氢在沉淀强化合金γ/γ＇间占位的第一原理计算

本文针对沉淀强化奥氏体合金氢脆通常较单相奥氏体严重这一点,采用离散变分方法对氢在沉淀强化奥氏体合金中γ基体与γ＇相之间占位进行了第一原理计算和分析.结果表明,氢原子在一般沉淀强化合金的γ与γ＇相错配度范围内不会偏聚在相界,而是倾向进入基体中,错配度的微小变化对氢的占位没有影响.只有错配度大于3.7%左右,相当于有一定应变的条件下,氢才会有进入γ＇相的倾向.在形变过程中进入γ＇相的氢使得γ基体与γ＇相界面原子成键的方向性增强,从而影响合金的氢脆性能.     

氢在沉淀强化合金γ/γ′间占位的第一原理计算

本文针对沉淀强化奥氏体合金氢脆通常较单相奥氏体严重这一点,采用离散变分方法对氢在沉淀强化奥氏体合金中γ基体与γ′相之间占位进行了第一原理计算和分析。结果表明,氢原子在一般沉淀强化合金的γ与γ′相错配度范围内不会偏聚在相界,而是倾向进入基体中,错配度的微小变化对氢的占位没有影响。只有错配度大于3.7%左右,相当于有一定应变的条件下,氢才会有进入γ′相的倾向。在形变过程中进入γ′相的氢使得γ基体与γ′相界面原子成键的方向性增强,从而影响合金的氢脆性能。     

Al—Li合金的晶界断裂

本文研究了两种晶粒组织的二元 Al-Li 合金拉伸性能与断裂行为。结果表明 Al-Li 合金力学性能与晶粒尺寸有关,其断裂行为决定于 PFZ 内平面滑移或晶界沉淀相与滑移的交互作用。     

氢气环境下2205双相不锈钢的氢致开裂研究

为了研究氢气环境下双相不锈钢疲劳裂纹萌生和扩展的影响规律,建立氢气环境下双相不锈钢疲劳应变组织演化—氢致开裂之间的关联机制,在5 MPa氢气和5 MPa氮气2种环境中对2205双相不锈钢试样进行了慢应变速率拉伸和疲劳裂纹扩展速率试验。结果表明：在氢气环境下,2205双相不锈钢在慢应变速率拉伸过程中的氢脆敏感性不高,而在疲劳过程中氢脆现象显著,5 MPa氢气环境下2205双相不锈钢的疲劳裂纹扩展速率比氮气环境中的快18倍;氢气能够促进2205双向不锈钢疲劳裂纹尖端周围组织的局部塑性变形,并进一步导致氢致开裂。在氢气环境下2205双相不锈钢疲劳变形过程中,不同的相结构其氢致开裂机理也不同,铁素体相容易形成河流状花样断口形貌(解理断口),而奥氏体相断口形貌多呈现平行的滑移带特征,奥氏体相在铁素体相的解理开裂过程中对裂纹具有阻碍作用。     

沉淀强化型因瓦合金研究概况

简要对比了因瓦合金细晶强化、固溶强化、加工硬化与沉淀强化等4种强化机制,总结了沉淀强化型因瓦合金的研究现状,并对高强度因瓦合金的发展提出了展望。     

沉淀强化高熵合金研究进展

高熵合金是一类由多种主要元素共同组成的新型金属材料,其具有独特的微观结构和可调性能,在国内外已获得广泛关注。沉淀强化被证明是提高高熵合金屈服强度的一种非常有效的手段,并且沉淀相和基体之间的共格界面对于实现强度和塑性的良好结合非常重要。合理控制沉淀相的类型、形状、大小和体积分数是提高合金强塑性的关键因素。研究证实,采用不同的轧制、退火和时效等热处理工艺可调控合金的基体微观组织、沉淀相特征。沉淀强化高熵合金虽然表现出优异的拉伸性能和热稳定性,但目前对其疲劳、蠕变和氧化行为及相关机理等尚不清晰。因此,应对材料进行综合评价以促进性能优越的高温器件的合理设计和制造。使用计算模拟的方式对沉淀相的元素分布、电子结构、成键状态等内在特性进行量化研究,对沉淀相的演化过程进行针对性的预测和控制,有助于合理设计合金成分体系。本文综述了沉淀强化高熵合金的相形成、力学性能、热稳定性和计算机建模等方面的研究进展,归纳总结了相关问题,对今后设计沉淀强化高熵合金具有一定的指导意义。     

