GH690合金拉伸变形行为的温度敏感性

通过拉伸试验研究了GH690合金从298～623K的变形行为,用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察了变形组织。结果表明,合金在298K拉伸时能够通过孪生协调变形,生成的形变孪晶阻碍了位错的滑移,从而使合金获得了较高的加工硬化速率,导致合金的强度和塑性较高。随着形变温度的升高,合金通过孪生协调变形的能力降低,变形机制由孪生转变为滑移,滑移产生的加工硬化效应小于孪生,因此合金的强度和塑性随之降低。     

新型高性能镍基粉末高温合金拉伸变形行为和机制研究

采用SEM和TEM研究了室温(23℃)和中温(650、750、815℃)下第3代镍基粉末高温合金(FGH98)拉伸变形显微组织、行为和机制。结果表明:含有多模尺寸分布γ′相的合金具有优良的拉伸性能,室温拉伸主要变形机制为位错剪切γ′相形成层错,并在γ′相周围形成位错环,阻碍后续位错运动。中温拉伸变形机制为位错剪切γ′相形成层错和形变孪晶,随着变形温度的升高,形变孪晶增多。给出了a/3112不全位错剪切γ′相形成层错和形变孪晶共存的模型,随着应变量的增加,在连续相邻的{111}滑移面上层错堆积变多,促进连续孪晶的形成,协调了γ和γ′相两相之间的变形,有助于释放两相之间的变形应力和提高合金强韧性。     

面心立方铁基合金在高温变形时的形变孪晶

本文的研究对象是一种具有面心立方结构的以γ′相沉淀强化的铁基合金,应用透射电镜观察和分析了此合金在高温拉伸时的变形方式和特点。得出此合金的高温变形过程是以滑移和孪生两种方式进行的,其中主要是滑移,辅之以孪生变形。孪生的发生与合金的显微组织结构有关,γ′相的析出以及基体的较低层错能都有利于形成形变孪晶,但沿晶界的胞状析出物对滑移的阻碍作用则是导致孪生的主要原因。文中根据所得的试验结果,讨论了形变孪晶的产生条件,并分析了形变孪晶与合金塑性之间的关系,提出了新的见解。     

GH3625合金冷变形硬化、退火软化行为及其组织特征

采用SEM、OM及XRD和压缩试验等手段,研究GH3625合金管材在冷塑性变形和退火热处理过程中位错密度和硬度的变化规律,探讨合金中孪晶的形态及其形成机制。结果表明:冷变形量是影响GH3625合金管材塑性变形机制的主要因素,ε0.05时,塑性变形以滑移变形为主,其主要硬化机制是位错强化;随着冷变形量的增加,合金的位错密度和硬度显著增加,组织中产生大量的形变孪晶,塑性变形方式由滑移主导的变形转变为以孪生为主导的变形,其主要的硬化机制是孪晶强化;随着退火温度的增加,GH3625合金管材的位错密度和硬度逐渐降低,退火孪晶的形态从中止型逐渐转变为穿晶型。GH3625合金管材在冷变形和退火过程中出现不同形态的孪晶,可分为中止型孪晶和穿晶型孪晶,前者的形成机理是不全位错按极轴运动的结果,后者形成的本质是层错。     

H68黄铜断裂过程的透射电镜原位观察

采用透射电镜动态拉伸、原位观察研究了低层错能合金H68黄铜断裂的微观过程。结果发现：黄铜薄膜试样拉伸时，裂尖首先发射位错，平衡时形成无位错区和反塞积位错群；裂尖前方较厚区域可以发生孪生变形，形成形变孪晶，微裂纹在孪晶中形核、扩展，导致裂纹呈Z字形扩展；裂尖无位错区也可能形成微孪晶，微裂纹在微孪晶中形核，使裂纹呈不连续扩展；微裂纹也可以从主裂纹顶端连续形核、扩展。     

