镁合金腐蚀与防护研究现状及进展

镁合金的腐蚀问题是制约镁合金应用的主要瓶颈因素。本文介绍了镁合金腐蚀的特点，并综述了镁合金腐蚀与防护的研究现状和进展。     

新型高密度合金的组织与性能

基于面心立方固溶体结构和时效强化机理,设计出一种新型高密度合金NiW750。利用SEM,TEM对合金微观组织进行观察,采用分离式Hopkinson压杆实验研究合金在动态压缩条件下的特点,并将此合金与其领域常用材料超高强度钢G50及钨合金93WNiFe进行对比。结果表明:NiW750合金在3种材料中综合性能最好。在750℃/5h时效后,合金抗拉强度可达1746MPa,冲击韧度( a kU )可达113J/cm^2。在动态加载条件下,材料存在应变率硬化效应,其动态流变应力可达到2250MPa左右。试样在与中心轴线成45°方向形成绝热剪切带,在应变率约5500s -1 条件下,带宽80~150μm,过渡区较宽,避免材料剪切断裂过早出现。     

93W和97W钨合金破坏机制研究

对粉末冶金法制备的两种不同钨含量的钨合金材料进行SHPB试验和原位拉伸试验,研究了钨合金中钨含量与其显微组织、断裂方式及力学性能之间的关系。结果表明,在拉伸情况下随着钨含量的增加,钨合金的破坏方式由W-W间开裂转变为钨颗粒开裂,材料由韧性变为脆性。利用Ostwald烧结理论,对两种材料的微观结构进行预测,结果与实验符合较好。利用细观力学模型对所观察的实验结果进行了定量解释。烧结理论和细观力学相结合,可建立材料烧结条件、体积分数及力学性能之间的关系,为材料的设计、制备和力学性能的预测提供理论依据     

动高压加载条件下Ti-6Al-4V和Ti-47Nb合金层裂微结构演化规律的研究

利用平板撞击实验和样品软回收技术,结合光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等微观分析手段,研究了动高压加载条件下Ti-6Al-4V和Ti-47Nb两种不同类型钛合金的层裂微结构特征与断裂机理。实验表明：Ti-6Al-4V合金的抗层裂破坏能力强于Ti-47Nb合金,其原因在于Ti-6Al-4V合金的高强度。Ti-6Al-4V合金层裂微孔洞大多在α/β两相界面处形核并沿相界扩展,而Ti-47Nb合金中的微裂纹是通过微孔洞直接连通形成。随后汇合的大空洞或大裂纹间形成的绝热剪切带(ASB)加速了试样层裂破坏的产生,Ti-6Al-4V与Ti-47Nb合金均表现出了韧性断裂特征。     

电子束焊接Ti-6Al-4V合金的准静态和动态拉伸行为

利用传统拉伸试验机和霍普金森（Hopkinson）拉杆实验装置研究电子束焊接的Ti-6Al-4V合金在应变率为10-3和103s-1时的准静态和动态拉伸行为,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察基体材料和焊缝材料的微观组织,研究基体材料和焊接材料在拉伸实验后的断裂特征。结果表明：在应变率分别为10-3和103s-1的条件下,焊缝材料的强度明显高于基体材料,焊缝材料的伸长率低于基体材料。同时,焊缝材料和基体材料均为应变率敏感材料;当应变率从10-3上升到103s-1时,焊缝材料的伸长率明显提高,而基体材料的伸长率基本没有变化;焊缝材料的断裂模式由脆性断裂转向韧性断裂,造成从准静态加载条件到动态加载条件下焊缝材料伸长率的提高。     

