热变形参数对Ti-6554合金流动软化行为的影响

目的 研究不同热变形参数下Ti-6554合金对应变速率敏感指数m、应变硬化指数n的影响。方法 采用Gleeble-3500热模拟实验机,在变形温度为810~930 ℃、应变速率为0.001~10 s⁻¹条件下,对Ti-6554合金进行等温恒应变速率热压缩实验。结果 应变速率敏感指数m随应变速率的升高和变形温度的降低而减小,当真应变为0.9时,m在变形温度为930 ℃、应变速率为0.001 s⁻¹的条件下达到峰值,为0.43。应变硬化指数n随应变速率的升高呈先升高后降低的趋势,在高温区间(870~930 ℃)的软化程度较大。结论 Ti-6554合金对变形温度、应变速率等热变形参数十分敏感,该合金的流动应力随着应变速率的升高和变形温度的降低而增大。分析微观组织可知,从应变速率敏感指数m角度考虑,该合金发生软化行为的最佳区域是变形温度为870~930 ℃、应变速率为0.001 s⁻¹。从应变硬化指数n的角度考虑,在变形温度为870~930 ℃条件下,Ti-6554合金在低应变速率区间(0.001~0.01 s⁻¹)的软化行为以动态再结晶(DRX)为主,在高应变速率区间(0.1~10 s⁻¹)的软化行为以动态回复(DRV)为主。     

7075铝合金冷搓成形本构关系及有限元分析应用研究

目的 研究7075铝合金在高应变速率下的本构关系,并将其应用于有限元仿真分析中,以实现对7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程的精确预测。方法 利用霍普金森压杆(SHPB)实验获得7075铝合金在1 000~4 500 s⁻¹应变速率下的真实应力-应变曲线。结合静态压缩实验在0.001 s⁻¹应变速率下的结果构建了优化的Johnson-Cook(J-C)本构模型,并应用有限元仿真对7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程进行模拟预测。结果 当应变速率由0.001 s⁻¹上升至3 000 s⁻¹时,7075铝合金的屈服强度增长较少,但当应变速率由3 000 s⁻¹上升至4 500 s⁻¹时,屈服强度提高了45 MPa。利用优化的J-C本构模型对真实应力进行预测,其平均相对误差与相关系数分别为0.35%和0.999 2。有限元分析结果显示,在成形过程中,铆钉零件任意部位的最大应变速率基本低于4 500 s⁻¹。外形预测结果与实际测量值的最大绝对误差为0.08 mm,最大相对误差为3.45%。结论 当应变速率由3 000 s⁻¹上升至4 500 s⁻¹时,7075铝合金展现出了明显的应变率强化效应,优化的J-C本构模型能够准确预测7075铝合金在0.001 ~4 500 s⁻¹应变速率范围内的真实应力。将其应用于有限元分析能够准确预测7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程。     

铸态30CrMnSiNi2A钢的热变形行为与热加工图

目的 研究铸态30CrMnSiNi2A钢的热变形行为,并建立热加工图评估出合适的热变形参数。方法 在变形温度900~1 200 ℃和应变速率0.01~10 s⁻¹条件下开展热压缩实验,分别构建应变0.2、0.4、0.6、0.8下的热加工图,结合扫描电镜对变形后的微观组织进行分析。结果 30CrMnSiNi2A钢在压缩过程中真应力的变化是加工硬化和动态软化协同作用的结果;在低应变速率时(0.01、0.1 s⁻¹),流动曲线在应力值达到峰值应力(σp)后都表现出流动软化现象,而在高应变速率下流动曲线则表现出连续的加工硬化现象。结论 根据变形试样的微观组织和塑性流动是否稳定,可将热加工图分为3个区:流动失稳区、不完全动态再结晶区、完全动态再结晶区,在完全动态再结晶区内的晶粒细小均匀,所以将变形温度1 100~1 180 ℃、应变速率0.01~0.5 s⁻¹确定为适合于30CrMnSiNi2A钢的加工窗口。     

