AZ31镁合金压缩孪晶对组织及性能的影响

通过室温包套挤压,使镁合金产生不同应变量的预应变,从而获得具有不同孪晶比例的组织,并对预应变合金的拉伸及压缩性能进行了测试。结果表明:随着预应变变形量的增加,组织中的{1011}压缩孪晶的数量越来越多,材料的拉伸和压缩性能都明显提高,而且预应变样品拉伸过程中的屈服强度明显高于压缩过程中的屈服强度。这表明由于预应变的施加,在压缩过程中产生了包辛格效应,使材料在反向压缩过程中的屈服强度明显降低;另一方面,计算所得包辛格效应的能量参数(BEP)值随着应变量的增加而逐渐减小,表明随着应变量增加包辛格效应逐渐减弱。     

真空渗流法制备泡沫铝及其动态力学性能的研究

以真空渗流法制备陶瓷中空球泡沫铝,研究了应变率对吸能量和吸能效率的影响、相对密度对屈服强度的影响,并与普通泡沫铝进行比较。结果表明,工艺简单可行,所制备的泡沫铝的动态压缩应力-应变曲线只有弹性变形区和塑性变形区;随应变率的增大,屈服强度和吸能效率变化规律不明显,吸能量增大;随相对密度的增大,屈服强度增大,吸能量增大,吸能效率也增大;动态压缩时两种泡沫铝的吸能效率均较高,最大吸能效率大于0.9,是良好的吸能材料。     

Al基和Al-6Si基闭孔泡沫铝的动态吸能性能

利用熔体转移发泡法制备不同基体成分不同密度的闭孔泡沫铝,从能最吸收能力、能量吸收效率以及能量吸收图等方面对其动态吸能性能进行研究.结果显示:无论是Al基还是Al-6Si基的闭孔泡沫铝,能量吸收能力随应变的增加而增大,且随相对密度的增加,能量吸收能力先增加后减小;能量吸收效率的变化具有明显的缓慢增加、趋于平缓和缓慢减小的特征;随着应力的增加,闭孔泡沫铝单位体积的吸能能力先快速提高,达到一定值后上升趋势减缓,出现明显的肩;对应此密度的闭孔泡沫铝可以提供最大容许应力σp,且随着相对密度的减小,最大容许应力σp逐渐减小;相同密度Al基和Al-6Si基的闭孔泡沫铝能量吸收能力相比,前者的要大一些,但Al-6Si基闭孔泡沫铝的吸能效率要比Al基闭孔泡沫铝的吸能效率高,且最高吸能效率比较稳定持久.     

孔隙率对电子束选区熔化多孔钽支架力学性能的影响（英文）

研究了孔隙率对电子束选区熔化(EB-PBF)多孔钽支架压缩、弯曲和拉伸性能的影响。通过改变多孔钽支架设计孔隙率以及调整熔化工艺参数,获得了孔隙率为69%～77.8%的多孔钽支架。研究表明,随着能量密度的增加,多孔钽支架中的孔洞和未熔融粉末减少。随着孔隙率的下降,多孔钽支架的力学性能增加。EB-PBF多孔钽支架压缩屈服强度、弯曲屈服强度以及拉伸屈服强度与相对密度的关系可以用指数模型来描述,弹性模量则与相对密度较好地符合Gibson-Ashby模型。多孔钽支架在压缩、弯曲和拉伸试验中均表现出良好的延性,在压缩过程中没有发现杆筋断裂,但在90°弯曲后,多孔钽杆筋表面出现裂纹,这主要是由于对氧化物引起的缺陷具有较高的敏感性。     

三维开孔Ni-Cr-Fe合金泡沫的准静态压缩性能和能量吸收特性(英文)

采用固体粉末法在1050°C下对三维网状开孔泡沫Ni表面进行CrFe共沉积,然后经过1200°C高温固相扩散处理对开孔泡沫NiCrFe进行表面合金化。研究不同保温条件下Cr、Fe含量对NiCrFe合金泡沫的准静态压缩性能和能量吸收性能。同时,将开孔NiCrFe合金泡沫的真实力学性能与纯泡沫Ni和假设的NiCrFe合金泡沫模型进行比较。结果表明:不同Cr、Fe含量的开孔NiCrFe合金泡沫骨架显示出相似的硬度,整体上开孔NiCrFe合金泡沫的压缩强度和能量吸收性能随着合金泡沫中Cr、Fe含量的增加而明显增大。开孔NiCrFe合金泡沫的应力—应变行为与纯泡沫Ni相似,表明NiCrFe合金泡沫具有典型韧性金属泡沫的变形特性。同时,单位体积开孔NiCrFe合金泡沫的能量吸收最大值与泡沫Ni相比增加了22倍。经计算得出的NiFeCr合金泡沫的理论屈服强度与实际屈服强度大体一致。     

