全片层与双态组织高铌TiAl合金高温原位拉伸研究EI北大核心CSCD

利用原位观察的方法研究了全片层(Fully Lamellar,FL)组织与双态(Duplex,DP)组织高铌TiAl合金在750℃下的拉伸力学行为。结果表明:DP组织具有较好的抗拉强度和塑性,其抗拉强度为958MPa,断面收缩率为45.1%,FL组织抗拉强度较低且几乎没有塑性;随着拉伸应力的增加,DP组织合金试样表面存在一个大量裂纹萌生和扩展的过程,这些裂纹均匀分布在试样表面,主要以萌生为主,几乎难以扩展,而在FL组织中只能观察到少量的裂纹萌生现象;拉伸断裂后的DP组织合金的裂纹是由多个孔洞合并而成,呈蠕虫状且尺寸很小,FL组织中与拉伸方向垂直或呈一较大夹角的片层团界及片层界较易萌生裂纹,在临近断口区域,裂纹主要以穿层扩展为主。     

岩石-混凝土界面拉伸断裂性能的率相关性研究EI北大核心CSCD

该文弯曲断裂试验获得了不同应变率下界面的抗拉强度、荷载-加载点位移曲线、荷载-裂缝口张开位移曲线、起裂荷载和峰值荷载,通过夹式引伸计法和DIC法获得了临界裂缝扩展长度。并计算了界面断裂能及双K断裂参数,分析了不同应变率下界面断裂过程区演化规律及特征长度的变化。结果表明:随应变率的增大,断裂能和起裂韧度增大,临界裂缝长度和失稳韧度先增加后减小,断裂过程区长度及特征长度随应变率的提高而减小。该文从裂缝发展路径、自由水粘性、惯性效应三方面探讨了岩石-混凝土界面断裂参数的率效应。     

厚规格X80管线钢低温断裂行为研究EI北大核心CSCD

采用金相显微镜和扫描电子显微镜对厚规格X80管线钢微观组织和-25℃落锤撕裂试验断口形貌进行观察,研究了X80管线钢的断裂行为与组织之间的关系。研究发现,钢板从表面到厚度中心,针状铁素体体积分数逐渐降低,并出现较多的粒状贝氏体、多边形和准多边形铁素体。具有较高针状铁素体体积分数的钢板,其落锤撕裂剪切面积也越高,多边形和准多边形铁素体以及大尺寸MA岛的存在能够导致解理断裂的产生,不利于钢板的低温断裂韧性。在裂纹扩展的过程中,主裂纹附近组织出现变形,导致脆硬性的MA岛周围出现微孔,微孔与微孔之间随着组织变形相互连接而形成微裂纹。二次裂纹通常在针状铁素体周围出现转折或停滞,说明针状铁素体有利于阻碍裂纹的扩展,提高钢板的断裂韧性。     

航空铝合金原位腐蚀疲劳性能及断裂机理EI北大核心CSCD

为了研究不同腐蚀条件下2024铝合金的疲劳性能,首先设计搭建原位腐蚀疲劳平台,然后分别进行无腐蚀疲劳、预腐蚀疲劳和原位腐蚀疲劳实验,分析不同腐蚀疲劳条件下2024铝合金的疲劳断裂行为,最后利用扫描电镜(SEM)表征宏、微观断口特征,探究失效机理。结果表明:相同腐蚀环境和时间下,预腐蚀和原位腐蚀疲劳寿命分别为无腐蚀疲劳寿命的92%和42%;在原位腐蚀疲劳条件下,滑移带挤入、挤出导致表面粗糙度增加,吸附较多腐蚀介质,加剧蚀坑演化,易于裂纹萌生并形成多个裂纹源。裂纹的连通形成更大尺寸的损伤,并在材料内部快速扩展。预腐蚀和原位腐蚀疲劳试件断口观察到大量脆性疲劳条带,并且原位腐蚀疲劳条带平均间距约为无腐蚀疲劳条带间距的2倍,说明原位腐蚀疲劳条件下裂纹扩展速率更快。     

Ti-22Al-25Nb合金惯性摩擦焊接头显微组织与力学性能EI北大核心CSCD

采用惯性摩擦焊技术焊接Ti-22Al-25Nb合金,研究热处理前后焊接接头微观组织和显微硬度的变化,分析接头在650℃和750℃高温拉伸力学性能.结果表明:接头原始态焊合区由B2相和极少量残余α2相构成,热处理后焊合区由B2相和O相构成,O相由B2相直接相变产生,相变过程无成分变化.原始态焊合区的显微硬度高于母材,780℃/3 h热处理后焊合区的显微硬度陡升,大量析出的细小O相促进硬度升高,800℃/3 h热处理后焊合区显微硬度介于原始态和780℃/3 h热处理之间.高温拉伸断裂位置均位于母材区域,650℃拉伸断口微观形貌呈韧性断裂特征,断口存在较多浅而小的韧窝.     

