微细C5210磷青铜板料的尺寸效应研究

为研究常温下晶粒尺寸和厚度对C5210磷青铜力学性能的影响,引入尺寸效应影响因子φ=厚度/晶粒尺寸。结果表明,厚度不同时,随着φ从14.7减小到6.3,屈服强度减小了48%,延伸率由25.5%减小到18.2%;晶粒尺寸不同时,随着φ的减小,屈服强度先快速下降,当φ减小到3.5后便缓慢下降,延伸率则先增大再减小,φ为3.5时延伸率达到最大值29.2%。通过扫描电镜观察拉伸试样断口,均为韧性断裂。厚度不同时,随着φ的增大,韧窝数量增多且尺寸增大,材料塑性较好;晶粒尺寸不同时,φ从10.6减小至3.5,断面收缩率增加,韧窝尺寸增大,材料塑性较好。而当φ值继续减小到0.8时,韧窝数量减少,且尺寸变小,材料的塑性变差。     

微米尺寸不锈钢的形变与疲劳行为的尺寸效应

采用聚焦离子束溅射蚀刻加工了微米尺寸304不锈钢悬臂梁试样．利用静态及动态弯曲加载研究了微米尺寸材料的形变与疲劳开裂行为．结果表明：随薄膜厚度的减小,材料的屈服强度升高,塑性下降．屈服强度随悬壁梁厚度的变化关系与Hall—Perch晶粒强化关系相似．微小悬壁梁屈服强度的升高来源于小尺度材料在非均匀变形下引起的应变梯度贡献的增加;而塑性下降则归因于较薄薄膜的晶粒内较少的可动位错．疲劳裂纹从尖缺口处萌生的门槛值接近块体材料．     

C5210磷青铜薄板成形行为的尺度效应（英文）

为研究厚度、晶粒尺寸对C5210磷青铜薄板力学性能和成形性能的影响,通过不同温度退火热处理得到不同晶粒尺寸的试样,然后在常温下对具有不同厚度和晶粒尺寸的试样进行单向拉伸试验。结果表明:当厚度在50~800μm范围内,材料的屈服强度随着厚度的减小而增大,而加工硬化指数和伸长率随着厚度的减小而减小,提出了描述屈服强度随厚度减小而增大关系的修正模型;材料的屈服强度随着晶粒尺寸的增大而减小,但加工硬化指数随着晶粒尺寸的增大而增大,伸长率则随着晶粒尺寸的增大先增大到一个峰值后再减小。通过扫描电镜观察拉伸试样的断口形貌发现所有试样断裂方式均为韧性断裂,并且随着厚度的增大断口韧窝的密集度增大,而晶粒尺寸越大的试样断口韧窝密集度越小。     

冷轧压下率和平整伸长率对低碳钢退火板组织性能的影响

研究了冷轧压下率和平整伸长率对低碳钢退火板组织性能的影响。结果表明,在相同的退火工艺下,提高冷轧压下率能有效减小铁素体晶粒尺寸,晶粒的细化不仅提高了屈服强度和屈强比,而且还增大了屈服平台伸长率。通过Hall-Petch和Hollomon方程分别建立了试验钢屈服强度与晶粒尺寸,以及屈服平台伸长率与晶粒尺寸之间的定量关系。随着平整伸长率的提高,屈服强度先减小后增大,而抗拉强度变化不明显。采用1.5%平整伸长率不仅可以消除7.2%屈服平台,并能使试验钢保持最低的屈服强度和屈强比。     

室温微成形尺寸效应对材料强韧性影响的研究现状

重点梳理了近年来微成形尺寸效应理论的研究进展,归纳总结了现有文献中关于微成形中变形行为的各种尺寸效应与材料屈服强度、塑性、抗拉强度、断裂韧性的关系,包括:晶粒尺寸、厚度尺寸以及两者之间的比值对屈服强度有重要影响;伸长率随厚度的增加而增加;抗拉强度与厚度尺寸和晶粒尺寸之间存在复杂关系;材料的断裂韧性与各种尺寸有密不可分的关系。并分析了这些研究结论存在差异的原因,同时,指出现有微成形尺寸效应机理目前存在有争议和亟待解决的关键问题。     

