应变速率对锆合金塑性变形机制的影响

通过控制应变水平,采用热模拟准静态压缩和霍普金森压杆高应变速率压缩相结合的技术,实现了锆合金不同应变速率条件下的塑性变形。结果表明:锆合金准静态压缩和高应变速率压缩的主要区别在于变形后期。准静态压缩时,位错在晶粒内部塞积成为锆合金塑性变形的主要方式,导致基体晶粒内部累积取向差逐渐增加;而高应变速率压缩时,剪切带成为锆合金塑性变形的主要方式。剪切带塑性变形方式的出现,部分协调了锆合金的塑性变形,导致基体晶粒内部累积取向差较低。     

U-5.7Nb合金动载下绝热剪切带的形成及其演化机制

研究了U-5.7Nb合金在应变速率为8000s~(-1)下绝热剪切带的形成及其演化机制。通过控制应变速率,采用应变限位环的方法实现了U-5.7Nb合金在不同应变下的动态变形。结果表明:随着应变的增加,U-5.7Nb合金动载下会形成两种类型的绝热剪切带:形变带和转变带。形变带形成所需的临界应变值接近于0.33,而转变带形成所需的临界应变值接近于0.39。显微组织观察表明形变带内部由严重拉长的畸变组织组成,而转变带内部主要由细小等轴的晶粒组成。基于不同应变下绝热剪切带的表征,预测了U-5.7Nb合金动载下塑性变形及其断裂过程。     

高应变速率对纯钛塑性变形的影响

利用动态塑性变形(DPD)和准静态压缩变形(QSC)技术对纯钛圆柱样品进行对比压缩试验,研究了不同应变速率下纯钛形变孪晶和微结构演变。结果发现:2种变形方式的变形机制相似,低应变时以形变孪生为主,孪生饱和后转变为位错滑移主导;高应变速率促进了形变孪晶的产生,激发{4211}压缩孪晶的形成,同时使变形机制转变临界应变提前至0.2;纯钛在高应变速率和高应变(ε≥0.6)下出现绝热剪切带(ASB)。     

90W-Ni-Fe合金在应变率6000s-1不同应变条件下的微观组织

通过分离式霍普金森杆(SHPB)和应变限位环方法实现90W-Ni-Fe合金在应变率6000 s-1不同应变条件下(0.15、0.25、0.45、0.6)的动态变形,并利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),电子背散射衍射(EBSD)技术及纳米压痕技术对变形后钨颗粒的微观组织及力学性能进行表征.结果表明:...     

氢对锆基块体非晶合金形变和开裂的影响

通过充氢和未充氢缺口拉伸试样和三点弯曲试样在SEM下的原位加载,研究了氢对Zr65Al7．5Ni10Cu17．5块体非晶合金形变和开裂过程的影响,结果表明,无论是否有氢,块体非晶的剪切带发展到临界尺寸,剪切裂纹就沿剪切带形核、扩展,它一旦张开就导致快速的断裂,断口边缘观察到的无特征区是剪切带,而不是剪切裂纹断口;剪切断口形貌和拉伸断口形貌没有本质区别,只有当长时间充氢才能形成氢鼓泡,如鼓泡很小或尚未形成,则氢对剪切带以及裂纹的形核、扩展没有明显影响;如存在较大的氢鼓泡,则当剪切带尚未充分发展时微裂纹就形核,导致低应力脆断。     

显微组织和应变速率对TC4合金动态力学性能和绝热剪切带的影响

通过热处理成功获得了等轴、片层和双态3种组织结构的TC4合金,并研究了其动态力学性能及变形机制。通过对比硬化-软化转变临界剪切应变率、最大抗剪切强度、萌发绝热剪切带的临界剪切应变速率和承载时间4个指标评估了3种组织合金的动态力学性能。结果表明,片层组织TC4合金具有较高的抗剪切强度和临界剪切应变速率以及最低的绝热剪切敏感性,其动态力学性能最佳。进一步的微观结构分析表明,3种组织合金中所形成的绝热剪切带均为脆性剪切带,且剪切带宽度随剪切应变速率的增大而减小。当剪切应变速率相同时,3种组织合金的剪切带宽度由大到小依次为：片层组织、双态组织、等轴组织。     

