高应变率下热挤压态细晶钨合金的动态力学性能及失效行为

采用快速热挤压技术对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe-0.03Y%进行变形强化,研究了高应变率下挤压态细晶钨合金动态力学性能及失效行为。结果表明:在较低应变速率下的挤压态细晶钨合金的屈服强度相近,约2000 MPa;断面上的钨颗粒被严重拉长直至破碎,破碎的细小钨颗粒粘附在软化的粘结相中,随着应变率的增加钨颗粒变形更加明显;剖面观察发现:沿着断裂面的钨颗粒发生了高度的剪切变形,而内部区域则基本没有变形,表现出了剪切局域化迹象。实验结果证明了挤压态细晶钨合金在动态加载条件下的失效方式是绝热剪切失效。     

机械合金化和添加微量Y2O3对制备细晶钨合金

采用机械合金化、添加微量Y2O3和冷等静压、液相烧结工艺制备Ф25mm的晶粒度为3～4μm的细晶93W-4.9Ni-2.1Fe(质量分数%,下同)合金棒材,研究粉末机械合金化、添加微量Y2O3、烧结温度和保温时间对合金棒材烧结致密化和显微组织的影响。结果表明:在1480℃液相烧结时钨晶粒发生明显球化,在此温度下降低保温时间对控制钨晶粒长大有较大影响,保温时间为30min时,钨晶粒尺寸为5～8μm;保温时间为60min时,钨晶粒为8～10μm。添加微量稀土氧化物Y2O3可以进一步有效地抑制晶粒的长大,降低合金的钨晶粒尺寸和提高组织均匀性,在1480℃烧结60min时,钨晶粒为3～4μm,而且晶粒尺寸分布更均匀。     

细晶钨合金的制备与动态失效行为

采用喷雾干燥-热还原的方法制备纳米级93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末,并以其为原料制备出含0.03%Y_2O_3(质量分数)的细晶钨合金,研究微量稀土掺杂对烧结致密化和显微组织的影响以及93W-4.9Ni-2.1Fe合金在动态压缩状态下的力学行为.结果表明:纳米级复合粉末在1 380～1 410 ℃之间液相烧结可实现材料的近全致密化,比同种成分的传统钨合金的烧结温度降低了120 ℃左右,合金的相对密度可达99%以上,且合金的晶粒尺寸为5 μm左右.与传统W-Ni-Fe合金相比,细晶W-Ni-Fe合金在高应变率下具有更高的合金强度和延性,同时,在较低应变率下有形成局部绝热剪切带的倾向;添加微量Y_2O_3能进一步提高细晶W-Ni-Fe合金的绝热剪切敏感性,有利于在较低应变率下形成绝热剪切带.     

Y2O3对93WNiFe合金自锐性的影响

为了提高传统93WNiFe合金在侵彻装甲时的自锐化能力，采用粉末冶金的方法，在传统93WNiFe合金中加入了少量的Y2O3，经过1200℃氢气氛中预烧和1480℃烧结以及1100℃的真空退火热处理后烧结成为93W-Y2O3合金，其密度达到了理论密度的98．74％。静态力学性能测试结果表明：室温下抗拉强度为891MPa，延伸率为20％，保证了其作为穿甲弹战斗部用钨合金材料的基本力学性能；动态力学性能测试结果表明：在应变为0．28，应变率为3500s^-1时，93W-Y2O3合金内部出现了明显的裂纹及大量的微裂纹，而裂纹源正是起始于粘结相中的Y2O3陶瓷相。因此，在93W合金粘结相中形成的弥散Y2O3陶瓷相，可以作为钨合金中微裂纹的萌生源来诱发钨合金的剪切失效，进而可以提高对绝热剪切不敏感的93WNiFe合金材料的自锐化能力。     

高应变率下细晶W-Ni-Fe合金的力学行为与局部绝热剪切带的形成

研究晶粒细化和添加微量稀土元素Y对93W-4.9Ni-2.1Fe合金在动态压缩状态下力学行为的影响,观察分析显微组织的变化.结果表明,93W-4.9Ni-2.1Fe合金在高应变率加载下会出现应变硬化和热软化现象,合金强度和延性随着应变率的增大而增加;与传统W-Ni-Fe合金相比,细晶W-Ni-Fe合金在高应变率下具有更高的合金强度和延性,同时能在较低应变率下形成明显的局部绝热剪切带.表明细化晶粒能提高W-Ni-Fe合金的强度以及绝热剪切敏感性;另外,添加微量稀土元素Y能提高W-Ni-Fe合金在高应变率下的强度和延性,并且在低应变率下发生绝热剪切,稀土元素Y的添加有利于绝热剪切带的形成.     