汽车用Mg-Al-Sn合金的室温变形行为

以热轧Mg-Al-Sn合金板材为研究对象,对轧制试样进行250~450 ℃的退火,研究了晶粒尺寸和应变速率对Mg-Al-Sn合金室温变形行为的影响规律。结果表明,同一应变量下,随晶粒尺寸增加,合金屈服强度、抗拉强度及伸长率降低,孪晶数量增加,且随着应变量的增加,同一晶粒尺寸合金中孪晶数量逐渐增加。随应变速率降低,合金屈服强度与抗拉强度不断减小,而伸长率则不断增加。同一应变量下,随应变速率降低,合金中孪晶体积分数降低。     

不锈钢超薄板力学性能的尺度效应

为研究304不锈钢超薄板力学性能与试样尺寸、晶粒尺寸的相关性,应用自制的超薄板专用夹具进行拉伸试验,分析超薄板的厚度、晶粒尺寸对材料力学性能的影响。试验结果表明,随着试样厚度减小,材料的屈服强度先减小而后明显增大。这是因为,当试样厚度大于200μm时,表面层效应起主导作用;当试样厚度小于200μm时,应变梯度效应和表面层钝化膜共同作用。同一厚度下,改变试样的晶粒尺寸结果表明,当厚度尺寸和晶粒尺寸的比值小于2时,板料在厚度方向已没有内部晶粒,位错很容易滑移出自由表面,应力-应变曲线显著降低。     

磨削对不同温度回火钢铁材料微观结构的影响

对淬火和不同温度回火处理的37SiMnCrNiMoV超高强度钢和60Si2Mn弹簧钢的电解抛光表面和磨削表面的X射线衍射线的半高宽和显微硬度进行测量,并通过线形分析得到了两种表面的亚晶粒尺寸和微观应变。结果表明,随着回火温度的升高,电解抛光表面的半高宽和显微硬度均逐渐减小。比起电解抛光表面,高温回火试样磨削表面的亚晶粒尺寸减小、微观应变增大,使得其半高宽和显微硬度都增大了,它说明磨削表面得到了加工硬化。而低温回火试样磨削表面的亚晶粒尺寸减小,但微观应变也减小了,其显微硬度增大,半高宽却减小了。200℃回火37SiMnCrNiMoV钢磨削表面的屈服强度比电解抛光表面的高出约400MPa。显微硬度和屈服强度的提高说明磨削也使低温回火试样磨削表面得到加工硬化,其微观应变和半高宽的减小是异常的。文中讨论了这种异常减小的机制。     

电加热辅助微弯曲成形中纯钛箔材变形行为的晶粒尺寸效应

研究了晶粒尺寸对纯钛箔材在电加热辅助微弯曲成形中变形行为的影响,为成形过程的设计提供了研究基础.对厚度为50μm的不同晶粒尺寸(2.7、4.5、14.7和24.5μm)的纯钛箔材分别在25、160、300和450℃温度下进行了电加热辅助微弯曲试验,对比了不同晶粒尺寸在不同成形温度下对回弹角和弯曲载荷的影响,并分析了其原...     

海洋平台用Ni-Cr-Mo-B超厚钢板的截面效应

采用OM、SEM、TEM、EBSD、拉伸和冲击等分析和检测技术,研究了工业生产的117 mm厚Ni-Cr-Mo-B超厚钢板在厚度方向上微观组织的变化及其对力学性能的影响。结果表明,从表层到芯部,超厚板的屈服强度逐渐降低,表层和芯部的屈服强度分别为798和718 MPa;延伸率变化不大,为20.0%～22.0%;然而超厚板的-60℃冲击功变化较大,其中表层、1/8T (T代表板厚)和芯部的冲击功分别为35、160和20 J,使得整个厚度方向上的冲击功变化曲线呈现"M"型。从表层到芯部,超厚板的板条宽度(198.7～500.6 nm)、界面碳化物尺寸(130.6～226.6 nm)和晶内碳化物尺寸(45.8～106.2 nm)均逐渐增加,芯部还存在一定的块状区,板条的细晶强化和碳化物的析出强化效果均减小,使得屈服强度从表层到芯部逐渐降低。从表层到芯部,有效晶粒尺寸先减小后增加,表层(2.2μm)和芯部(2.7μm)的有效晶粒尺寸较大,对解理裂纹扩展的阻碍作用较弱,使得表层和芯部的冲击功较低;而1/8T位置具有较小的有效晶粒尺寸(1.7μm),对解理裂纹的阻碍作用较强,从而获得较高的冲击功。     