冷拔态GH4738合金热变形本构方程及热加工图

目的 研究紧固件用冷拔态GH4738合金棒材在不同工艺参数下的热变形行为,为紧固件热加工工艺参数优化提供理论指导。方法 采用Gleeble-3500热模拟实验机对冷拔态GH4738合金棒材在变形温度1 000~1 080 ℃、应变速率1~10 s⁻¹条件下进行了热压缩实验,变形量为50%。计算了该合金的材料常数和变形激活能Q,建立了基于峰值应力的冷拔态GH4738合金的本构方程,根据动态材料模型理论绘制了冷拔态GH4738合金的能量耗散图和失稳图,获得了合金在不同应变下的热加工图,并讨论了显微组织演变情况。结果 冷拔态GH4738合金的流变应力随着变形温度的增加或应变速率的减小而降低。线性回归的相关系数证实了描述该材料热变形行为的本构方程的准确性。基于冷拔态GH4738合金的热加工图及显微组织验证结果可得,冷拔态GH4738合金的主要失稳区工艺参数区间为1 000~1 035℃/0.12~3 s⁻¹,1 030~1 072℃/ 0.25~10 s⁻¹和1 075~1 080 ℃/2.72~10 s⁻¹。热加工较佳工艺条件为1 000~1 028 ℃/0.02~0.14 s⁻¹和1 040~1 080 ℃/ 0.06~0.74 s⁻¹。结论 通过对冷拔态GH4738合金热变形本构方程和热加工图进行研究,获得了冷拔态GH4738合金优化的热变形工艺参数,可用于指导冷拔态GH4738合金的紧固件热加工成形。     

Ti−6Mo−5V−3Al−2Fe−2Zr合金热变形行为及热加工图

目的 建立近β钛合金Ti−6Mo−5V−3Al−2Fe−2Zr(质量分数)的热变形本构方程,绘制热加工图,确定该合金的流变失稳区和适宜加工区,为其在工业生产中热加工工艺参数的制定提供指导。方法 在变形温度700~ 850 ℃、应变速率0.000 5~0.5 s⁻¹、真应变0.7的条件下,对近β钛合金Ti−6Mo−5V−3Al−2Fe−2Zr进行热压缩实验;基于Arrhenius方程建立该合金的热变形本构方程,并对方程进行验证;根据Prasad失稳准则,构建该合金的热加工图。结果 该合金的流变应力随着变形温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;其热变形激活能为226.29 kJ/mol,本构方程为;通过热变形本构方程得到的峰值应力计算值与实验值平均误差为4.21%。结论 建立的热变形本构方程预测了流变应力,描述了该合金的热变形行为;通过叠加合金的能量耗散图和流变失稳图,获得了该合金的热加工图。基于热加工图确定该合金的流变失稳区为变形温度700~755 ℃与784~850 ℃、应变速率0.5~0.05 s⁻¹,最佳加工区为变形温度836~850 ℃、应变速率0.000 5~0.005 s⁻¹。     

2209双相不锈钢本构模型及热加工参数优化

目的 优化2209双相不锈钢热加工区间,提升其高温变形稳定性。方法 在Gleeble–3800热模拟机上开展压缩实验,分析不同温度(950~1 150 ℃)和应变速率(0.01~10 s^?1)下的应力–应变曲线特征,构建基于Arrhenius的双曲正弦本构模型,综合分析热加工图和变形微观组织演变特征。结果 流变应力随变形温度的降低和应变速率的增大而增大;在失稳条件下(950 ℃/0.01 s^?1),奥氏体相所受应变能较小,只有一部分奥氏体晶粒发生了变形;温度升高(1 100 ℃/0.01 s^?1)后,奥氏体相仍为等轴状晶粒,铁素体相承担塑性变形,此时表现为明显的应变分布不均匀现象;随着应变速率升高到稳定条件(1 100 ℃/1 s^?1),奥氏体相承受了更大的塑性变形,且在压缩方向应力的作用下呈现条带状分布,同时发生了γ→δ的转变,这有利于提高钢的热塑性。结论 获得了2209双相不锈钢最佳加工区域(1 070~1 130 ℃、1~7 s^?1),该区域功率耗散系数较大且变化梯度较小,材料热加工性能稳定。     

