切削深度对单晶γ-TiAl合金力学性能的影响（英文）

通过分子动力学模拟方法建立了单晶γ-TiAl合金的纳米切削模型和拉伸力学模型,研究了不同的切削深度对工件力学性能的影响。首先详细分析了切削过程中晶格转变和微观缺陷演化之间的关系;然后系统探讨了不同的切削深度对工件应力-应变曲线、位错形核位置和断口位置的影响。研究结果表明:在纳米切削过程中,晶格转变数量随着切削深度的增加而增加,并且与微观缺陷演化具有一致性;在一定切削深度范围内,切削后工件的屈服应力和弹性模量会有所提高。另外,切削深度对工件的位错形核位置和断口位置有较大的影响,切削后工件位错形核于工件的亚表面,而未经切削的工件其位错形核于边界处;工件的断口位置随着切削深度的增加向拉伸端靠近。     

含空位γ—TiAl合金沿不同晶向拉伸特性研究

采用分子动力学模拟方法研究了含空位缺陷的γ-TiAl合金在不同晶向下的拉伸行为。通过一系列模拟分析了空位和晶格取向对力学性能和微观缺陷演化的影响。结果表明,晶向对Ti和Al空位的临界应力有明显的影响。含Ti空位模型的屈服应力高于含Al空位模型。在单晶γ-TiAl合金的变形过程中,发现位错密度与堆叠错数具有相同的变化趋势。此外,还讨论了温度对屈服强度的影响。随着温度的升高,材料的极限应力呈非线性下降,弹性模量明显降低。温度越高,晶体向和空位缺陷对极限应力的影响越小。     

晶体取向对单晶γ-TiAl合金纳米切削的影响研究（英文）

为了研究晶体取向对单晶γ-Ti Al合金纳米切削过程的影响,采用分子动力学数值方法对不同切削晶向下的切削力、切削温度、材料去除及晶格结构变化进行分析和探讨,揭示不同的晶体取向对单晶γ-Ti Al合金纳米切削质量作用机制。结果表明:在纳米切削过程中,随着晶面和晶向的变化,切削力、切削温度、材料去除和晶格结构都会有不同程度的变化;选择(010)晶面作为切削平面时切削力较小,产生的切削热较少,γ-Ti Al合金表面加工质量较好,晶格结构转变较少;(010)[100]切削晶向下工件产生的切削热较少且最容易切削,晶格结构转变最少,γ-Ti Al合金表面加工质量最优。     

双磨粒微切削单晶γ-TiAl合金的材料去除机制（英文）

为了分析磨削过程中单晶γ-TiA l合金的材料去除机制,建立了双磨粒磨削Ti-Al合金的分子动力学模型。揭示了金刚石磨粒的横向间距和纵向间距对单晶γ-TiA l合金材料去除机制的影响。结果表明:单晶γ-TiA l合金的微切削过程中伴随有温度、势能、位错的变化以及晶格结构的转变;切削力、切削温度、势能以及去除效率随着横向间距的增加而增大,但受纵向间距的影响较小;晶格转变的原子数随横向间距的增加而增大,随纵向间距的增加而减小;随着横向间距和纵向间距的增加,位错数量、位错总长度以及位错密度相应增大。     

切削深度对单晶γ-TiAl合金力学性能的影响

在本文,通过分子动力学模拟方法建立了单晶γ-TiAl合金的纳米切削模型和拉伸模型,其主要分析不同的切削深度对工件拉伸性能的影响。一方面,详细的研究了晶格转变和微观缺陷演化之间的关系;另一方面,系统的探讨了不同的切削深度对应力-应变曲线、位错形核位置和工件断口位置的影响。研究结果表明：在纳米切削阶段,晶格转变的数量会随着切削深度的增加而增多并且与微观缺陷演化具有一致性。在一定的切削深度范围内工件的屈服应力和弹性模量会相应的提高。另外,切削深度对工件的位错形核位置和断口位置有较大影响,经过加工的工件位错形核于工件的亚表面,而未经过加工的位错形核于工件的边界处,工件的断口位置随着切削深度的增加越靠近拉伸端。     