Characteristics of TiNi Shape Memory Foils Fabricated by Double Cathodes Electrochemical Polishing

Ti₅₀Ni₅₀ shape memory foil with 25 μm in thickness and having two smooth surfaces can be fabricated by an electrochemical polishing technique. This technique, using double cathode plates, may shorten the polishing time and alleviate the over-etched pitting effect. The grains on the surface of the hot-rolled sheet are elongated along the rolling direction, and those in the center of the electrochemically polished foil are equal-axial with an average grain size of approximately 8.5 μm. Both transformation temperature and enthalpy of the electrochemically polished foils decrease with the decreasing specimen’s thickness. The fabricated Ti₅₀Ni₅₀ foils possess the advantages of a more uniform chemical composition throughout the specimen, larger grain size, larger foil area, and greater thickness than those of sputtered TiNi thin films and melt-spun TiNi ribbons.     

热处理对Fe-36Ni因瓦合金箔热膨胀及力学性能的影响

研究了60 μm厚Fe-36Ni因瓦合金箔冷轧态、退火态及淬火态的热膨胀行为及力学性能演变规律和作用机理。结果表明,冷轧态合金具有最小的热膨胀系数,淬火态次之,退火态热膨胀系数最大;热处理可有效提高合金的居里温度T_c,从而增大使用温度范围,900 ℃保温1.5 h淬火试样具有最优的热膨胀性能($\bar{α}$_{(20-100 ℃)}=1.02×10^-6 K^-1,T_c=276 ℃),自由取向晶粒的增加是导致合金热膨胀系数增大的原因。与冷轧态相比,热处理后合金发生完全再结晶,并产生退火孪晶伴随有晶粒尺寸的变化和∑3ⁿ晶界比例快速升高,其中800 ℃保温1.5 h淬火试样的晶粒最细小(6.6 μm),∑3ⁿ晶界占比最高,具有最高的屈服强度(267 MPa)和抗拉强度(414 MPa)。淬火处理试样的综合性能优于退火试样。相同热处理方式下,升高热处理温度,一方面降低热膨胀系数,提高居里温度;另一方面也降低了强度。     

Changes in the tensile strength and fracture mode with thickness of electrodeposited copper foil

The tensile strength and fracture mode changed with thickness of copper foil obtained from an acid copper sulfate bath under a same electrodeposition condition. The tensile strength decreased with increasing foil thickness due to an increase in average grain size of the foil. The tensile fracture mode changed from fractures normal to tensile axis to inclined fractures with increasing film thickness. The phenomena have been discussed based on a hardness distribution along the thickness and the local necking and fracture strains.     

极薄带轧制过程的晶体塑性有限元分析

极薄带轧制过程中,当轧件厚度降低到与晶粒尺寸同一量级时,其变形在很大程度上受到晶粒形态和取向等内部组织状态的影响,传统塑性理论不能直接用于微观塑性成形的分析。介绍了采用晶体塑性有限元方法对极薄带轧制过程所做的研究,如轧件厚度和晶粒尺寸对轧制变形的影响、塑性变形时滑移系的激活和运动等。     

Constitutive model based on dislocation density and ductile fracture of Monel 400 thin sheet under tension