蜂窝铝压缩变形机制及性能的有限元模拟

蜂窝材料是一种结构比较简单的多孔材料，是研究多孔材料的基础。采用有限元法，对7种不同相对密度的蜂窝铝的压缩过程进行了模拟研究，分析蜂窝铝的变形机制、屈服强度、平台应变和能量吸收特性，结果表明，随着相对密度的增加，蜂窝铝的屈服强度和能量吸收能力增大，而平台应变减小，变形带也越难产生。通过压缩过程的应力分布情况图分析蜂窝铝的压缩变形机制；比较了模拟结果和经验结果，验证了经验公式的适用条件。     

Ce含量对Ce/Cr涂层开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金力学性能的影响（英文）

采用固体粉末包埋工艺将Ce/Cr涂层均匀分布在开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金表面。利用静态压缩试验对Ce/Cr涂层改性Ni-Cr-Fe泡沫合金的力学性能进行研究。同时,对静态压缩条件下Ce/Cr涂层Ni-Cr-Fe泡沫合金的变形和破坏机制进行讨论。研究结果表明:添加不同含量的Ce O2粉对Ce/Cr涂层泡沫合金力学性能产生较大影响。虽然与初始Ni-Cr-Fe泡沫合金相比密度增加,但是Ce/Cr涂层泡沫合金的屈服强度和能量吸收性能明显提高。尤其2%Ce/Cr(质量分数)涂层泡沫合金的能量吸收性能为初始Ni-Cr-Fe泡沫合金的1.9倍。此外,Ce/Cr涂层泡沫合金的力学性能随着应变速率的增加而增加。扫描电子显微镜(SEM)观察显示变形和开裂是Ce/Cr涂层泡沫合金主要的变形行为。     

基于镁合金{1012}孪生的织构调整及屈服行为演变

研究挤压态镁合金沿挤压方向预压缩对随后沿ED方向拉伸以及垂直于ED方向压缩屈服行为的影响。结果表明:在所研究的1%~9%压缩预变形范围内,不同预变形量对随后沿.ED方向拉伸的屈服影响几乎一样,都能使沿挤压方向拉伸屈服强度下降到约120 MPa,这几乎与沿挤压方向压缩屈服强度122 MPa一致;沿ED方向预压缩将导致垂直于ED方向压缩屈服强度显著增加,且不同预变形量对随后沿垂直于ED方向压缩的屈服行为影响几乎一致。造成不同施载方向屈服行为不一样的原因是不同施载方向孪生变体的最大施密特因子值不同。最大施密特因子值越大,孪生启动时的临界剪切应力越小,屈服强度也就越低。     

超细镍纳米线拉伸性能的温度和应变率相关性的分子动力学研究

基于EAM势,采用分子动力学方法对超细镍纳米线（直径分别为3．94、4．95和5．99nm）在（100）晶向的拉伸性能进行研究,并对其温度相关性和拉伸应变率相关性进行探讨。结果表明：弹性模量和屈服强度随着温度的升高而逐渐降低,并且随着拉伸应变率的增大,应力一应变曲线波动程度变大,超细镍纳米线发生断裂时的应变越来越小。在0．01K温度下,超细镍纳米线屈服强度随拉伸应变率的升高迅速降低;但在其它温度条件下,拉伸应变率对弹性模量和屈服强度的影响较小。简要分析尺寸大小对镍纳米线拉伸性能的影响。     

