金属-氢系统的第一性原理计算研究进展

金属-氢系统的研究是材料领域中非常重要的一个研究方向,对其进行深入系统的研究对于解决氢脆问题、明确过渡金属催化氢机理、发展储氢材料及热氢处理技术都具有重要作用.为明确金属-氢相互作用的微观机理,本文综述了基于第一性原理的金属-氢系统的研究现状,阐述了氢对金属的晶体结构、电子结构、力学性质的影响及其氢在金属表面及内部的吸附、扩散行为, 指出了现有研究的局限性,并展望了未来第一性原理在金属-氢系统研究领域中的发展方向.     

稀土增强型Mg-10Gd-8Y-1.5Nd-0.5Zr合金挤压工艺研究

本文主要研究了新型稀土Mg-10Gd-8Y-1.5Nd-0.5Zr的挤压工艺.结果表明:稀土的加入使得镁合金的变形温度范围更窄.变形量对稀土镁合金的挤压工艺过程具有重要的影响,但温度才是决定该种稀土镁合金变形成功的关键.该种新型稀土镁合金的最适合挤压温度为310-330℃.     

纳米多层金属复合材料研究进展

向金属中加入纤维、颗粒、晶须等增强体是提高金属复合材料力学性能的重要途径。而现代工业的不断发展对材料的多功能性提出了更高的要求。为改善材料的综合性能,保证其在高温、辐照等极端条件下的使用,研究人员设计了由纳米级交替层组成的材料体系——纳米多层金属复合材料。由于其具有极高的界面密度,可以有效地阻碍位错移动从而强化材料,同时促进了辐照缺陷的吸收,有效减轻金属的辐照损伤,在快堆、聚变堆等先进核反应堆中具有重要的应用前景。近年来,纳米多层金属复合材料在国内外得到了广泛而深入的研究,在制备技术、结构表征和综合性能等研究方面取得了长足的进步。以Cu/Nb纳米多层复合材料为例,综述了其制备技术、变形行为及热稳定性、抗辐照性、导电性等综合性能的研究进展,并探讨了纳米多层金属复合材料的发展趋势及应用前景。     

热变形参数对LD7铝合金显微组织的影响

在Gleeble-1500热模拟试验机上对LD7铝合金试样在变形程度为60％、变形温度为360—480℃、变形速率为O．01—1s^-1的条件下进行等温压缩试验，然后对其进行固溶处理。分析热变形参数对合金固溶后显微组织的影响，可以得到如下结论：LD7铝合金的晶粒尺寸随温度的升高而增大，随变形程度的增大而减小，随变形速率的增大而减小。     

Isothermal precision forging of Ti-6.5Al-3.5Mo- 1.5Zr-0.3 Si alloy impeller with twisted blades

Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si （TC11） alloy impeller is an important part in the airspace engine that serves under severe working conditions, and it requires excellent mechanical properties and high dimensional precision. However, the integral titanium alloy impeller is difficult to precisely forge because of its complex shape and poor formability. In order to develop optimum forging process of this kind of complex parts, the deformation characteristics of TC 11 alloy under isothermal compressing conditions were studied. Furthermore, an alternative material, namely pure lead, was selected to model the forming process of the impeller and investigate metal flow during forging. Based on the research, local loading method was determined to forge the TC 11 alloy impeller precisely under isothermal condition. The dimensional accuracy, mechanical properties and microscopic structure of the forged product satisfy operating requirements.     

筋板类锻件等温精密成形技术研究

主要研究筋板类锻件等温精密成形技术.针对典型筋板类锻件,设计了不同形式的局部加载垫板进行局部加载,通过局部加载技术控制腹板处多余金属的流动方向和距离,避免产生折迭、充不满等缺陷,并且利用等温变形条件改善金属充填质量和降低模压力.实验结果表明局部加载等温成形技术可以有效地控制金属的变形流动,提高筋板类锻件的成形质量.     

非金属夹杂物特性对钢铁材料疲劳性能影响的研究进展EI北大核心CSCD

本文综述了非金属夹杂物对钢铁材料疲劳性能的影响及研究现状,从夹杂物的角度出发,首先介绍非金属夹杂物特征提取的最新研究进展,分别从实验测量方法和数学公式科学统计方法两方面进行论述;其次根据夹杂物对于疲劳损伤的主要原理,介绍5种应用较为广泛的定量化分析夹杂物特征参数与钢材疲劳性能的数学模型;然后以夹杂物的形貌特征、力学性能以及与基体之间的相互作用为出发点,探究非金属夹杂物的特性对重载零件钢材疲劳性能的影响。最后指出从多角度解析非金属夹杂物对钢材疲劳性能的主要作用机理,构建非金属夹杂物对钢材疲劳寿命预测模型是未来该领域的研究重点。     

热变形参数对微型齿轮成形影响的实验研究

为了研究凸模速度、成形温度和成形载荷等热变形参数对5A02铝合金微型齿轮成形的影响规律,设计制造了微型齿轮模具,在自行研制的微塑性成形设备上,将压入高度比作为填充程度的评价参数进行了成形实验,成功获得了质量良好的节圆直径为Ф1 mm的5A02铝合金微型齿轮.研究结果表明,压入高度比可以很好地定量表示微型齿轮闭式模锻的填充程度,成形载荷是影响微型齿轮填充程度的主要因素,降低凸模速度、提高成形温度有利于提高微型齿轮的填充程度.     

超细晶纯铝微塑性变形本构关系的建立

为了研究超细晶纯铝热变形行为,利用等通道挤压工艺制备了超细晶纯铝,并采用INSTRON 5965材料电子万能试验机对超细晶纯铝进行了高温微压缩实验,分析了超细晶纯铝在150~250℃、应变速率3.3!10-4~1!10-1s-1条件下流动应力的变化规律.研究表明,流动应力随试样尺寸的减小呈下降趋势,且变形温度和应变速率对流动应力有显著影响,流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低.基于双曲正弦形式修正的Arrhenius关系的本构模型,建立了超细晶纯铝高温微压缩变形本构关系.实验验证表明,所建立的本构关系能够较好地反映超细晶纯铝高温微塑性变形行为特征.     

单晶铜弯曲裂纹萌生和扩展的分子动力学模拟

为了在微观尺度上研究单晶铜的弯曲裂纹萌生和扩展机理,建立了单晶铜弯曲变形的分子动力学模型,应用速度标定法控制温度,采用Morse势进行了单晶铜的弯曲变形分子动力学模拟。研究表明:应变能的不断积累使晶体内部产生空位,材料的裂纹萌生于空位,空位的合并形成纳米级裂纹,后续微观裂纹的扩展类似于宏观裂纹;裂纹缺陷促进了裂纹的萌生和扩展。