高压扭转制备SiC_p/Al复合材料的断裂行为

为了研究大塑性变形对颗粒增强复合材料断裂行为的影响规律,在不同高压扭转工艺(high-pressure torsion,HPT)工艺参数下制备SiC_p/Al复合材料,测量试样真应力-应变曲线和观察试样的断口形貌,并分析SiC-Al界面的EDS谱。在分析各参数下材料断口形貌和界面原子扩散的基础上,讨论颗粒增强复合材料的断裂机理。研究发现:SiC_p/Al复合材料包含韧性断裂和脆性断裂2种性质的断裂,断口韧窝的大小和数量与材料的工艺参数有关;HPT变形可以有效改善SiC颗粒与Al基体的界面连接强度,提高该类材料的断裂性质。基体内气孔和颗粒与基体间孔隙的连接是金属基复合材料的主要断裂机制。     

粉末烧结体镦粗致密与成形的有限元分析

粉末锻造因同时具有粉末冶金和锻造工艺的共同优点已被证实为一种提高烧结制品密度和强度的有效方法。本文选择典型的镦粗工艺对烧结的致密与成形行为和规律进行研究，提出了多孔材料的致密模型并简要介绍了多孔材料的塑性理论。然后，采用有限元法模拟了不同镦粗压下量的烧结坯的致密与成形过程，密度与等效应变分布的一致性结果表明，烧结坯的致密强烈依赖于材料的塑性变形。此外，塑性变形过程中的平均应力也对烧结坯的致密产生一定程度的影响。通过对冶炼材料的镦粗变形比较发现，烧结坯较易满足屈服条件而发生塑性变形且成形力较低，但因存在内何加工硬化现象而使成形力增加较快。     

界面热失配对金属基复合材料力学性能的影响

由于金属基体和增强相的热膨胀系数存在差异，金属基复合材料在制备降温过程中不可避免地产生热失配应力。研究表明，金属基复合材料热失配应力在近界面处以不同类型金属缺陷的形式进行释放，在远离界面处以热残余应力的形式保留。热失配应力释放的缺陷类型、尺寸、密度以及热残余应力的存在均会显著影响金属基复合材料的力学性能。本文阐述了界面热失配缺陷和热残余应力的产生，详细分析了界面热失配对金属基复合材料力学性能的影响，为进一步实现金属基复合材料的界面结构设计和优化提供理论基础和科学依据。     

不同变形量对0Cr21Ni6Mn9N不锈钢力学性能的影响

研究了不同变形量对不同氮含量的OCr21Ni6Mn9N不锈钢力学性能的影响。结果表明,不同氮含量的0Cr21Ni6MngN不锈钢都具有很强的加工硬化特性,冷变形使强度和硬度得到大幅度提高,但塑性会有所降低。氮的质量分数为0．20％～0．48％的0Cr21Ni6MngN不锈钢,控制变形量在20％以下,屈服强度可达到745MPa以上,同时保持伸长率在25％以上。分析表明,不同变形后钢的屈服强度与产生同等变形量的真应力具有很好的对应关系,且两者随变形量的变化规律基本相同。该钢的加工硬化行为明显分为两种情况,应变水平低于约20％时,强度提高幅度很大,而应变水平高于约20％后,强度提高幅度相对较小了,其原因是变形机制不同。     

SiC（p）／Al复合材料微塑性变形行为

ＳｉＣ（Ｐ）／Ａｌ复合材料微塑性变形行为李义春安希墉（北京有色金属研究总院１０００８８）（哈尔滨工业大学）金属在载荷作用下，这在宏观屈服前就已经产生塑性变形，称为微塑性变形，虽然工程上绝大多数零构件的工作应力低干条件屈服极限，但很可能处于微塑性变形范...     

TiNi形状记忆合金强化的钛基和铝基复合材料

机敏材料在受外部刺激时可作出相应反应 ,以补偿相应的变化或增强预想的效果。连续 Ti Ni SMA纤维增强剂可以改进材料高温下的屈服应力和断裂韧性 ,同时具有机敏材料的特性 ,属于机敏材料。用 SMA作增强剂强化机敏材料的原理是 ,埋入基体中的 SMA室温加载后由奥氏体向马氏体转变 ,加热后又发生逆转变。逆转变相变过程中 ,复合材料里的 SMA收缩 ,在 SMA内产生拉应力 ,基体内产生压应力。基体中的压应力是提高机敏材料拉伸性能的主要因素。1　复合材料的制备使用四种方法制造 SMA增强复合材料 :真空热压 ,热挤压 ,火花等离子烧结和包…     