骨架结构对SiC/Al双连续相复合材料的影响

用挤压铸造法制备了不同结构的SiC泡沫增强ZL109双连续相复合材料,研究了增强体骨架结构(筋的结构、泡沫孔和体积分数)对复合材料压缩性能和弯曲性能的影响。结果表明:SiC泡沫增强体的筋的结构影响了界面的结合,影响了材料的压缩性能;当筋具有三明治结构时,复合材料的强度最大;当筋具有双层结构时,复合材料的强度最低;随着SiC泡沫孔径的增大,复合材料的压缩强度、弹性模量和屈服强度都有所提高,材料的屈服应变减小,弯曲强度先升高后降低,弯曲强度在泡沫孔径为1.5 mm时达到最大值;复合材料的压缩强度随着增强体体积分数的增大而提高,屈服应变随着体积分数的增大而减小。     

预压缩变形对AZ31合金应力应变行为的影响

对挤压态AZ31合金进行了不同预变形量的压缩变形,并对随后的压缩和拉伸变形行为进行了对比分析,考察了不同变形方式下AZ31合金的组织与力学性能的变化,并分析了其作用机理。结果表明,随预压缩变形量增加,AZ31合金中的孪晶数量不断增多,而等轴晶含量不断减少;随着预变形量增加,AZ31合金的压缩屈服强度逐渐提高,而拉伸屈服强度则逐渐降低;随着预变形量从0%上升至1.0%,屈服不对称比越接近于1.0,而当预变形量大于1.5%时屈服不对称性又开始增加;要降低AZ31合金的拉压屈服强度不对称性,合适的压缩预变形量应控制在1.0%~1.5%之间。     

不同孔眼密度的泡沫陶瓷过滤器对ZL204A组织和性能的影响

研究了不同孔眼密度的泡沫陶瓷过滤器对ＺＬ２０４Ａ的组织和性能的综合影响。结果表明：随着泡沫陶瓷过滤器孔眼密度的增加，过滤能力逐步提高，同时可以细化晶粒，但疏松有所加重，造成拉伸强度和屈服强度下降，而伸长率先降低后又回升。     

单胞构型和结构参数对SLM成形梯度点阵结构压缩性能的影响

梯度点阵结构由于压缩时具有优秀的吸能能力,目前常作为吸能组件被应用于航天、国防和医疗等领域。但随着现代工业的发展,工程领域对其压缩性能提出了更高的要求,为使其进一步优化,有必要探讨单胞构型、结构参数和压缩性能之间的关系。因此本研究通过选区激光熔化(Selective laser melting, SLM)成形了两种梯度差的AlSi10Mg变杆径梯度体心立方(Body-centered cubic, BCC)和金刚石(Diamond, Diam)结构,以研究梯度差对压缩性能的影响,并对两种单胞构型进行对比。准静态单轴压缩实验和有限元分析(Finite element analysis, FEA)的结果表明,在同相对密度下,当单胞构型相同时,随着梯度差的增加单位体积吸能量明显增加。而梯度差相同时,Diam梯度点阵结构的压缩模量、屈服强度、抗压强度和最大峰值应力均高于BCC,同时其单位体积吸能量和吸能效率也高于BCC。     

含Sc、Zr泡沫铝合金的压缩和能量吸收性能

以孔隙率为71.5%~72.5%的泡沫Al-0.16Sc-0.08Zr合金为研究对象(熔体发泡法),研究了等时时效对泡沫铝压缩力学性能和能量吸收性能的影响。结果表明,泡沫铝合金孔多呈球形,孔径约为0.9mm;由于Zr添加量较少,基体中并未发现初生Al3(Zr,Sc)相析出;试样经200~600℃等时时效,随时效温度升高,其压缩强度先增加后降低,时效至400℃的试样压缩屈服强度和能量吸收能力最强;时效处理会导致胞壁塑性下降,影响试样屈服平台过程,其能量吸收效率得到显著提高,且高效阶段更持久。TEM结果表明,等时时效至400℃的试样胞壁中弥散分布着大量纳米级共格Al_3(Sc,Zr,Ti)相,粒径为2.9~4.8nm。这些纳米相能钉扎晶界,阻碍位错运动,改善其压缩和吸能性能。     

预变形对AZ31B镁合金循环变形和疲劳行为的影响

通过小应变幅值预循环变形和预压缩变形对挤压态AZ31B合金分别引入了大量位错和孪晶,研究了预变形对AZ31B合金单向变形行为、循环变形行为和疲劳寿命的影响。结果表明:预循环变形能提高单向拉伸屈服强度,对大应变幅值下的疲劳性能几乎没有影响,但在小应变幅值下出现明显的硬化现象,疲劳性能明显下降。预压缩降低了单向拉伸屈服强度,对大应变幅值下的疲劳性能无显著影响,而在小应变幅值下会增大塑性应变能密度,减少疲劳寿命。     