U-5.7Nb合金绝热剪切带微观组织结构特征

利用SHPB实验装置对U-5.7Nb合金帽型样品在室温下进行动态加载,获得U-5.7Nb合金绝热剪切带,采用激光共聚焦、SEM、纳米压痕以及TEM等测试方法开展了U-5.7Nb合金绝热剪切带内组织结构的研究。U-5.7Nb合金绝热剪切带宽约40μm,且呈现蚀刻"暗带";剪切带内微裂纹的萌生和扩展导致带内"破碎"等轴晶特征组织的出现;剪切带核心区域出现取向高度异性的纳米"晶畴"。剪切带内特殊的组织结构变化导致剪切带硬度与弹性模量的不同变化趋势。     

激光表面处理对工业级锆基块体非晶合金塑性变形能力的影响

目的 针对工业级Zr49.7Ti2Cu37.8Al10Er0.5块体非晶合金受到原材料中杂质元素和制备环境中氧元素的影响,其本征塑性变形能力较差的问题,研究激光表面处理对工业级Zr49.7Ti2Cu37.8Al10Er0.5块体非晶合金在压缩和拉伸条件下塑性变形能力的影响。方法 采用低纯原料制备工业级母合金锭子,利用铜模铸造法在低真空环境下制备工业级非晶合金试样,采用激光法对试样进行表面处理,利用万能试验机对激光处理试样的压缩和拉伸力学性能进行测试。通过X射线衍射仪和电子探针对试样的微观组织结构进行表征,采用扫描电镜对力学测试失效后试样的形貌进行微尺度观察。结果 经激光表面处理后影响区的深度约为150 μm,在影响区内铜元素的含量有所降低,但依然为非晶结构。在压缩条件下,未经激光表面处理的工业级Zr49.7Ti2Cu37.8Al10Er0.5块体非晶合金的塑性应变为0,断裂强度为1 534 MPa。经过激光表面处理后,试样具有1%的塑性应变,屈服强度为1 337 MPa,断裂强度为1 562 MPa。在拉伸条件下,激光表面处理前后工业级块体非晶合金的塑性应变均为0,断裂强度也无明显变化,其平均值为1 379 MPa。结论 通过激光表面处理在工业级Zr49.7Ti2Cu37.8Al10Er0.5块体非晶合金试样表面引起的成分变化和引入的残余应力状态,能够有效促使压缩载荷作用下剪切带的萌生,提高其压缩塑性变形能力。     

合金元素对锆合金耐腐蚀性能的影响概述

总结了合金元素对锆合金耐蚀性的影响,发现对于Zr-Nb系合金而言,Nb的固溶度对其合金的耐蚀性起主导作用,而对于Zr-Sn系合金来讲,第二相的种类、大小和分布对于其耐蚀性影响更大。少量Cu元素的加入,对含Nb锆合金的耐蚀性有很大促进。     

U-Ti合金变形及失效机理的SHPB研究

利用材料试验机和SHPB实验装置研究了U-Ti合金在室温下的压缩力学行为,采用带剖面的圆柱样结合"应变冻结"和金相观测手段对重复加卸载动态变形过程中微观组织的演化开展了"原位观测"研究。结果表明:U-Ti合金具有显著的应变率效应,屈服强度和流动应力均随应变率升高而增大,而加工硬化随应变率升高基本不变;在应变率达到7500s-1时,屈服强度和流动应力发生突变,迅速增大;在应变率较高的回收样中观测到绝热剪切带,绝热剪切的形成是变形过程中微裂纹的演化造成的;最后采用修正的Johnson-Cook本构模型对实验结果进行了拟合,模型预测结果与实验结果吻合很好。     

Influences of Strain Rates on Fracture Mechanism and Phase Separation in Hf-Based Bulk Metallic Glass