单晶钨高温长期服役下的显微组织演变行为

本文利用电子背散射衍射技术(EBSD)以及金相显微技术研究了热离子能量转换器发射极表面单晶钨涂层高温下服役1 000h的显微组织演变行为。研究结果表明,化学蚀刻后单晶钨涂层的蚀刻形貌与晶面指数具有一一对应关系,{110}晶面表面为平行排列的台阶结构,{112}晶面表面为较为规则的立方体形,且层层相叠。服役后发射极单晶钨涂层表面蚀刻形貌沿轴向存在不均匀现象,与中间部分相比,端部蚀刻形貌保持相对完整。在发射极单晶钨涂层表面观察到小晶粒带,小晶粒平均尺寸约为200μm。也出现一些棱角不太分明没有完全突出且尺寸较小的亚晶,小晶粒尺寸比亚晶尺寸大。小晶粒表面指数并不是唯一的,没有明显的择优取向,但小晶粒和基体的取向差角均小于30°。     

Ti-6Al-4V合金两次侵彻弹着点损伤及组织演化

利用装甲钢平头弹丸垂直侵彻Ti-6A1-4V合金靶板,分析相同弹道学条件下,两次侵彻同一靶板不同位置材料的微观组织与弹着点损伤演化特征.研究靶板两次侵彻损伤程度和一次侵彻对再次侵彻造成的影响.结果表明,两次侵彻形成的剪切带都萌发于靶板与受力方向成45°角方位.第1次侵彻形成的剪切带较短,剪切带有弯折与扭转,剪切带在与受力方向成45°角萌发后沿浅表面向30°角方向扩展.第2次侵彻形成的剪切带较长,剪切带内孔洞相连,剪切带在与受力方向成45°角方位形成后向平行于受力方向纵深发展.第2次剪切损伤大于第1次剪切损伤的主要原因是第1次侵彻过程中靶板局部区域形成了绝热剪切带,从而引起了靶板材料强度增高、残余应力呈不均匀分布以及笫2次侵彻过程中残余应力与应力叠加、局部应变硬化以及应变率硬化所致.     

Ti-6Al-4V合金绝热剪切带的演化

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术,对双态组织和片层组织Ti-6Al-4V合金帽形试样进行动态加载实验,通过控制加载时间(50,60和80μs)来研究绝热剪切带随时间的演化过程.微观分析结果表明:两种组织中绝热剪切带的宽度有一个发展过程,随着入射波加载时间的延长,绝热剪切带逐渐变宽;当加载时间为60μs时,两种组织钛合金中的绝热剪切带演化过程相同,均是在剪切应力下微观组织的拉长、细化和碎化;当加载时间为80μs时,双态组织中绝热剪切带的演化过程仍然是带内晶粒的进一步细化,而片层组织中的绝热剪切带中可能发生了动态再结晶.绝热剪切带演化过程的不同导致了绝热剪切带宽度的差异.     

工业纯钛TA2剪切带中微观组织的演变

剪切变形局域化是结构材料经受冲击时的一种重要失效机制,为研究密排六方晶体结构金属材料的绝热剪切带形成条件与扩展规律,采用HOPKINSON压杆装置对精加工后的工业纯钛帽形样品进行高速冲击,利用扫描电镜和高分辨透射电镜研究了剪切带形貌和剪切带微观组织的演化过程.结果表明,工业纯钛TA2经高速冲击后,在帽形样品的韧带部位形成了明显的剪切带,剪切带组织由细小的再结晶晶粒组成,剪切带内没有相变发生,剪切带内的动态再结晶过程通过渐进式亚晶位相差再结晶机制完成.     

工业纯钛TA2的损伤特性与断口特征

利用分离式Hopkinson压杆冲击加载装置和帽形试样，在应变率ε=10^3s^-1加载条件下，研究工业纯钛TA2的损伤特性与断口特征。利用扫描电镜和透射电镜观察微观组织形貌和断口特征。结果表明，材料在断裂前经历了小应变条件下的均匀变形，中等应变范围内的对称均匀变形和大应变范围内的不对称不均匀变形。材料失稳符合热塑失稳基本特征，断口是以韧窝和韧性条纹为主要特征的韧性断裂。