激光熔化沉积制造γ-TiAl合金的组织与性能（英文）

通过激光熔化沉积制造技术制备了X×Y×Z(40 mm×5 mm×60 mm)的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金沉积样品。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)分析了沉积样品的显微组织、相组成、晶粒取向及断口形貌;利用维氏硬度计测量了沉积样品不同位置的硬度分布;利用拉伸机测量了沉积样品在Z向的拉伸性能。结果表明,在最佳工艺参数条件下获得了成形良好的沉积样品,经过渗透检测后发现表面无裂纹。沉积样品的显微组织由α_2+γ层片状晶团及少量块状γ-Ti Al相组成。在沉积状态下,沿试样Z方向的室温抗拉强度为425MPa,延伸率为3.3%。拉伸试样的断口形貌为准解理断口。     

长期时效对镍基单晶合金微结构演化和拉伸性能的影响（英文）

利用微观分析方法研究了第二代镍基单晶合金DD6标准热处理和980℃/1050℃/1200℃/长期时效对γ/γ′形态演化和拉伸性能的影响。结果显示:镍基单晶合金DD6在较高温度时效处理后会发生形态不稳定,1050℃/时效800 h后γ′强化相逐渐连接成筏;1200oC时效100 h后,γ/γ′微结构的立方度明显下降并逐渐向球形边界转化,并伴有少量细小基体相嵌入强化组织。在γ/γ′界面附近分布着大量位错线,位错运动随着时效处理时间和温度的增长而加强。1050℃/时效1000 h后在固溶元素富集区析出块状沉淀相,其脆性特征在低温拉伸时会塞积位错运动形成应力集中。760℃高温下的抗拉强度、屈服强度和延伸率随着时效时间增长而减小,断面收缩率有所波动。     

晶向对单晶钨纳米线拉伸力学性能的影响

采用金属催化的气相合成法制备高纯度单晶钨纳米线材料,采用分子动力学方法进行拉伸模拟计算,分析〈100〉、〈110〉、〈111〉3种典型晶向下单晶钨纳米线的拉伸应力-应变曲线及其微观变形结构,揭示晶向对单晶钨纳米线拉伸破坏机理的影响。结果表明：3种晶向均具有弹性、损伤、屈服、破坏等4个阶段,其中〈100〉晶向还具有独特的屈服后强化阶段和两次应力突降阶段。晶向对单晶钨纳米线弹性模量的影响较小,对抗拉强度、屈服强度和延展性的影响较大,主要取决于不同的原子表面能和主滑移面。计算得到的单晶钨纳米线的弹性模量值与实测结果吻合较好。     

晶体取向对单晶γ-TiAl合金纳米切削的影响研究

为了研究晶体取向对单晶γ-TiAl合金纳米切削过程的影响,采用分子动力学数值方法对不同切削晶向下的切削力、切削温度、材料去除及晶格结构变化进行分析和探讨,揭示不同的晶体取向对单晶γ-TiAl合金纳米切削质量作用机制.结果表明:在纳米切削过程中,随着晶面和晶向的变化,切削力、切削温度、材料去除和晶格结构都会有不同程度的变...     

硫含量对Cu-Ni合金拉伸性能影响的机理分析（英文）

对6种不同硫含量的Cu-Ni合金进行了室温拉伸试验。系统地研究了拉伸速率和硫含量对材料屈服强度、拉伸强度、伸长率和断面收缩率的影响。通过扫描电镜、能谱分析和金相组织分析,研究了硫含量对金相组织的影响。分析了Cu-Ni合金中硫析出物的分布、变形及对塑性的影响规律。分析了材料发生断裂的起源和过程及硫含量对塑性影响的根本原因,为后续冷变形过程提供理论依据。     

Nb对选区激光熔化γ-TiAl基合金组织与性能的影响（英文）

采用选区激光熔化技术,在TC4合金基体上制备不同Nb含量的γ-TiAl基Ti-Al-Mn-Nb合金。系统分析Nb含量对合金显微组织和性能的影响规律。研究结果表明,合金主是由四方结构的γ-TiAl和密排六方结构的α_2-Ti_3Al相组成,且随着Nb含量的增加,合金的凝固组织逐渐由枝晶状结构演化为层片状结构。因高含量Nb在γ-TiAl相中的固溶,以及细小板条状结构的形成,致使Nb含量为7.0 at.%的合金具有最佳的综合性能,即其不仅具有高的硬度(HV2000)、高的强度(1390MPa)和良好的塑性变形能力(24.5%),而且具有良好的摩擦磨损和高温抗氧化性能。     