合金元素或氧化物强化W-Ni-Fe高密度合金的研究进展EI北大核心CSCD

为满足对高力学性能钨合金的需求,抑制钨晶粒的生长,制备细晶钨合金是发展趋势。向钨合金复合粉末中添加合金元素或氧化物,将引起细晶强化、固溶强化或弥散强化,有利于改善钨合金的强度和硬度。从添加难熔金属元素、稀土元素及其氧化物等方面入手,并结合本文作者对放电等离子烧结含Mo细晶钨合金的研究,介绍细晶高密度W-Ni-Fe合金的合金元素强化技术。最后,基于目前该领域存在的一些主要问题,对未来研究方向提出了若干建议。     

稀土元素Y对Mg-0.6%Zr合金力学性能与阻尼行为的影响

研究了添加微量稀土元素Y对Mg-0．6％Zr合金力学性能与阻尼行为的影响。结果表明，由于Y的固溶强化及细晶强化作用，添加稀土元素Y可提高Mg-0．6％Zr合金的力学性能；同时由于Y在合金基体中的固溶及晶粒细化后晶界数量的增加，使合金的应变振幅无关阻尼略有降低，临界应变振幅显著增大，但应变振幅相关阻尼变化不大。合金的阻尼行为可采用Granato-Lticke位错阻尼理论解释。     

形变热处理对Mg-6Zn-1Zr-1.5Y合金组织与性能的影响

研究挤压比及时效处理对Mg-6Zn-1Zr-1.5Y合金组织及力学性能的影响规律,初步分析了该合金在形变热处理过程中的强化机制。结果表明:随着挤压比增加,其延伸率逐渐升高,而其强度则先升高后下降;时效处理后,挤压比λ=10的棒材的强度和延伸率都有所下降,λ=13的棒材强度和延伸率都有所升高,λ=25的棒材的强度提高而延伸率降低。该合金的主要强化机制包括:细晶强化,加工硬化和时效强化;合金热挤压后的性能取决于细晶强化和加工硬化的交互作用,时效后的性能取决于时效强化与加工硬化的交互作用。     

Al/Mg层状复合材料动态压缩行为及影响因素

利用Hopkinson压杆实验装置对轧制复合制备的Al／Mg层状金属复合材料进行动态压缩试验，分析了动态压缩应力-应变响应特征以及不同轧制工艺对应力-应变关系的影响。结果表明，在约10^3s^-1。应变率时，Al／Mg层状金属复合材料应变率强化效应与动态热软化效应表现明显；随轧制压下率增大，材料流变应力降低；轧制温度对Al／Mg复合材料应力-应变曲线影响较大，流变应力变化规律不明显；轧后经300℃、1h退火后Al／Mg复合材料流变应力降低。镁合金断口形貌表现出解理裂纹等脆性断裂特征，伴有热软化效应产生的韧窝状撕裂棱；铝合金断口形貌主要表现为沿晶的脆性断裂并伴随晶间化合物的破断。     

微波烧结钨合金挤压棒材的微观结构及动态力学性能研究

采用分离式Hopkinson动态压缩装置对微波烧结93W-4.9Ni-2.1Fe合金棒材切割试样进行了动态力学性能研究,采用扫描电镜、光学电镜和纳米压痕硬度仪分别对合金试样微观组织和显微硬度进行了表征和测试。结果表明:微波烧结试样在受到冲击压缩时,钨晶粒与粘结相都发生均匀变形;应变率为2200s-1时,合金的最大应力为2587MPa,钨晶粒和粘结相显微硬度分别为8.716和6.267GPa;当应变速率为2200s-1时合金粘结相变形产生明显热软化效应,在与冲击力呈45°的方向形成了绝热剪切带,位于剪切带中心区域的钨晶粒沿其扩展方向发生变形被拉成纤维状。