20Zr-70Ti-6Al-4V合金静动态力学性能研究

以20Zr-70Ti-6Al-4V合金为研究对象,采用XRD、DSC、OM和SEM等测试分析技术,研究了合金在退火处理和固溶时效处理过程中的相变及组织演化规律,并通过万能试验机和分离式霍普金森压杆,进一步研究了组织与应变速率对合金静动态力学性能的影响。结果表明:20Zr-70Ti-6Al-4V合金经退火和固溶时效后均由α相和β相组成,呈现为网篮组织,在静态加载条件下,抗拉强度最高可达1301 MPa,塑性应变最高可达14.9%,抗压强度最高可达1386MPa,断裂方式为韧性断裂;在动态加载条件下,应变速率处于1000到3000 s~(-1)这一高应变率范围时,20Zr合金的动态抗压强度有明显提高,表现为应变率强化效应,在同一应变速率下,20Zr合金固溶时效态的抗压强度和失效应变均高于退火态;动态压缩试样表面观测到与压缩轴呈45°角的宏观裂纹,动态破坏模式为绝热剪切失稳破坏。     

热轧温度对Ti-6AL-4V合金组织及动态力学性能的影响（英文）

在840,870,900和930℃条件下分别对等轴Ti-6AL-4V合金进行总变形量为78%的热轧,随后对热轧Ti-6AL-4V合金的显微组织形貌、织构及动态力学性能进行研究。结果表明,当热轧温度达到900℃以上时,TI-6AL-4V合金中才发生再结晶及相变,显微组织类型由等轴组织变为双态组织,组织及再结晶等轴α晶粒的含量随热轧温度升高而增加。热轧Ti-6AL-4V合金中的织构随热轧温度变化而改变,但α晶粒的0001方向始终平行于轧板的法向。热轧Ti-6AL-4V合金的动态力学性能具有明显的各向异性,且各向异性规律随热轧温度的变化而改变。随着热轧温度的升高,沿法向加载时,合金的动态流变应力不断减小,绝热剪切临界失效应变不断增大;沿轧向加载时,合金的动态流变应力基本保持不变,但临界失效应变明显降低;沿横向加载时,合金的动态力学性能在840℃到900℃的热轧温度范围内基本保持不变,但当热轧温度为930℃时,合金的动态流变应力明显升高,临界失效应变明显降低。     

Ti6321钛合金在Taylor杆冲击下的动态断裂微观组织观测

通过固溶处理获得近α型Ti6321钛合金的双态和魏氏组织,研究不同组织对材料在Taylor杆冲击条件下动态损伤和断裂行为的影响。利用Taylor杆对材料进行动态加载,弹体的撞击速度范围为146~228 m/s,结合光学显微镜、扫描电子显微镜和定量金相表征方法对其微观组织演化进行观察分析。结果表明：双态组织的Ti6321合金具有更好的抗冲击性能;双态组织和魏氏组织试样在加载后的显微组织均发生了明显变化,随着冲击加载速度的增加,双态组织的初生α晶粒尺寸由25.3 μm减小至16.7 μm,次生α相和β相在载荷作用下变形、碎化;对于魏氏组织钛合金,次生α相沿受力方向显著拉长;观察断口可以发现,两种组织试样的断口均可以分为光滑熔融区和韧窝区,两个区域之间的界限并不明显;两种组织试样均发生了绝热剪切破坏,相比于魏氏组织,双态组织Ti6321合金具有较低的绝热剪切敏感性。     

Y2O3对93W-4.9Ni.2.1Fe合金力学性能及断裂过程的影响

研究93W-Y2O3合金的力学性能,并通过扫描电镜原位拉伸试验观察93W-Y2O3合金的断裂过程。结果表明:与传统93W合金相比,93W-Y2O3的抗拉强度和延伸率均有较大幅度降低;Y2O3降低了钨颗粒的强度,拉伸载荷下裂纹在多个钨颗粒内部萌生,随着拉伸载荷增加,裂纹尖端产生应力集中,裂纹优先沿着粘结相与Y2O3界面扩展;由于Y2O3阻碍了位错的滑移,使93W-Y2O3合金的塑性下降。     

电子束焊接钛合金的组织与力学行为研究现状

钛合金以其优异的耐腐蚀性,比强度、比刚度高得到了广泛的应用,其连接技术也得到了诸多的关注。介绍了钛合金电子束焊接的研究现状,着重对钛合金电子束焊接接头的组织演变、力学性能和仿真模拟等方面进行了综述,指出钛合金电子束焊接中存在的问题,并对钛合金电子束焊接研究前景进行了展望。     