不同空位浓度γ-TiAl合金剪切过程分子动力学模拟

利用分子动力学分析了不同空位浓度的Al空位和Ti空位对γ-TiAl合金剪切力学性能的影响,重点研究了含空位γ-TiAl合金的温度效应。结果表明,随着空位浓度增加,弹性模量没有太大变化,但剪切强度逐渐减小,且含Al空位γ-TiAl合金的剪切强度要高于含Ti空位γ-TiAl合金。在剪切过程中,材料偏向于离边界更近处的空位处形成位错源,进而向材料内部发射位错,并且出现了类似于宏观材料的颈缩现象。进一步分析了温度对空位浓度为0.5%的γ-TiAl合金剪切强度的影响,发现随着温度的增加,γ-TiAl合金剪切强度总体呈下降趋势。     

微细晶γ-TiAl合金的显微组织分析

采用粉末高能球磨及放电等离子烧结方法获得TiH2-47Al-0．2Si-5Nb和TiH2-47Al-0．2Si-7Nb两种微细晶合金。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜对两种合金的球磨粉末颗粒及烧结组织形貌、晶粒大小、微观应力等进行分析。结果表明,经24 h高能球磨的两种粉末颗粒均达到纳米尺度,晶粒微变应变值分别为1．296％和1．536％。球磨粉末经1000℃放电等离子烧结后的显微组织由等轴状的TiAl相及弥散分布的颗粒状Ti3 Al相组成,晶粒尺寸大部分低于500 nm,在晶界及晶内分布着大量的位错线及位错网。     

退火对激光熔化沉积制备γ-TiAl合金显微组织和力学性能的影响（英文）

研究激光熔化沉积制备γ-TiAl合金沉积态和不同温度退火态样品的显微组织演变和力学性能。结果表明,沉积态试样的显微组织由细小α₂(Ti₃Al)+γ片层构成。随着退火温度的升高,块状γ_m(TiAl)相逐渐由单-γ相→γ相+针状α₂相→γ相+片层状α₂+γ方向转变。与沉积态γ-TiAl合金的力学性能(抗拉强度469 MPa、伸长率1.1%)相比,经1260℃、30 min、FC退火处理后,试样的室温抗拉强度为543.4 MPa,伸长率为3.7%,其力学性能得到显著提高。     

Mg-Zn-Nd准晶对AZ91合金耐腐蚀性能的影响（英文）

通过添加不同量的Mg-Zn-Nd准晶中间合金提高AZ91合金的耐腐蚀性。利用配有能谱分析(EDS)的扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),失重试验和动电位极化测量研究了添加Mg-Zn-Nd准晶中间合金的AZ91合金微观组织和腐蚀行为。结果表明:添加Mg-Zn-Nd准晶中间合金后,AZ91合金的显微组织明显细化,β-Mg17Al12相由连续的网状分布变成不连续的断网或颗粒状分布。此外,β-Mg17Al12相明显减少。当添加质量分数6%MZN准晶中间合金时,合金具有最好的耐腐蚀性,腐蚀速率是0.8(mg·cm-2)/d,仅是AZ91合金腐蚀速率的1/15。但过多的MZN准晶中间合金的添加,会导致AZ91合金有较差的耐腐蚀性。     

β型γ-TiAl合金棒材拉伸性能与断裂机制研究

本文采用包套热挤压工艺制备了Ti-44Al-3Ta-0.3(Cr,W)（at%）棒材,测试了室温~800℃的拉伸性能,通过SEM、XRD、TEM等实验方法研究了棒材挤压态和热处理组织的断裂行为。结果表明,合金的两种组织的屈服强度都随拉伸温度的提高而降低,室温~600℃的峰值应力值则随着温度的提高而提高,挤压组织的极限应变值整体略高于热处理的。合金的脆性-韧性转变(BDT)的温度在800℃附近。挤压态组织的室温断裂主要由沿层和穿层的混合断裂模式控制,断口表面还存在二次裂纹。拉伸温度对两种组织内的晶团尺寸、片层厚度、孪晶以及相变均有影响。     