Nb-Si超高温材料的放电等离子烧结(SPS)工艺研究EI北大核心CSCD

以Nb,Si粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了二元Nb-Si超高温材料,研究了烧结温度、保温时间、加热速率和冷却速率等工艺参数对材料物相组成、微观组织和室温力学性能的影响。结果表明:烧结温度在1300℃以上时,材料主要由Nbss(铌基固溶体)和α-Nb5Si3两相组成,材料的致密度和室温力学性能随着烧结温度的升高而不断提高,在1600℃制备的材料力学性能最好;在1600℃时,随着保温时间的延长,材料的物相组成和微观组织基本没有变化,而其力学性能有小幅度提高;较慢的加热速率和烧结完成后较快的冷却速率均有利于提高材料的室温力学性能。应用优化后的SPS工艺,制备出了室温综合力学性能优异的Nb-Si超高温材料。     

全Cu_(3)Sn焊点在高温时效下的组织及力学性能EI北大核心CSCD

对全Cu_(3)Sn焊点进行620℃下不同持续时间的时效处理,研究时效过程中接头微观组织演变,并利用纳米压痕实验及剪切实验表征时效后焊点的力学性能变化。结果表明:在时效过程中,Cu/Cu_(3)Sn界面以平面状析出Cu_(20)Sn_(6)并持续生长,直至Cu_(3)Sn被完全消耗。随后Cu_(20)Sn_(6)向Cu_(20)Sn_(6)和Cu_(13.7)Sn组成的两相层转变,Cu_(13.7)Sn通过消耗两相层在Cu/两相层的界面处以波浪状析出并继续生长,直至占据整个界面区,该过程中伴随着焊缝中间位置孔洞数量和尺寸的生长,最终聚合成微裂纹。Cu_(20)Sn_(6),Cu_(3)Sn,Cu_(13.7)Sn相的硬度分别为9.62,7.15,4.67 GPa,弹性模量分别为146.5,134.0,133.2 GPa。随时效时间的增加,焊点的抗剪强度呈先增大后减小的趋势,在120 min内保持大于20.1 MPa;其断口形貌和断裂路径也随之发生变化。     

Al元素对Al_xFeCrCoCuV高熵合金组织及摩擦性能的影响EI北大核心CSCD

采用非自耗电弧熔炼炉制备了Al_xFeCrCoCuV(x=0,0.5,1.0)多组元高熵合金。用XRD,SEM,EDS和DSC技术探究了合金的微观组织,并测试了其硬度及耐磨性能。研究表明:随着Al的加入,Al_(0.5)FeCrCoCuV合金和Al_(1.0)FeCrCoCuV合金由FeCrCoCuV合金单一的BCC相变为由枝晶BCC和晶间FCC共同组成的双相组织;Al_(1.0)FeCrCoCuV合金的硬度大于Al_(0.5)FeCrCoCuV合金。合金的摩擦磨损测试主要以黏着磨损为主,合金的耐磨性能与硬度成正比。3种合金的摩擦因数都是随着时间的增加而减小,主要原因是随着摩擦时间的增加,合金表面生成了一层氧化物提高了合金的耐磨性能。     

激光增材制造24CrNiMo合金钢显微组织特征EI北大核心CSCD

采用激光选区熔化技术和激光熔化沉积技术制备24CrNiMo合金钢单道和块体样品,研究两种激光辐照条件下24CrNiMo低合金钢的相组成、微观组织、织构特征和显微硬度。结果表明:两种方法制备的24CrNiMo合金试样的相组成均为α-Fe相以及少量的Fe 3C;SLM成形单道沉积样品的晶粒取向随机、无序,无明显的择优取向,而LMD成形单道沉积样品的择优取向为(110)〈101〉面织构;SLM成形块体样品的晶粒在平行于沉积方向上存在较弱的〈111〉织构,LMD成形块体样品的晶粒存在外延生长取向为〈111〉的强织构;SLM成形试样的显微组织主要为下贝氏体,而LMD成形试样的显微组织以板条贝氏体为主;具有细小晶粒和下贝氏体组织的SLM成形试样的平均显微硬度高于LMD试样。     