2195铝锂合金热变形流变行为与热加工图研究

目的 研究2195铝锂合金在实验温度360~510 ℃、应变速率0.01~10 s⁻¹条件下的热压缩变形行为,建立其本构模型及热加工图,获取该合金的安全加工工艺参数。方法 采用Gleeble−3500热模拟试验机进行热变形实验,分析合金的流变行为及热加工图,结合微观组织阐述其热变形机理,并对所得最优参数进行热挤压实验验证。结果 2195铝锂合金的流变应力随变形温度增加而减小,随应变速率增加而增加;其热激活能Q为203.643 9 kJ/mol、结构因子A为1.943 9×10¹⁴、应力因子α为0.013、应变硬化指数n为5.883 9。确定合金的主要失稳区工艺参数区间为379~420 ℃、0.75~10 s^–1和480~510 ℃、1～10 s⁻¹,安全加工区间为440~510 ℃、0.01~0.25 s⁻¹。铸态2195铝锂合金的屈服和抗拉强度分别仅为(179±6)MPa和(239±11)MPa,经热挤压实验后分别达到(605±6)、(633±3)MPa,分别提高了3.5和2.6倍;铸态合金的显微硬度仅为(115±1)HV,热加工后型材达到(178±4)HV,相较于铸态合金增加了54%。结论 2195铝锂合金的流变行为符合正应变速率敏感特征,其安全加工区域集中在高温低应变速率区,主要发生了动态再结晶,实验型材在此区域表现出卓越的力学性能。     

不同密度硬质聚氨酯泡沫的力学性能和本构关系

目的 不同密度的硬质聚氨酯泡沫(RPUF)适用于不同的工程应用,通过对不同密度RPUF力学性能开展研究,并对现有的本构模型加以修正,得到材料真实的本构关系。方法 通过开展不同密度RPUF材料的准静态压缩实验(0.001 s⁻¹)及不同加载速率(100~1 000 s⁻¹)下的动态压缩力学性能实验,得到材料的应力-应变曲线,在此基础上分析RPUF材料的密度效应及应变率敏感性,得到其真实本构关系。结果 RPUF材料力学性能受到密度和应变率的耦合影响,随着密度以及应变率的增大,RPUF材料的屈服应力呈指数函数形式增大;给出了RPUF材料屈服应力与应变率及密度之间的函数关系式。结论 得到了基于实验数据以及横向惯性效应修正后的Sherwood-Frost模型(M-S-F模型),研究结果可为RPUF材料在抗冲击方面的工程应用提供指导。     

Mg-RE-Zn-Zr合金的热变形行为和加工图研究

目的 建立Mg-8.5Gd-4.5Y-0.7Zn-0.4Zr合金的本构方程和加工图,得到材料的可加工变形参数。方法 采用Gleeble实验机开展温度范围为300~500 ℃,应变速率范围为0.001~1 s^–1的高温单轴压缩实验。结果 流变应力随应变速率的升高和变形温度的降低而增加,当在变形温度为300 ℃,变形速率为0.1 s^–1和1 s^–1变形时,试样发生了早期开裂;计算得到了合金的变形激活能为228.414 kJ/mol,较高的活化能与LPSO相的存在有关;合金加工图中存在两个可加工区域,第一个区域在变形温度为350~420 ℃,应变速率为0.001~ 0.01 s^–1的范围内,第二个区域在变形温度为420~480 ℃,应变速率为0.005~0.1 s^–1的范围内。结论 建立的本构方程得到预测流动应力值与实验值吻合良好,加工图中两个可加工区域的变形机制都为动态再结晶。     

基于纤维解离水曲柳压缩解离特征与能量耗散机制研究

目的 以水曲柳为研究对象,研究高应变率压缩载荷作用下水曲柳试件的解离特征和能量耗散机制。方法 利用压缩加载试验分析应变率、加载方向对受载水曲柳的形态特征影响和动力学特性,并利用弹塑性基本原理分析其受压解离的能量耗散机制。结果 解离后径向加载试件主要呈火柴棍状,弦向加载试件主要呈片状,轴向加载试件主要呈不规则块状,试件的解离程度随应变率的增大而增大;当应变率在400~1 000 s⁻¹时,水曲柳试件的应力-应变曲线由弹性阶段和屈服后弱线性强化阶段两部分组成;水曲柳试件的屈服强度随应变率的增大而增大,当应变率从400 s⁻¹增加到1 000 s⁻¹时,径向、弦向和轴向加载试件的屈服强度分别增加了0.45倍、1.34倍和0.71倍;木材原料沿径、弦向解离时主要依靠木材细胞的压缩变形来耗散能量,沿轴向解离时主要依靠木材细胞纵向结构的弯曲来耗散能量。结论 弦向最易解离,轴向最难解离;水曲柳是一种应变率敏感材料;木材原料径、弦向解离主要依靠压缩变形来耗散能量,轴向解离主要依靠弯曲变形来耗散能量,木材原料解离能够耗散能量的多少主要受加载方向、木材细胞的结构尺寸和力学性能的影响。     

温度交变、冲击试验设备校准的研究

通过温度交变、冲击试验设备相关技术文件及试验数据,对其动态技术指标的评价方法进行讨论,并对温度交变、冲击试验设备校准方法中温度变化速率计算、测量点位置、负载情况等提出了建议。     