采用INSTRON-5569试验机和分离式霍普金森压力杆对Hf44.5Cu27Ni13.5Ti5Al10大块金属玻璃在不同应变速率下(10-4~103s-1)的压缩断裂行为进行了研究。准静态压缩条件下Hf44.5Cu27Ni13.5Ti5Al10大块金属玻璃不呈现应变速率敏感性,断裂强度值最高可达2400 MPa,动态压缩条件下金属玻璃的屈服强度达到2840 MPa。在断裂面上可观察到涟漪状和周期性条纹结构,涟漪状结构表明宏观为脆性断裂的金属玻璃在微观尺度上属于韧性断裂,周期性条纹结构与动态扩展裂纹前端和弹性波的相互作用有关。高的应变速率导致高的断裂强度和绝热温度,局部区域的绝热升温引起了压缩过程中Al的偏析和扩散,这对剪切带和裂纹的形成起到一定的影响。     

组织及应变率对TC6钛合金绝热剪切敏感性的影响

采用分离式Hopkinson Bar技术对不同热处理工艺的TC6钛合金进行了动态剪切试验,研究了不同组织状态及不同应变率下的绝热剪切敏感性,并进行了金相观察及分析.结果表明:不同组织对TC6钛合金的绝热剪切敏感性有很大的影响,片状组织的绝热剪切敏感性最小,而球状组织的绝热剪切敏感性最高;随着组织中á相的增加,材料的绝热剪切敏感性增加;随着同一类型中晶粒尺寸的减小,材料的绝热剪切敏感性降低;随应变率的提高,TC6钛合金的绝热剪切敏感性也随之增加.     

Macro-Micro Fracture Mechanism of TA3 Alloy under High- Velocity Deformation

材料在高速成形过程中其成形性能和成形精度更能够得到显著的提高。但是,材料在高速成形过程中的断裂机制尚不清楚或未知。因此,采用 TA3 钛合金材料利用 Hopkinson 压杆实验并结合显微镜、扫描电镜和应力响应分析手段研究了该材料在动态变形过程中的断裂机制。结果表明,绝热剪切带是导致宏观裂纹的形成和扩展以及流动软化的根源;TA3 钛合金动态变形微观断裂机制为纺锤状孔洞在绝热剪切带内各自独立形核,然后各自长大从而相互贯通,形成微观裂纹;第二相粒子的偏聚是微观裂纹发生的源泉。     

变形镁合金的塑性变形机制与动态再结晶

综述了镁合金的几种塑性变形机制，并介绍了ZK60合金在不同温度下的变形机制。同时综述了镁合金的动态再结晶机制，以及动态再结晶对变形和超塑性变形的作用。     

Ti-B19钛合金绝热剪切带研究

对Ti-B19钛合金Φ13mm×40 mm柱型弹丸打靶后的显微组织进行了研究。结果表明:Ti-B19合金的基体组织为β相+均匀弥散的次生α相,高速冲击后组织中有条明显的“白亮带,”即绝热剪切带(ASB)。在ASB和基体的界面处,片状α沿ASB扩展方向产生弯曲变形,ASB内发生相变,形成细小(不超过0.1mm)且呈等轴状的晶粒组织,这是ASB内动态再结晶的结果,ASB发展到一定程度形成微裂纹。可以说,绝热剪切带是材料高速率变形条件下损伤的原因、。     

Ti-B19钛合金绝热剪切带研究

对Ti-B19钛合金φ13 mm×40 mm柱型弹丸打靶后的显微组织进行了研究.结果表明Ti-B19合金的基体组织为β相+均匀弥散的次生α相,高速冲击后组织中有条明显的"白亮带",即绝热剪切带(ASB).在ASB和基体的界面处,片状α沿ASB扩展方向产生弯曲变形,ASB内发生相变,形成细小(不超过0.1 mm)且呈等轴状的晶粒组织,这是ASB内动态再结晶的结果,ASB发展到一定程度形成微裂纹.可以说,绝热剪切带是材料高速率变形条件下损伤的原因、.     

大塑性变形材料及变形机制研究进展

大塑性变形技术（SPD）具有将铸态粗晶金属的晶粒细化到纳米量级的巨大潜力。综述了SPD技术的分类、优势及其存在问题;介绍了材料在SPD加工过程中的组织转变特点,指出如果超塑性成形能够在镁合金等中得到成功的应用,则可大大拓宽其实际应用领域;描述了SPD细化铝、镁、钛等合金后的微观组织、塑性变形机制与力学性能,最后对大塑性变形技术的应用前景进行了展望。