回火温度对超细晶2J4磁滞合金磁性能的影响，并分析了产生影响的机理。最后讨论了在不同温度的回火过程中大量马氏体的转变，碳化物的析出对磁性能的影响。