In micro-scaled plastic deformation, material strength and ductile fracture behaviors of thin sheet in tension are quite different from those in macro-scale. In this study, uniaxial tensile tests of Monel 400 thin sheets with different microstructures were carried out to investigate the plastic deformation size effect in micro-scale. The experimental results indicate that the flow stress and fracture strain departure from the traditional empirical formula when there are only fewer grains across the thickness. And the number of dimples on the fracture surface is getting smaller with the decreasing ratio of specimen thickness to grain size. Then, a constitutive model based on dislocation density considering the free surface effect in micro-scale is proposed to reveal the mechanism of the flow stress size effect. In addition, a model is proposed considering the surface roughening inducing the thickness nonuniform and the decrease of micro-voids resulting from the reduction of grain boundary density with the decreasing ratio of specimen thickness to grain size. The interactive effects of the surface roughening and the decrease of micro-voids result in the earlier fracture in micro tension of the specimen with fewer grains across the thickness.     

准静态加载下时效态Inconel 718薄板的各向异性屈服准则及硬化模型构建

当金属件的特征尺寸缩小到微尺度时,会产生尺寸效应,从而使对微成形的理解变得复杂。本文以0.1mm厚的时效态Inconel 718薄板为研究对象,对其进行了力学性能测试。基于力学测试数据,探究了时效态Inconel 718薄板在相同应变速率、不同拉伸方向上各向异性、延伸率、屈服强度及最大抗拉强度的变化规律,并建立了介微观尺度下各向异性及屈服强度的预测模型和考虑应变量及应变速率的准静态硬化模型。结果表明：时效态Inconel 718薄板具有明显的各向异性,其延伸率以45°为极值点呈现先增大后减小的变化规律,屈服强度和最大抗拉强度的变化规律与之相反。由于尺寸效应的存在需要两组不同的材料参数对各向异性及屈服强度进行预测。当应变速率大于0.1 s_^-1时,材料屈服强度表现出明显的应变速率敏感性,该硬化模型不再适用。     

微细黄铜板料尺寸效应

为研究微细尺度下材料的晶粒尺寸d、厚度t对其力学性能的影响,引入尺寸效应影响因子φ=t/d,在常温下对具有不同晶粒尺寸和板厚的H62黄铜薄板试样进行单向拉伸实验。结果表明,随着φ的减小,流动应力减小,延伸率下降;板料硬化指数n值,随板料厚度的增加而增大,随晶粒尺寸的增大而增大。拉伸试样均为韧窝微孔聚合型断裂,0.5mm和1.0mm厚度试样断口处韧窝多而浅,且为抛物线形,材料韧性好,塑性强;板厚0.1mm和0.2mm的试样断口韧窝深而大,硬化指数n值大,但塑性差。     

极薄带微轧制中的尺寸效应

试验发现冷轧纯铝、纯铜和低碳钢极薄带时,当轧件厚度减薄到特定的阈值以下,发生了抗拉强度随轧件厚度减薄而降低的尺寸效应。介绍了极薄带轧制时发生尺寸效应的现象,简要分析了尺寸效应产生的原因,给出了典型金属材料出现尺寸效应的阈值,并对轧制极薄带时发生尺寸效应所带来的有益效果—超延展现象进行了介绍。     

Olive�쳤�ʻ��㹫ʽ�ڰ����岻���304�����е�Ӧ��̽��

 通过对不同厚度、不同抗拉强度的奥氏体不锈钢304箔材进行多种标距的拉伸试验,利用伸长率与比例系数进行回归拟合的方式,分析了影响304箔材[n]值的主要因素,总结了Olive公式在固溶态和冷变形304箔材中的应用规律,拓宽了Olive伸长率换算公式的应用范围。结果表明：试样适宜的[L0]取值范围为20～90 mm,试样厚度（宽厚比）与[n] 值间无明显的相关性。另外对于[Rm]≥750 MPa的冷变形304箔材,[n]值与抗拉强度间呈正相关。同时分3个抗拉强度范围给出了[n]值的预测值,当[Rm]≤750 MPa时,[n]＝0.130,与标准规定值完全吻合;760 MPa≤[Rm]≤960 MPa时,[n]＝0.160;1 050 MPa≤[Rm]≤1 270 MPa时,[n]＝0.378。