粉末冶金高钨合金钢热变形行为与加工图

在温度为900~1100 ℃、应变速率为0.001~1 s^-1的变形条件下,利用Gleeble热模拟试验机研究了粉末冶金工艺制备的新型高钨合金钢的热变形行为。结果表明：高钨合金钢的流变应力随应变率的降低和变形温度的升高而降低。构建高钨合金钢的Arrhenius双曲正弦函数本构方程及热加工图,得到高温变形激活能为377 kJ/mol,最佳变形工艺参数区间为1000~1100 ℃/0.001~0.01 s^-1。高温变形过程中,试样中有富钨μ相析出,在变形鼓胀区有微孔洞与微裂纹产生,数量随变形应变率的升高和温度的降低而增加,裂纹沿析出相萌生并扩展。同时μ相的析出提高了合金钢的高温强度。     

纳米晶化对锆基非晶合金动态压缩性能的影响

以铸态Zr-Cu-Ni-Al-Nb非晶合金为材料,通过控制退火保温时间获得部分纳米晶化非晶合金,并采用DSC、XRD、HRTEM、SEM、准静态及动态压缩等手段,研究了纳米晶化对非晶合金在不同应变率下的抗压强度以及断裂机制的影响。结果表明,随着退火保温时间的增加,锆基非晶合金内部纳米级晶化相的体积分数及尺寸均增加。退火态非晶合金的抗压强度随着保温时间增加先增大后减小;应变率变化也会影响其抗压强度,从1×10~(-3)s~(-1)增加到1×10~3s~(-1)时强度降低,继续增加到3×10~3s~(-1)时强度有所升高。不同程度的纳米晶化对非晶合金的断裂特征产生影响,随着晶化程度的增大,压缩试样的断口形貌从脉状花样向类准解理特征再向河流状花样转变。     

Ti6321钛合金动态断裂行为研究

对Ti6321钛合金进行动态三点弯曲加载,使其发生I型（张开型）断裂并获得波形曲线,结合实验-数值法获得了3种组织Ti6321钛合金的I型裂纹动态断裂性能。利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜对3种组织Ti6321钛合金的断口进行观察分析。结果表明,魏氏组织具有最高的I型裂纹动态断裂性能,双态组织次之,等轴组织的动态断裂性能最低。对于I型裂纹断口,等轴组织与双态组织主要为韧性断裂机制,而魏氏组织呈现出部分解理断裂的特征。魏氏组织断口的起伏最大,比表面积最大,裂纹扩展需要消耗更多能量,因此断裂性能较好。     

TC21钛合金动态力学性能和抗弹性能的研究

采用分离式霍普金森压杆和终点弹道实验装置,研究了α+β区和β区锻造的TC21钛合金的动态力学性能和抗弹性能。结果表明:在动态压缩试验条件下,α+β区锻造的TC21钛合金较之β区锻造的TC21钛合金具有更高的动态强度,而β区锻造的TC21钛合金的临界断裂应变更大,具有更好的动态塑性变形能力;在12.7 mm穿甲弹侵彻条件下,无论是α+β区还是β区锻造的TC21钛合金靶板的抗弹性能均与TC4钛合金靶板的抗弹性能相近,这可能是由于TC21钛合金和TC4钛合金靶板都易于发生绝热剪切破坏所导致。α+β区锻造的双态组织靶板的损伤模式为塑性扩孔导致的背部崩落破坏模式,β区锻造的片层组织靶板的损伤模式为脆性破碎模式;2种组织靶板的失效破坏均为绝热剪切带和其诱发的裂纹所导致。     

90W-NiAIFe合金的烧结工艺和力学性能研究

研究设计了一种新型穿甲弹用钨合金材料，粘结相为一种镍铝铁合金粉，其目的是使钨合金穿甲弹在侵彻装甲时容易出现绝热剪切现象，以提高穿甲弹的“自锐”效应。经过烧结成形后测定了该钨合金材料的动、静态力学性能。结果表明，静态下该合金的抗拉强度为690MPa，延伸率为8％，保证了其作为穿甲弹战斗部材料基本的力学性能要求；在应变为0．34，应变率为4139s^-时，试样发生了绝热剪切断裂，达到了预期设计的目的。