Ta含量对镍基粉末高温合金高温蠕变变形行为和性能的影响

采用FESEM、TEM等实验技术,系统研究了750℃、600 MPa条件下,不同Ta含量的镍基粉末高温合金的蠕变性能和蠕变过程中显微组织和变形行为特征以及合金层错能对蠕变行为的影响.结果表明,随着Ta含量的增加,合金层错能呈非线性关系降低.蠕变变形各阶段的变形行为和位错组态的变化与层错能密切相关.低Ta含量合金层错能相对较高,基体位错a/2<110>滑移被阻止在γ/γ'内界面处,不易发生位错分解,可直接进入γ'相中形成反相畴界(APB)或通过Orowan环弓弯模式绕过γ'相;当合金中Ta含量中等时,合金层错能降低,促进在γ/γ'内界面处基体位错发生分解,产生a/6<112>Shockley不全位错开始剪切γ'相,形成超点阵层错(超点阵内禀层错(SISF)或超点阵外禀层错(SESF))和扩展层错(ESF)进而转化形成形变孪晶,呈现层错和形变孪晶共同强化效应,提高蠕变性能;而高Ta含量合金层错能很低,有利于位错在不同{111}滑移面上同时形成尺寸较宽的扩展层错,并出现相互交结的交叉层错抑制形变孪晶的形成,加快蠕变形变裂纹发展.因此,合金中加入适量Ta能有效降低层错能,提高形成不全位错剪切γ'相能力和形成显微孪晶能力,增加蠕变抗力,有效改善合金蠕变性能.     

层错能对面心立方金属形变机制与力学性能的影响

层错能在面心立方(fcc)金属塑性变形和损伤过程中具有重要作用，本文主要总结了以下研究结果：(1)随层错能降低，fcc金属滑移方式逐渐从易于交滑移的波状滑移方式转变为平面滑移方式，直至发生变形孪生；(2)为了理解不同位错密度fcc金属中层错能的变化趋势，采用有效层错能的概念，随位错密度增加，有效层错能也随之升高；(3)层错能降低不是决定fcc金属形变孪生发生的唯一因素，通过第一原理计算模拟滑移和孪生之间的竞争关系，建立了fcc金属形变孪生临界判据；(4)通过对高层错能、中等层错能以及低层错能fcc金属疲劳位错组态的实验观察和分析，总结了fcc金属中形成规则驻留滑移带的判定条件；(5)随Al含量增加，Cu-Al合金层错能降低导致平面滑移程度增加，其拉伸强度和均匀延伸率呈现同步提高趋势；(6)采用指数应变硬化模型可精确描述Cu-Al合金拉伸加工硬化过程，进而预测了不同合金成分和微观组织状态Cu-Al合金屈服强度-抗拉强度-均匀延伸率之间的定量关系；(7)随Al含量增加，Cu-Al合金疲劳强度升高；在相同应变幅下，随Al含量增加，其低周疲劳寿命也升高。表明合金成分明显影响fcc金属形变损伤机...     

Al-Mg合金中层错和孪晶形变能的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了纯金属Al和Al Mg合金在(111)[112]滑移系的层错能和孪晶形变能,分析了Mg含量、占位对层错能和孪晶形变能的影响.计算选用了局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA PW91)2种近似方法,发现GGA PW91所获得的层错能与实验结果符合较好,研究结果表明,纯Al的层错能高于孪晶形变能,随着孪晶层厚度的增加孪晶形变能略有提高,6层呈完全镜面对称孪晶有的孪晶形变能最低:Mg含量增加使Al-Mg合金的层错能、变形孪晶形变能明湿降低;Mg在Al-Mg合金中占位对结合能和形成热的影响很小,当Mg处于层错层时略使层错能和孪晶形变能提高.     

制备工艺对GH4169合金组织结构与蠕变行为的影响

通过对等温锻造和热连轧工艺制备的GH4169合金进行蠕变性能测试和组织形貌观察,研究制备工艺对GH4169合金组织结构及蠕变行为的影响.结果表明:在热连轧期间,合金发生孪晶变形和位错滑移;与等温锻造相比,热连轧合金中的高密度位错具有形变强化的作用,可提高合金的蠕变抗力.在蠕变期间,等温锻造合金仅发生孪晶变形,而热连轧合金的变形机制是孪晶和位错滑移,其中,合金在热连轧期间形成的高密度位错可诱发蠕变位错发生单取向或多取向滑移,可减缓应力集中,抑制或延缓裂纹在晶界处萌生是使该合金具有较长蠕变寿命的主要原因.蠕变后期,裂纹在与应力轴垂直的晶界处萌生,并沿晶界扩展、发生解理断裂是2种工艺制备合金的蠕变断裂机制.     