形状记忆晶相强韧化Ti基非晶复合材料的组织和力学性能

设计了具有形状记忆效应和较强非晶形成能力的(Ti50Ni50-yMy)100-xCux合金,采用悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法,通过组元调控制备具有组织连续梯度的形状记忆合金/非晶基复合材料,并研究其组织和力学行为。结果表明:B2-Ti(Ni,Cu)过冷奥氏体相和B19'-Ti(Ni,Cu)热诱发马氏体相析出在铸态非晶基体上,加载断裂应力诱发马氏体相变,马氏体衍射峰比铸态增强且马氏体择优取向。凝固过程的温度梯度决定了复合材料的组织梯度,由表及里,主要为非晶相、马氏体相和奥氏体树枝晶相。加载时形变诱导相变对非晶基体同时增强增韧,复合材料的综合力学性能优异,以连续屈服和强烈的加工硬化为主要特征,(Ti0.5Ni0.48Co0.02)80Cu20断裂强度高达2464 MPa,塑性应变达到13.6%。复合材料断裂表面存在大量密集均匀的脉络纹,析出相周围形成的多重剪切带和玻璃基体上剪切带,扩展方向分别与加载方向呈90°和45°角。     

金属基复合材料的缺陷探伤研究

金属基复合材料组成成分与结构较为特殊,在生产制造过程中,材料内部容易出现各种缺陷,内部结构也容易出现不连续的微小断点,因此采用合适的无损检测手段能够较好地确保材料和产品的品质。基于此,分析铝基复合材料常见缺陷及原因,介绍常见的金属基复合材料无损检测方法,并以铝基复合材料为例,采用超声波无损检测法,研究其缺陷对对于铝基体复合材料性能产生的影响。     

形状记忆合金的性能及其工业应用现状

1 引言普通金属材料在外加应力作用下会产生应变,如果应变值小于材料的弹性极限,则去除外力后应变就会消失;如果应变值超过弹性极限,御载后就会产生永久变形,如图1a所示。研究发现,形状记忆合金的性能与普通金属材料迥异,它们表现为图1(b)、(c)、(d)所示的力学行为,分别称为超弹性,单向形状记忆效应和双向形状记忆效应。超弹性(图1b)类似于橡皮的变形行为,在母相状态加载时,材料将发生明显的变形,当外加应力σ大于弹性极限后,应力-应变曲线出现类似传统材料的屈服平台部分,但必须注意该材料并不发生屈服变形,当外力消除后,材料可以准弹性地     

聚氨酯/蜂窝铝复合材料的压缩力学行为及缓冲吸能特性

对空芯蜂窝铝(六边形孔)、聚氨酯、聚氨酯/蜂窝铝复合材料进行压缩试验,分析蜂窝铝和聚氨酯复合后的压缩力学行为及缓冲吸能特性.结果表明:复合材料的应力-应变曲线表现出弹性、屈服和密实三个阶段,初始刚度和屈服应力较空芯蜂窝铝有很大提高;蜂窝铝的加入使聚氨酯的变形回复降低25%;复合材料的最大吸能效率是单纯聚氨酯的1.47倍,且较大应力下复合材料具有比单纯聚氨酯更好的吸能效率;聚氨酯填充1 mm孔径蜂窝铝复合材料的最大吸能效率是聚氨酯填充2 mm孔径蜂窝铝复合材料的1.37倍;加载速率越大,吸能效率的峰值越大,且在达到最大吸能效率时的应力越大.      

成分对高锰合金钢组织和变形特性的影响

27Mn-3Si-3Al和15Mn-2Si-3Al试验合金钢由真空感应炉冶炼成16.5 kg铸锭,1200℃加热,锻成中25 mm棒材。27Mn-3Si-3Al合金钢在应变前后保持单相奥氏体组织,其应力-应变曲线平滑,没有屈服平台和明显的加工硬化峰,该钢经1000℃2h固溶处理后,材料的抗拉强度为692 MPa,伸长率为59%。当钢中Mn含量降至15%,有较多马氏体(Martensite,α′-M)相出现。而且在应变时又使15Mn-2Si-3Al钢中大量奥氏体转变为α′-M相,造成应力-应变曲线产生明显的加工硬化峰,致使该钢的伸长率降低至35%。     

SiC颗粒增强铝基复合材料拉伸性能的研究

研究了颗粒增强铝基复合材料的室温拉伸性能与断裂机理。结果表明,由于材料变形的区域化及残余应力的存在,使应用传统的测量均匀材料强度的方法来测量颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)强度会产生一定的误差。断口分析显示,PRMMCs的断裂也属于MNG断裂模式。     

