应变率对Mg-Gd-Y合金断裂机制的影响

对Mg-Gd-Y合金分别使用准静态压缩试验机、分离式霍普金森压杆、平头弹丸侵彻加载,研究了该合金在1×10-3,1×103,1×104s-1时,应变率对其断裂机制的影响.研究结果表明,在应变率为1×10-3 s-1时,呈现出脆性解理断裂特征;当应变率增加为1×103 s-1时,动态压缩后断口除了解理片层外,还出现了热软化带,变形局域化是裂纹形核的通道,最终导致材料的失效.在应变率约为1×104 s-1时,稳定侵彻阶段,绝热剪切带是更高应变率下导致材料断裂的原因,特定位置的绝热剪切带为相变带,应变率的提高有利于形成相变带.应变率是通过影响Mg-Gd-Y合金的热软化效果而影响其断裂机制的.     

Ti-6Al-4V合金绝热剪切敏感性与临界破碎速度关系研究

利用应力塌陷发生的临界应变作为参量对比了Ti-6Al-4V合金的4种典型组织的绝热剪切敏感性,同时利用Taylor杆实验技术测定了其临界破碎速度,分析了钛合金绝热剪切敏感性与临界破碎速度关系.结果表明:不同组织的Ti-6Al-4V合金绝热剪切敏感性存在差异,实验涉及到的4种组织中双态组织最难于发生绝热剪切破坏;在Taylor杆高速冲击条件下,4种不同组织的Ti-6Al-4V合金均由于发生绝热剪切变形而导致破坏,并且临界破碎速度与应力塌陷临界应变成正比.     

三维网络SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料的制备

以中间相沥青添加质量分数为50%的Si粉制备的炭泡沫预制体为坯体,在高温感应烧结炉中结合反应烧结工艺制备了SiC多孔陶瓷预制体.利用挤压铸造工艺制备了SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiC多孔陶瓷骨架及复合材料的微观形貌和界面结构,通过X射线衍射分析仪(XRD)对多孔陶瓷预制体物相组成进行了分析.利用阿基米德排水法,测试了多孔陶瓷的孔隙率和复合材料的密度.结果表明:添加Si的质量分数为50%的炭泡沫预制体反应烧结后获得的SiC多孔陶瓷具有三维连续通孔结构,孔筋致密并且具有较高的开口孔隙率.通过挤压铸造工艺制备的SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料界面结合良好,无明显缺陷.     

约束应力对AD95陶瓷动态硬度的影响

以商用AD95氧化铝陶瓷为研究对象,在不同约束应力下测试材料的动态、静态压痕硬度,同时观察动态、静态压痕的形貌照片以及压痕横截面照片.研究结果表明,AD95陶瓷的动态压痕硬度高于静态,且随着约束应力提高二者均不断增大;约束应力越大,动态硬度提高越明显.因为高应变率条件下的惯性效应和约束应力的耦合作用,使裂纹扩展严重滞后,材料变形抗力大幅提高,动态硬度迅速增加.     

化学气相沉积高纯钨的择优取向与性能研究

利用光学显微镜、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜的电子背散射衍射花样(electronic backscatter ring diffraction,EBSD),对用化学气相沉积制备的高纯钨进行了微观结构和晶面取向分析;利用霍普金森压杆系统和电子万能试验机测试了高纯钨的动态和准静态力学性能。研究表明：化学气相沉积高纯钨具有柱状晶组织,并且具有明显的(100)择优取向;动态屈服强度达到2000 MPa以上,静态屈服强度约为1350 MPa,具有应变速率敏感性     

溶胶-凝胶法制备稀土锆酸盐陶瓷的结构及介电性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法分别合成一元及多元稀土锆酸盐Sm2Zr2O7和(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7陶瓷粉体,在1600℃无压烧结10h合成致密的陶瓷块体。利用X射线衍射(XRD)仪及场发射扫描电镜(SEM)对各粉体和块体的微观结构进行表征,采用阻抗分析仪测试2种材料的介电性能。结果表明,一元及多元稀土锆酸盐均具有单一的焦绿石结构,中等的介电常数以及低的介电损耗,二者的介电常数均随频率的增加而下降;(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7陶瓷的介电常数低于Sm2Zr2O7,但二者的介电损耗值相差不多。该研究为进一步研究材料介电常数与热导率之间的关系奠定了基础。     

爆炸加载条件下工业纯铁的冶金效应

针对内部爆炸加载的工业纯铁圆管和爆炸成形弹丸非常高的宏观塑性变形,对相应的微观组织进行了观察。结果表明：塑性变形时纯铁内发生动态回复和动态再结晶。这与冲击波引起的绝热温升和塑性变形功产生的绝热温升有关;动态回复和动态再结晶的软化作用使纯铁具有较高的塑性变形能力。     

内部爆炸加载条件下钢管变形与破碎研究

用高速摄影研究了钢管膨胀历程,并对破碎机制进行了分析,结果表明,材料动态塑性是决定破片最终速度的主要因素,圆管膨胀时外表面形成以剪切为主的裂纹,并向内扩展,接近内表面的绝热剪切带伴随着圆管的膨胀而扩展,并未出现失稳现象,但在正应力的作用下成为优先的断裂通道,决定破片的尺寸和形态,中碳Si-Mn贝氏体钢与50SiMnVB钢的破碎性能相近,但贝氏体钢动态塑料性很更好,破碎的膨胀量较大,更有利于提高破片初速,是弹比较理想的候选材料。     

挤压铸造B_4C_p/2024Al复合材料力学性能研究

采用挤压铸造工艺制得粒径分别为25μm和50μm、体积分数为50%的两种B4Cp/2024Al复合材料。测试了复合材料的密度、硬度、抗弯强度、静态压缩强度、断裂韧度;采用霍普金森压杆装置研究了复合材料在高应变速率下的压缩强度。研究结果表明,50%B4Cp/2024Al复合材料的密度约为2.7g/cm3,硬度(HRA)为60;25μmB4Cp增强的复合材料抗弯强度为527MPa,断裂韧度KIC达到13.56MPa.m1/2,而静态压缩强度为797.5MPa,其性能显著高于50μm粒度B4C增强的复合材料。细颗粒增强的复合材料动态压缩强度高于粗颗粒增强的复合材料;应变相关的损伤演化使得复合材料表现出应变软化现象,相关损伤导致压缩强度呈现应变率不敏感甚至是负敏感特征。     

材料适用性评价指标体系构建研究

材料在装备上的适用性评价是对材料技术成熟度和使用合理性的评价,为建立材料适用性评价指标体系,通过研究确定了构建原则,分析了材料适用性的主要影响因素是材料性能、技术成熟性、保障能力和经济可承受性.在此基础上采用层次分析法构建了具有有序递阶层次结构的评价指标体系,基本概括了材料获得工程应用时必须具备的关键要素.