原位拉伸法研究GH3625合金退火孪晶界稳定性及断裂行为

孪晶界作为低能稳定界面易在低层错能金属中被调控而成为近年来研究的热点.固溶态GH3625合金组织中含有大量退火孪晶组织.本实验采用室温原位拉伸结合扫描电子显微镜(SEM)观察和能谱(EDS)分析的方法研究了固溶态GH3625合金中孪晶组织演变及断裂行为.结果 表明,GH3625合金在原位拉伸变形过程中,孪晶组织内部主要...     

热处理对7085铝合金应力腐蚀开裂、断裂韧性和强度的影响

采用慢应变速率拉伸应力腐蚀测试、Kahn撕裂实验和室温拉伸实验结合透射电子显微镜和扫描电子显微镜,研究热处理对7085铝合金应力腐蚀开裂、断裂韧性和强度的影响。结果表明：与T6时效相比,经T74时效处理的合金的断裂韧性提高22．9％,但屈服强度降低13．6％;经回归再时效（RRA）处理的合金屈服强度与T6的相当,断裂韧性提高14．2％。经两次回归再时效（DRRA）处理的合金断裂韧性与T74处理的相当,但屈服强度提高14．6％。合金的应力腐蚀开裂抗力依次为：T6〈RRA〈DRRA≈T74。热处理对合金应力腐蚀开裂和断裂韧性的影响主要与基体析出相和晶界析出相有关。     

等离子电火花烧结TiAl-Nb复合材料的显微组织与断裂韧性(英文)

将钛铝预合金粉末和铌粉按照摩尔比9:1混合均匀,再采用等离子电火花烧结技术在1250°C、50MPa下烧结5min制备细晶钛铝基复合材料。采用X射线衍射、电子扫描、透射以及电子探针探讨烧结样品中显微组织、相成分的分布及晶粒度。结果表明:合金的显微组织主要由大量的层片γ相、O相、Nbss(Nb固溶相)以及B2相组成;室温烧结样品的断裂韧性高达28.7MPa·m1/2,韧性铌固溶相在裂纹尖端以塑性延伸的方式吸收断裂能,从而提高了合金的断裂韧性;B2相以也会促进裂纹的侨联和分叉。对合金各相的显微硬度也进行了测试。     

The Formation of Twins in Al-10Zn-3Mg-1.8Cu Alloy by Cryomilling

Aluminum alloys with high stacking fault energies have difficulty forming deformation twins at room temperature and at a low strain rate. In this study, several deformation twins were found in Al-10.0Zn-3.0Mg-1.8Cu alloy powders after being cryomilled for a certain period of time. Annealing twins were also found in the same powders after they had been cryomilled first and then placed at an ambient temperature for a longer period of time, up to 2 years. It is suggested that the Venables model on deformation twins is plausible to explain the twin propensity formed in these powders. The study of the formation mechanism of both deformation and annealing twins concludes that twinning deformation can reduce the grain boundary energy of the alloy powders when the powders are cryomilled first and then placed at the ambient temperature for a longer period of time, up to 2 years.     

硬质相晶粒尺寸对MO2FeB2基金属陶瓷断裂韧性的影响

以Mo、Fe、FeB等为原材料,采用最高烧结温度（保温时间）分别为1170℃（0min）、1250℃（0min）以及1250oC（40min）的真空烧结工艺制备了硬质相晶粒尺寸不同的M02FeB：基金属陶瓷,所得烧结体的硬质相晶粒尺寸分别为1．12、1．31和1｜73wm。利用压痕法测定了M02FeB：基金属陶瓷的断裂韧性。结果表明：M02FeB：基金属陶瓷的断裂韧性随着硬质相晶粒尺寸的增加而增大,当晶粒尺寸从1．12μm增加到1．73μm时,Mo2FeB2基金属陶瓷的断裂韧性从11．4MPa·m^1/2增加到14．2MPa·m^1/2。随着硬质相晶粒尺寸增加,裂纹偏转增强,并出现裂纹桥联和晶粒拔出现象,导致裂纹扩展路径和能量消耗增大,从而提高了Mo2FeB2基金属陶瓷的断裂韧性。     

Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金多道次热塑性变形行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机及光学显微镜和透射电子显微镜研究了Ti-47Al-2Cr-0.2Mo(原子分数,%)合金在2.5 s-1,1050～1150℃,道次保温时间分别为1 min、5 min、10 min条件下的多道次热压缩变形行为及其组织演化规律。结果表明,增大道次变形量,合金软化率增大;随着道次间保温时间的延长,合金软化率逐渐增大;变形及保温温度升高,合金软化率提高。动态和亚动态再结晶是合金发生软化的主要原因。再结晶优先发生于层片晶团边界处。随着变形温度升高,γ晶粒内的孪生增多。经过热压缩变形后,组织被细化和均匀化。位错和孪生是主要的变形机制。     

低温轧制纯锆的形变孪晶及织构演变

通过在77K温度下进行不同变形量的低温轧制实验,研究了具有强烈单轴织构的工业纯锆板材在低温轧制变形条件下的孪生行为及变形机理。采用扫描电镜（SEM）和电子背散射衍衬（EBSD）分析和表征了变形材料的微观组织和织构。结果表明,在沿C轴加载的低应变条件下{1022}〈1123〉压缩孪生是主要的变形机制,同时在{1022}〈1123〉压缩孪晶中产生了二次孪晶（{10}-2}〈10T1〉拉伸孪晶）以协调变形。施密特因子计算及孪晶分布的EBSD模拟结果表明,在低温变形条件下的孪生模式的选择是由施密特因子的数值大小决定的。探讨并解释了轧制过程中随着应变量增加由孪生所导致的织构演变。     

高锰TWIP钢的冷轧变形行为

研究了低层错能奥氏体TWIP钢的冷轧组织和织构的演变。随着应变的增加,孪晶变形机制被激活。TEM、XRD等观察结果显示:随着应变量的增加,孪晶增加。在不同应变水平上,G{011}<100>织构都占主要位置。变形初始时,B{011}<211>织构强度较低,随着应变增加其强度显著增加。而E{111}<011>、Y{111}<112>、RG{011}<011>、Cu{112}<111>、CuT{552}<115>等织构在不同应变水平呈不同变化趋势。与其他织构相比,Cube{001}<100>织构强度相当低。     

The Martensitic Transformation and Strain-Hardening Behavior of Austenitic Steels During Fatigue and Tensile Loading

The tensile and low-cycle fatigue deformation and α′-martensitic transformation behavior of three austenitic steels with varied silicon, aluminum, and nickel levels were characterized using mechanical testing and transmission electron microscopy. Silicon alloying promoted deformation twinning and high work-hardening rates in tension by lowering the stacking fault energy (SFE). Deformation twins and their intersections served as martensite nucleation sites in tension. Martensitic transformation was maximized in the alloy with a low SFE, which increased the alloy capacity to form strain-induced nucleation sites, and low nickel content, which increased the thermodynamic driving force for martensite formation. In fatigue loading, martensite nucleation occurred on localized austenite shear bands composed of dissociated dislocations that form in the cyclically stabilized portion of the fatigue life. The shear bands occurred in all materials irrespective of the SFE. The extent of martensitic transformation in fatigue is apparently dictated more by thermodynamic driving force for transformation and not by SFE. In both tension and fatigue, martensite formation led to strain hardening.     

High cycle fatigue and fracture behavior of 2124-T851 aluminum alloy

The high cycle fatigue properties and fracture behavior of 2124-T851 aluminum alloy were investigated roundly, including the fatigue crack growth rate, fracture toughness and fatigue S--N curve. Furthermore, the fatigue crack growth rate was analyzed by fitting the curves. And the microstructure of the alloy was studied using by optical microscopy, transmission electron microscopy and X-ray diffractometry, scanning electron microscop1/2 The results show that the fatigue strength and the fracture toughness of 2124-T851 thick plate are 243 MPa and 29.6 MPa.m at room temperature and R=0. 1, respectively. At high cycle fatigue condition, the characteristics of fatigue facture were observed obviously. And the higher the stress amplitude, the wider the space between the fatigue striations, the faster the rate of fatigue crack developing and going into the intermittent fracture area and the greater the ratio between the intermittent fracture area and the whole fracture area.