Y 对8090Al-Li 合金拉伸性能和断裂行为的影响

研究了两种不同 Y 含量对8090Al-Li 合金拉伸性能及断裂行为的影响。实验表明:加入0.1wt-%Y 可在不降低强度的情况下提高合金的塑性,加入0.5wt-%Y 可在不降低塑性的情况下提高合金的强度。在峰值时效条件下,不加 Y 的合金断裂为穿晶韧窝型和沿晶塑性混合方式,并伴有沿晶二次裂纹,加0.1%Y 不改变合金断裂模式,但使沿晶成分减少;加0.5%Y 合金则发生快速剪切断裂。本文从晶粒结构角度对断裂行为提出了解释。     

贝氏体型冷作强化非调质钢的氢致延迟断裂行为

采用电化学充氢和慢拉伸应变速率实验(SSRT)研究了形变和时效处理对一种低碳-Mn-B-Ti系贝氏体型冷作强化非调质钢氢致延迟断裂行为的影响规律。结果表明,无论热轧态还是拉拔态试样,充氢后试样的耐延迟断裂性能显著降低。在拉拔变形初期,减面率γ<20%时,耐延迟断裂性能降低的幅度较大;而随着拉拔量的继续增加,耐延迟断裂性能降低的趋势变缓。实验料拉拔后进行时效处理有助于其耐延迟断裂性能的改善,当时效温度提高到200℃以上时这种改善作用比较明显。     

高比重钨合金沉淀强化的研究

综述了近年来高比重钨合金中沉淀强化的研究动态、采用的方法以及达到的水平，对沉淀强化的发展提出了建议。     

Hydrogen-induced Modification in the Deformation and Fracture of a Precipitation-hardened Fe-Ni Based Austenitic Alloy

Hydrogen-induced modification in the deformation and fracture of a precipitation-hardened Fe-Ni based austenitic alloy has been investigated in the present study by means of thermal hydrogen charging experiment, tensile tests, scanning electron microscopy （SEM） and transmission electron microscopy （TEM）. It is found that the γ＇ particles are subjected to the multiple shearing by dislocations during plastic deformation, which promotes the occurrence of the dislocation planar slip. Moreover, the alloy will be enhanced by hydrogen resulting in the formation of strain localization at macroscale. So, the mechanisms of deformation and fracture in the alloy have been proposed in terms of serious hydrogen-induced planar slip at microscale which can lead to macroscopic strain localization.     

Al-2.55Li-1.01Mg合金的变形与断裂行为研究

本文研究了不同时效状态下Al—2.55Li—1.01Mg合金的变形与断裂行为,并结合显微组织进行了分析。结果表明:在固溶态和短时间时效状态下,合金的断裂主要是共面滑移导致的穿晶断裂;在长时间时效状态下,合金的断裂主要是晶界弱化造成的沿晶断裂。     

高锰奥氏体低温钢拉伸断口开裂原因分析

采用光学显微镜、扫描电镜和力学试验的方法,分析了高锰奥氏体低温钢拉伸断口开裂的原因,结果表明,Mn、S元素存在严重偏析,生成的MnS夹杂物在轧制过程中形成MnS偏析带,MnS偏析带与基体的结合力较弱,在颈缩过程中形成的三向应力作用下,拉伸断口开裂。     

7050铝合金在不同温度变形的动态析出行为

研究了7050铝合金在不同温度变形的动态析出行为,结果表明:7050铝合金在不同温度的变形过程中MgZn2相动态析出不影响流变应力的波动,变形加速了动态析出过程;随着变形温度的升高,部分析出相MgZn₂颗粒由球状变成板条状,尺寸增大数量减少,在450℃变形过程中粗大的板条状MgZn₂相易破碎;同时,位错密度减低,位错胞团变成离散位错墙。析出相钉扎位错和阻碍晶界迁移,主要以亚稳态η′和平衡态η形式存在,在变形过程中不会产生微裂纹。     