热采井用套管材料高温拉伸性能试验研究

研究某热采井用110H钢级套管材料在不同温度下的拉伸性能。试验温度选用相关标准推荐的180,240,290,325,350℃,另增加室温拉伸试验。试验结果表明:随着温度升高,该110H钢级热采井用套管材料的屈服强度、抗拉强度均呈下降趋势,且屈服强度对温度更加敏感,下降程度满足相关标准要求;弹性模量随着温度升高也呈下降趋势。对试验结果进行拟合,拟合可信度较高,可用于套管柱设计和选材时参考使用。     

SiC对泡沫镁合金组织和性能的影响

对采用白云石作为发泡剂、SiC作为增粘剂制备的泡沫镁合金进行了微观表征和压缩测试,考察了SiC加入量对泡沫镁合金压缩性能和吸能性能的影响。结果表明,白云石作为发泡剂,在泡沫镁合金制备过程中并不能完全分解,未分解白云石及其分解和反应产物在孔壁处基本均匀分布,在内孔边缘局部聚集;增粘剂SiC在泡沫镁合金中以颗粒物的形式存在,主要聚集于内孔边缘及孔壁组织晶界位置。SiC含量在5%~20%内时,随着SiC加入量的增加,泡沫镁合金的密度、压缩平台应力和单位体积内吸收的能量均呈现出先减小后增大的趋势,转折点SiC含量为10%。在应变量为0~1内,泡沫镁合金的能量吸收效率随着应变量的增加先迅速升高,随后在一定范围内波动,最后迅速下降,波动范围为0.1~0.6。SiC加入量对泡沫镁合金能量吸收效率的影响规律不明显。     

Al基和Al-6Si基闭孔泡沫铝的动态压缩性能

利用熔体转移发泡法制备了不同密度的Al基和Al-6Si基闭孔泡沫铝(CCAF),探讨了CCAF基体的微观形貌及物相组成,对其动态压缩性能进行了研究。结果表明:Al基CCAF基体微观形貌较单一,基本上是小块状(Al20CaTi2);而Al-6Si基CCAF基体微观形貌复杂,主要呈大片状(Al3.21Si0.47和CaAl2Si3)、长针状(Al3Ti)和小白点(Al2O3)。动态压缩结果显示:Al基CCAF压缩应力—应变曲线较平缓,断裂层有明显的材料撕裂痕迹;而Al-6Si基CCAF压缩应力—应变曲线不光滑,个别曲线波动较大,断裂层出现显著的脆性材料断裂特征;随着相对密度的增加,Al基和Al-6Si基CCAF屈服强度(σpl)和表观弹性模量(E0.2)整体趋势都在增加。     

HD+SPS多孔镁的制备及其组织性能研究

利用氢化脱氢(HD)+放电等离子烧结(SPS)工艺制备了多孔镁块体材料,研究了不同MgH_2含量下多孔镁孔隙率、孔结构及压缩和吸能性能。结果表明,HD+SPS法制备的总孔隙率分别为7.5%和17.8%的多孔镁,且其孔径尺寸细小,内部组织均匀;孔隙率为17.8%的多孔镁具有相对较低的压缩屈服强度43 MPa,单位体积吸能较高,为34.04 MJ/m~3,最大能量吸收效率为1.42。17.8%孔隙率的多孔镁压缩应力-应变曲线较7.5%孔隙率的多孔镁有相对较低的屈服强度及较长的应力平台阶段,在能量吸收材料应用上更具优势。     

采用粗空心微球低压粉末冶金法制备空心微球复合泡沫钛(英文)

在低压下采用粉末冶金法,使用粗尺寸空心微球制备出不同相对密度的钛空心微球复合泡沫材料。在压力为60~70 MPa,通过冷压制备得到不同相对密度的泡沫钛。研究冷压压力与空心微球破碎倾向和相对密度的函数关系。研究制备的泡沫钛材料的压缩变形行为,考虑到实际应用,建立了平台应力、弹性模量、致密化应变和能量吸收之间的经验关系。对比泡沫钛和致密钛的性能指标,发现在工程应用中泡沫钛是致密钛的优秀替代物。