显微组织及频率对Ti_3Al基合金疲劳裂纹扩展速率的影响EI北大核心

以不同的频率对具有不同显微组织的Ti3Al基合金的疲劳裂纹扩展行为进行了研究。结果表明,显微组织及频率对材料的da/dN有强烈的影响,1080℃固溶处理组织具有最低的疲劳裂纹扩展速率,1110℃固溶处理组织具有最高的疲劳裂纹扩展速率。随着频率的降低,三种显微组织的疲劳裂纹扩展速率都有所增加。初生α2相的体积分数是影响疲劳扩展速率的重要因素。含有初生α2相的组织及不含初生α2相的组织的疲劳裂纹扩展有不同的机制。     

Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的室温断裂韧性研究进展

Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金具有良好的高温强度和高温抗氧化性能,但室温断裂韧性较差。为了提高该合金的室温断裂韧性,分析了该合金室温断裂韧性较低的原因,对有坩埚整体定向凝固技术、整体定向凝固+高温均匀化处理和热压烧结法等工艺对Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的室温断裂韧性的影响做了评述,指出了提高该合金室温断裂韧性将来努力的方向。     

稀土对18Ni（350）马氏体时效钢韧塑性的影响

通过对钢的光滑轴对称拉伸性能、冲击韧性及平面应变断裂韧性的测定和对钢中夹杂物的定性、定量分析，表明在１８Ｎｉ（３５０）马氏体时效钢中加入适量的稀土可以改善其韧塑性，但由于受该钢本身成分特点等因素的影响，这种改善作用不如在其它类型超高强度钢（如ＡＦ１４１０）中显著。     

氧化铝瓷的显微结构与断裂韧性关系的研究

制备并收集一系列不同显微结构的９９－Ａｌ２Ｏ３瓷试样，研究晶粒尺寸及其它显微结构参数与断裂韧性Ｋ１ｃ的关系。结果表明：（１）当晶粒平均直径ｄ＞１５μｍ时，Ｋ１ｃ随ｄ的减小而升高，当ｄ＜５μｍ时，Ｋ１ｃ随ｄ的减小而迅速降低。（２）气孔的数量、分布、形貌及晶界相也影响着材料的Ｋ１ｃ值。     

稀土Y,Ce对K418镍基高温合金微观组织的影响EI北大核心CSCD

采用高真空电弧熔炼炉熔炼,制备了K418镍基高温合金。借助SEM对合金的组织进行观察,用EDS对合金中的相成分进行分析,研究了稀土元素Y,Ce对合金中气孔缺陷、γ′相以及(γ+γ′)共晶相等的影响。结果表明:添加稀土元素明显减少了合金中的气孔缺陷,提高了合金的致密度,细化了合金枝晶组织。组织中碳化物的形态由大块状变为链状和小块状,γ′相尺寸变小且颗粒数目增多。Y元素的加入能使合金中的(γ+γ′)共晶相数目增加。但同时加入Y,Ce两种稀土元素后共晶相数目的增加更为显著。     

稀土镁合金热变形行为和组织演变研究

目的 通过热模拟试验研究Mg-3.94Gd-2.0Y-0.78Zn-0.56Mn(质量分数)合金的高温变形特性,建立合金的本构方程,并分析变形条件对显微组织的影响。方法 在Gleeble3500热模拟机上进行单向压缩试验,变形温度为350~500 ℃,变形速率为0.0005~0.5 s^?1,变形量为60%。结果 流变应力受到应变速率与变形温度的共同影响,计算得到了合金的本构方程。当变形速率一定时,随着变形温度的升高,动态再结晶比例逐渐提高,而再结晶晶粒尺寸也逐渐增大,在变形速率为0.0005 s^?1时,当变形温度从350 ℃增大到500 ℃时,动态再结晶晶粒尺寸从1.2 µm增大到51.3 µm;当变形温度一定时,随着变形速率的升高,再结晶比例逐渐降低,而再结晶晶粒尺寸也逐渐减小,在变形温度为500 ℃时,当变形速率从0.0005 s^?1增大到0.5 s^?1时,动态再结晶晶粒尺寸从51.3 µm减少到11.0 µm。结论 得到了合金的本构方程,再结晶晶粒尺寸随温度的升高而逐渐增大,随变形速率的升高而逐渐减小。     