双相奥氏体堆焊合金综合性能的研究

针对几种新研制的堆焊材料Fc-Cr-Mo-C,Fe-Cr-Mn-C,Fe-Cr-Mn-Ni-C系列双相奥氏体合金的堆焊金属抗裂性，加工硬化性和抗磨性进行了对比试验研究，采用光镜，SEM，TEM及X射线衍射分析等手段观察了分析了合金的硬化机理及其磨损特性，研究认为，这类合金加工硬化机理主要是近表层组织的形变高位错密度和应变时效碳化物析出相结合的结果；调节合金中的碳等合金元素可适应不同工况条件的使用要求。     

显微带细化组织和两相组织对低Cr合金钢高温断裂行为的影响

针对低Cr合金钢进行轧制工艺设计,分别制备出显微带细化的1#组织和以马氏体/铁素体为特征的2#组织,在550℃、650℃、750℃对其进行高温拉伸实验。拉伸曲线和断后组织的分析结果表明,温度的升高和应变速率的减小能够促进再结晶过程,最终不但导致抗拉强度的降低,同时也减弱了组织内部滑移系统对亚结构界面运动的影响;然而具有2#两相组织的钢板其650℃的抗拉强度却比550℃的高。对组织和析出状态分析后认为,650℃变形时铁素体晶粒中大量形成的M₇C₃析出物显著提高了铁素体基体的强度,进而通过平衡其与回火马氏体之间的性能关系,使拉伸性能得以改善。     

不同温度下GH690合金断裂韧性及断裂行为

选取三点弯曲试样、采用J积分方法评价了GH690合金从室温到623K的断裂韧性,考察了不同温度下合金的断裂行为。结果表明,GH690合金的断裂韧性随着温度的升高而降低。由于室温层错能较低,合金变形可以通过孪生协调进行,而形变孪晶诱导裂纹扩展转向,延长了裂纹的扩展路径,使合金表现为较高的断裂韧性;随着温度的升高,合金的层错能增加,形变孪晶生成的机率降低,裂纹扩展转向减少,导致合金的断裂韧性随之降低。     

Al－Li－Cu－Mg－Zr合金的晶界断裂

本文通过室温拉伸试验，利用扫描电镜和透射电镜研究了Ａｌ－Ｌｉ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｚｒ合金不同时效状态下的拉伸性能和断裂行为。结果表明，该合金的力学性能与主要强化相δ＇（Ａｌ３Ｌｉ）的尺寸有关，其断裂行为决定于位错的共面滑移程度和滑移与晶界沉淀相的交互作用。     

形变和退火对Fe47Mn30Co10Cr10B3间隙高熵合金微观组织结构演变的影响

在不同温度对Fe₄₇Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀B₃间隙高熵合金进行不同的形变和退火处理,使用电子背散射衍射和电子通道衬度像等手段对样品进行表征,研究了形变和退火对其微观组织结构演变的影响。结果表明,在小应变量条件下,随着形变温度的降低,主导的形变机制从位错滑移转变为相变诱导塑性;在室温形变条件下,随着应变量的增大,主导的形变机制由位错滑移转变为相变诱导塑性。对大应变量的样品退火,随着退火温度的提高,微观组织从形变态(600℃-5 min)、部分再结晶态(800℃-5 min)到完全再结晶态(1000℃-5 min)的演变。在1000℃退火条件下,随着退火时间的延长,微观组织由部分再结晶态(1 min)演变到完全再结晶态(5 min和15 min),且相组成由γ单相演变为γ+ε双相。退火不能改变形变态中第二相颗粒沿着轧向的分布。拉伸实验结果表明合金的屈服强度为326 MPa,抗拉强度为801.9 MPa,延伸率为26.8%,实现了较好的强韧化性能且其断裂机制为韧性断裂。     

铸态稀土镁合金热拉伸变形断裂机理

采用扫描电镜对稀土镁合金Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.4Zr在不同温度下的拉伸试样进行断口分析。结果表明:稀土镁合金在热拉伸温度越高时,塑性越好。同一温度下,随着试样角度的增大,最高载荷逐渐减小,断裂由韧性断裂逐渐变成解理断裂。0°试样在热拉伸时发生的断裂属于韧性断裂,主要是由正应力引起的。45°和90°试样的断裂属于剪切断裂,主要是由剪应力引起的。