拉伸试验温度对Ni47Ti44Nb9合金形变特性的影响

研究了不同温度下Ｎｉ（４７）Ｔｉ（４４）Ｎｂ９合金中β－Ｎｂ相粒子的变形特点及合金的应力－应变行为。结果表明，在－９０℃以下，β－Ｎｂ相粒子屈服强度较高，相对Ｔｉ－Ｎｉ基体为硬相，对合金的应力－应变行为影响不大。在－９０℃以上，β－Ｎｂ相粒子为软相，对合金的应力－应变行为有一定影响。不同温度下Ｔｉ－Ｎｉ基体所处的相状态不同是导致应力－应变行为差异的主要原因。     

高应变下挤压态Mg-8Zn-2.5Nd-0.8Y镁合金的力学性能和组织演变分析

采用分离式霍普金森压杆,测试挤压态Mg-8Zn-2.5Nd-0.8Y镁合金在不同应变速率下的真应力-真应变曲线,并分析其高应变压缩时的组织演变。结果表明:横向压缩曲线未形成明显屈服,表现出连续屈服的特点,当应变速率增大,最大流变应力随之增大。纵向压缩曲线具有连续屈服的特点,表现出明显的正应变速率强化特征。横向与纵向屈服强度都随应变速率的增大而增大。挤压态镁合金基体中生成了明显的再结晶组织,晶粒平均尺寸约为25μm。试样进行横向压缩后,基体中生成了很多孪晶组织,孪晶之间相互平行。纵向压缩变形组织中生成了更多细小的孪晶组织。     

碳化硅晶须镁基复合材料热残余应力及其调整

结合理论分析,介绍了复合材料热残余应力的调整机制,分别采用低温处理及预变形方法调整碳化硅晶须镁基复合材料中残余应力。复合材料经过低温处理及预拉伸塑性变形后残余应力明显降低,同时其介伸屈服强度得到适当改善。     

玻璃铝基复合材料高温压缩变形行为研究

利用Gleeble-1500对玻璃铝基复合材料在温度为573～723K、应变速率为0．01s^-1～10s^-1的条件下进行高温压缩变形行为的研究。结果表明：应变速率和变形温度的变化强烈影响复合材料的流变应力,流变应力随变形速率的提高而增大,随变形温度的升高而降低;玻璃铝基复合材料高温塑性变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述。     

玻璃铝基复合材料高温压缩流变行为研究

利用Cleeble－1500对玻璃铝基复合材料在温度为573—723K、应变速率为0．01s^-1～10s^-1的条件下进行高温压缩变形行为的研究。结果表明，应变速率和变形温度变化强烈影响复合材料的流变应力，流变应力随变形速率的提高而增大，随变形温度的升高而降低；玻璃铝基复合材料高温塑性变形时的流变行为可用Zener·Hollomon参数的双曲正弦函数来描述。     

球墨铸铁热应力测试相变中的双颈和双鼓现象

通过热力学模拟试验测出球黟帮铁拉伸时的载荷－应变曲线和压缩时珠光体和铁素体基体的真应力－真应变曲线。对水冷后试样进行金相组织分析，结果表明，在最大屈服应力反常增加时（８２５￣８７５℃）出现双颈现象；铁素体基体珠墨铸铁在压缩时真应力随真应变直线上升，出现双鼓现象，并发生在Ｆ→Ａ过程中。     

铸铁的高温应力—应变行为

本文测试了不同基体组织的灰铁、蠕铁及球铁的高温应力—应变曲线(室温～1000℃)。结果表明、无论是灰铁、蠕铁还是球铁,常温下均呈脆性材料性质。但随着温度的提高,球铁与灰铁呈现出不同的应力—应变特征,球铁存在弹性变形与塑性变形的转变点,弹性变形量减少,塑性变形量增加。当温度超过α-γ相变点时 应变以塑性应变分量为主,进入塑性状态。而灰铁为非线弹性体,没有明显的弹塑性转变点;基体组织不同时,铸铁的强度及塑性指标相差较大,在室温至(α-γ)相变点间,珠光体基体铸铁的强度高于铁素体基体铸铁,而塑性低于铁素体铸铁,在α-γ相变点至1000℃,各种基体铸铁的强度趋于一致,延伸率急速增大,在800～900℃左右有一峰值。     

JCOE成型后管体屈服强度的预测方法

 由于包辛格效应和加工硬化的影响,JCOE制管后相对所采用钢板管体屈服强度会发生变化。通常采用压平的板状试样来测定钢管的屈服强度,所测屈服强度并非钢管的真实屈服强度。通过分析JCOE制管过程中应力 应变的变化规律,提出了一种基于钢板屈服强度实验来预测钢管真实屈服强度的方法。用此方法得出的钢管真实屈服强度与实际生产数据基本吻合。