单晶γ-TiAl合金纳米切削过程的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究单晶γ-TiAl合金纳米切削过程,通过对单晶γ-TiAl合金的建模、计算和分析,讨论了不同切削深度和切削速度对切削过程的影响,结果发现:在切削过程中,随着切削深度的增大,切屑体积逐渐增大,切屑中原子排列越来越紧密,位错密度也会随之增大;但随着切削速度的增大,位错密度反而会随之降低。在一定的切削深度和切削速度范围内,切削过程中刀具前方都会产生"V"型位错环,工件的温度和势能也都会相应的增大。特别是,当切削速度为400 m/s时,刀具前方的切削表面上未出现原子错排。     

Al含量对单晶TiAl合金力学性能的影响（英文）

通过改变TiAl中Al的含量,用分子动力学方法研究了Al含量对含有裂纹的单晶TiAl试件性能及裂纹扩展的影响,分析了不同Al含量下的应力-应变曲线,缺陷的演化过程。模拟结果表明:Al含量不同,材料的弹性模量和强度也不同。Al含量低于45 at%时,由于层错和位错的产生以及位错反应和运动产生的空位和空位的迁移提高了试件的塑性使得试件表现出良好的塑性,而大于该含量时,试件呈明显的脆性;Al含量较低时,裂纹以塑性变形的方式扩展,Al含量较高时,裂纹以脆性方式断裂。即Al含量会影响材料的性能;随着Al含量降低,试件的塑性增强,此外,Al含量对裂纹的扩展机制也有很大影响。     

纳米单晶γ-TiAl合金应变速率效应分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟不同应变速率下纳米单晶γ-TiAl合金中裂纹的扩展,利用速度加载方式对预置裂纹的单晶γ-TiAl合金进行动态单向拉伸,模拟过程中施加应变速率为5.0×10~7～7.5×10~9 s~(-1)。结果表明:不同的应变速率范围下裂纹的扩展形式差异很大。在不敏感区(ε≤4×10~8s~(-1)),裂纹呈解理扩展;在敏感区(4.0×10~8s~(-1)ε≤1.0×10~9s~(-1)),前期呈现解理扩展特征,后期裂纹扩展通过裂尖发射滑移位错,位错塞积萌生空洞,空洞形核长大形成子裂纹,ε≤5.0×10~8s~(-1)时,子裂纹发生偏向,与主裂纹呈45°方向串接,5.0×10~8s~(-1)ε≤1.0×10~9s~(-1)时,子裂纹与主裂纹同向串接,最终导致裂纹扩展直至断裂;在突变区(ε≥1.0×10~9s~(-1)),因应变强化作用使裂纹不在应力最大时刻启裂,出现裂纹扩展后应力持续增加一段时间后减小的现象,高应变速率导致裂尖前端多处区域的原子结构局部非晶化,最终在原子结构混乱处萌生微裂纹,微裂纹扩展导致"试件"多处开裂。     

纳米单晶γ-TiAl合金应变率效应的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟不同应变率下纳米单晶γ-TiAl合金中裂纹的扩展,利用速度加载方式对预置裂纹的单晶γ-TiAl合金进行动态单向拉伸,模拟过程中施加应变率为5.0*10₇S_-1~7.5*10₉ S_-1。研究结果表明：不同的应变率范围下裂纹的扩展形式差异很大。在不敏感区(≤4*10₈S_-1),裂纹呈解理扩展;在敏感区(4.0*10₈S_-1＜应变率≤1.0*10₉S_-1),前期呈现解理扩展特征,后期裂纹扩展通过裂尖发射滑移位错,位错塞积萌生空洞,空洞形核长大形成子裂纹,应变率≤5.0*108 S_-1时,子裂纹发生偏向,与主裂纹呈45度方向串接,5.0*10₈ S_-1＜应变率≤1.0*10₉S_-1时,子裂纹与主裂纹同向串接,最终导致裂纹扩展直至断裂;在突变区(≥1.0*10₉ S_-1),因应变强化作用使裂纹不在应力最大时刻启裂,出现裂纹扩展后应力持续增加一段时间后减小的现象,高应变率导致裂尖前端多处区域的原子结构局部非晶化,最终在原子结构混乱处萌生微裂纹,微裂纹扩展导致“试件”多处开裂。