光源相关色温计算方法的讨论

本从光源的色温及相关色温的定义出发,讨论了色温的三种计算方法。     

一种低软化温度无机胶粘剂的制备研究

用废玻璃粉、B2O3、ZnO和P2O5等氧化物为主要原料，研制低粘接温度的无铅环保型易熔玻璃。实验中先采用四因素三水平的正交表，对废玻璃粉添加量为30％（质量分数）的样品进行了正交实验，测定其粘接温度瓦和熔化温度Tm；并对添加MgO、CaO、Al2O3等氧化物引起的易熔玻璃瓦温度的变化进行了分析。     

超高温传感器用感温材料与结构特性分析

针对现有蓝宝石光纤温度传感器测温上限难以突破1 700℃的瓶颈问题,本文分别从传感器测温结构和感温材料两方面进行了分析改进,以满足对2 000~2 500℃超高温的测量需求.提出了一种接触-非接触相结合的新型传感器测温结构,并结合非接触式测温结构特点给出了Plank黑体辐射温度误差补偿公式,解决了非接触结构的准确测温问题.结合不同感温材料特性分别对难熔金属、陶瓷基复合材料和C/C复合材料的高温性能进行分析比较,包括材料强度、密度、抗氧化性、塑性、熔点等,筛选出适合作为超高温传感器的备选感温材料.针对筛选出的感温材料设计了抗热震性试验和抗氧化烧蚀试验,实验结果表明Hf B2-Si C复合材料能够满足超高温环境下对感温材料物理特性的特殊需求.传感器温度试验结果表明,采用接触-非接触式新结构和Hf B2-Si C感温材料的新型光纤温度传感器可对2 500℃高温进行长时间稳定测量,测量精度达到±1%.     

Stability of industrial-grade platinum resistance thermometers in the range 77 – 273 K

The paper pays attention to stability of 10 two-lead industrial-grade 100 Ω platinum resistance thermometers used in the temperature range from 77 to 273 K. The static stability was checked by the method of storing the thermometers for about two years, the dynamic stability was tested by the method of cycling the thermometers in 25 cycles from room temperature to the temperature of liquid nitrogen. it has been found that the static instability of the thermometers ranged within + 2.5 to + 7.7 mK only one thermometer showed –2.5 K The dynamic instability ranged within –5 mK to –80 mK only one thermometer showed +35 mK.     

国外低温温度传感器的研制现状

温度测量是低温研究部门的一个普遍项目。对近年来一些国家（特别是发达国家）的低温温度传感器研制、应用情况做了介绍，并分析了今后温度传感器的发展趋势，以及我国与国外存在的主要差距。     

Stability of silicon diodes as temperature sensors in the range 4.2 – 273 K

Thermometric properties of TESLA — KA 136 silicon diodes as temperature sensors in the range 1.5 — 380 K are presented. Special attention is paid to the stability of these sensors which was examined for 30 diodes. This stability has been verified both dynamically using a method of cycling the diodes from room temperature to the temperature of liquid helium 100 times and statically using a method of storing the diodes at room temperature for 1 and 2 year periods. It has been found that moe than 90% of the diodes considered have a stability better than 0.4 K and 0.3 K at temperatures 4.2 K and 273 K, respectively, after 30 cycles and 12 months storage.     

On the use of Charpy transition temperature as reference temperature for the choice of a pipe steel

Transition temperature is not intrinsic to material but depends on specimens and mode of loading used for tests. Here, the linear dependence of transition temperature with constraint is shown. Constraint is evaluated by the effective T stress which is the value of the stress difference distribution for the effective distance provided by the Volumetric method.Application of this approach gives the best choice of the reference transition temperature by reducing conservatism when comparing with intrinsic transition temperature of the studied structure.     

液氦温区国际温标的转换

概括介绍液氦温区国际实用温标的发展情况,系统地给出温标T24,T29,T32,T37,TBS,T48,T55E,TL55,T58,T62,T68,T76以及目前正在采用的T90之间的转换关系,为此编写了计算机程序,可直接用于以上各温标间的数值转换.     

对低温丙烯贮罐预冷操作的探讨

对低温丙烯罐的预冷工艺进行了较为仔细深入的研究,提出了较为科学、合理的预冷操作方法,确保了丙烯贮罐内罐基本维持每小时温降1℃.罐内任意两点温差不超过10℃的操作条件,对刚刚维修之后的低温丙烯贮罐起到了保障作用.