稀土元素(La,Ce)对镁合电偶腐蚀的影响

针对镁合金化学和电化学活性较高,与其他金属材料接触时易产生电偶腐蚀的特点,主要研究了其电偶腐蚀特性及环境因素的影响规律.采用电化学方法通过测定电偶电流密度,研究了添加约1%混合稀土RE(45%La,50?)的AZ91合金在NaCl溶液中与A3钢、紫铜偶接时的电偶腐蚀行为,探讨了溶液中氯离子浓度、偶接金属种类以及阴阳极面积比对电偶电流密度JgMg的影响.结果表明:Cl-浓度增大,JgMg变大;阴阳极面积比越大,JgMg也越大;偶接金属A3钢比紫铜更易促进镁合金的腐蚀;稀土La,Ce的添加使电偶腐蚀有效距离变窄.     

稀土元素Nd对Mg-Zn-Y合金组织结构和力学性能的影响

通过制备Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr-xNd(x=0、1、2、3、4)系列合金,研究了稀土元素Nd对Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr合金组织结构和力学性能的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、EDS、XRD等手段,观察和分析了合金的微观形貌和组织结构,测量了合金抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能。结果表明:合金中添加稀土元素Nd后晶粒明显细化,随着Nd元素含量的增加,晶粒细化效果更为明显;通过XRD分析可知,添加Nd元素后,合金中并没有出现新的含Nd的物相;扫描电镜和EDS分析表明,合金中加入的Nd置换了部分Y,形成了Mg3(NdY)2Zn3、Mg3-(NdY)Zn6的相结构,Nd元素对Y的置换主要出现在Mg3(NdY)2Zn3结构中,在Mg3(NdY)Zn6相结构中出现较少;力学性能测试结果表明,随着Nd含量增多,合金晶粒细化,细晶强化作用明显,合金屈服强度逐渐增大,而抗拉强度和伸长率在Nd含量为3%(质量分数)时达到最大,比未添加Nd元素时提高约25%以上。     

稀土对真空熔覆Ni基/WC涂层组织结构的影响

以往对稀土Ce La影响真空熔覆Ni基/WC涂层的探讨较少.采用真空熔覆的方法在45钢上获得添加有稀土的Ni基/WC复合涂层,借助X射线衍射、SEM及EDX研究了涂层的显微组织、化学成分和相结构.结果表明:稀土的加入改善了真空熔覆Ni基/WC复合涂层的组织,消除了针状相,使组织更加均匀致密;稀土还降低了Ni基/WC涂层各组成相中Fe元素的含量,减缓了Fe原子对Ni基合金涂层的"稀释"作用;稀土还使真空熔覆Ni基/WC涂层的(Ni,Fe)固溶体基体部分转变成了(Ni,Cr,Fe)固溶体基体,并析出了新的第二相NiB.     

稀土元素在金属间化合物(铝化物)中的作用

综述了稀土元素对金属间化合物（铝化物）组织和性能的影响，并分析了它的作用机理。     

稀土Er对A356铝合金微观组织和力学性能的影响

针对传统的A356铝合金,添加稀土元素是改善其微观组织并提高力学性能的有效途径。本工作通过示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析手段来研究稀土Er对铸态A356铝合金组织和性能的影响。结果表明,稀土元素Er是一种能够显著改善A356合金铸态组织的优良变质剂。Er的加入细化了初生α-Al相,二次枝晶间距降低,枝晶臂直径减小,同时对铸态组织中的共晶Si起到了变质作用。当Er含量达到0.4%(质量分数,下同)时,细化效果最为显著,二次枝晶间距由53.6μm减小到17.5μm,共晶硅形貌也由粗大的板条状转变为短棒或圆粒状。与A356合金相比,添加0.4%Er的合金样品的抗拉强度和伸长率分别提高了15.1%,29.8%。