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关键词: 塑性; 超细晶粒; 晶粒尺寸; 位错塞积; 位错源;
DOI：10.12074/202303.00607V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：以作者前期提出的位错塞积模型为基础, 结合断裂强度与晶粒尺寸的关系, 建立了晶粒细化导致超细晶粒钢总伸长率降低的临界晶粒尺寸的计算模型. 以晶粒尺寸从10 mm减小到0.2 mm为例, 计算结果表明, 钢的总塑性伸长率随着晶粒尺寸的减小首先呈现增加的趋势, 但是当晶粒尺寸减小到大约2.5 mm后, 随着晶粒尺寸的减小, 钢的总伸长率不仅不再增加, 反而出现了显著的降低, 这一结果较好地吻合了近期超细晶粒材料研究的实验现象. 本工作的研究说明, 导致超细晶粒钢伸长率降低的主要机制在于当晶粒细化到一定程度后, 晶界对位错源开动的阻力增大, 由此导致的可动位错数目显著降低使得应变量显著减少.
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DOI：10.12074/202303.00508V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用分子动力学模拟方法分别研究了空位、自间隙杂质原子、杂质He 原子等缺陷对金属Ti 样品的力学性能的影响. 对完整晶格的金属Ti 在不同拉伸应变速率下的应力-应变曲线进行计算, 发现拉伸过程可分为弹性形变、塑性形变及断裂3 个阶段. 分别研究了含有不同浓度的空位、自间隙杂质原子、杂质He原子缺陷的金属Ti 样品在2×109 s-1拉伸应变速率下的应力-应变曲线, 并对不同情况下的Young's 模量进行了统计. 还分别对含有自间隙杂质原子和杂质He原子的金属Ti 的拉伸断裂过程进行了观察与分析.
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DOI：10.12074/202303.00536V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用显微硬度测试、拉伸实验、EBSD和TEM等检测手段研究了不同变形量对形变和时效结合制备的Al-Mg-Si-Cu合金力学性能和显微结构的影响. 结果表明, 随着变形量的增加, 轧制态合金的硬度会逐渐增加, 后续时效过程中形变合金均能进一步强化但时效硬化能力逐渐下降; 晶粒沿着轧制方向逐渐被拉长为层状结构, 形成大量亚晶界. 变形量小时, 合金内位错密度随着形变量的增加而增加; 变形量较大时, 位错发生缠结并形成亚晶. 形变导致的位错组态变化显著影响合金的析出特性, 析出相逐渐从离散分布演变为连续分布, 连续分布的析出相是溶质原子析出与缺陷退化交互作用的结果, 通过调整形变量和时效工艺有助于制备强度和塑性结合良好的铝合金.
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DOI：10.12074/202303.00471V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：对NiCu 低合金钢在模拟深层地下水环境, 即除氧0.1 mol/L NaHCO3+0.1 mol/L NaCl 溶液中, 原位监测其在长时间浸泡条件下的开路电位变化曲线及阻抗谱的演化, 研究电极表面的腐蚀演化规律, 并与相同条件下低碳钢的腐蚀行为进行比较. 结果表明, NiCu 低合金钢在本实验溶液中的耐蚀性要显著优于低碳钢, 尤其是其耐局部腐蚀的能力更优. 合金元素Ni 富集在内锈层中, 可能以NiFe2O4的形式存在, 而合金元素Cu的富集不明显, 可能的存在形式为CuFeO2.
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关键词: TWIP钢; 晶体塑性; 多晶均匀化; 织构预测; 塑性变形;
DOI：10.12074/202303.00523V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：基于已建立的单晶体塑性模型, 建立了耦合孪生的孪生诱发塑性(TWIP)钢多晶体塑性模型, 该模型采用有限元多晶均匀化处理相邻晶粒间的几何协调和应力平衡条件, 获得了单晶体与多晶体状态变量的关系, 开发了基于ABAQUS/UMAT的计算程序. 采用EBSD研究了TWIP钢拉伸应变分别为0.27 和0.6 时的织构变化, 并对模型进行了应力应变及织构演化的验证. 用该本构模型分别建立了拉伸、压缩和扭转3 种简单加载条件下的有限元模型, 分析了不同变形条件下的宏观力学响应及织构演化规律. 结果表明: 拉伸变形过程中, 应变硬化现象和织构密度水平随应变增加而增强; 在压缩过程中,织构类型随应变增加而发生变化, 但是织构密度水平基本不变; 而在扭转过程中, 当扭转应变较小时, 基本无织构形成, 随着应变增加, 织构逐渐显现出来, 这是因为变形较小时, 圆柱沿径向方向内部变形量较小, 故织构不明显.
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关键词: DP600 钢板; 滞后回弹; 蠕变回弹; Kelvin模型;
DOI：10.12074/202303.00541V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过加载不同预应变和保压时间获得了DP600 钢板的室温滞后回弹响应. 基于黏弹性理论, 采用309 MPa恒应力室温蠕变实验, 获得了预测滞后回弹过程的蠕变柔量函数. 基于DP600 钢板室温弹性和塑性加载响应, 修正了线黏弹性本构方程的积分下限, 将柔量函数与修正的应力率函数进行卷积, 获得了影响滞后回弹过程的加载历史效应. 再将加载历史应变波形与卸载脉冲叠加, 获得不同预变形量的滞后回弹应变预测值. 结果表明, 滞后回弹初期应变率较高, 之后应变率逐渐降低; 随着预应变的增加, 滞后回弹应变的绝对值逐渐递增, 并且滞后回弹占总回弹比例逐渐增加; 滞后回弹预测方向与瞬时回弹方向相同, 与加载方向相反; 相同时间段内, 蠕变回弹应变比滞后回弹应变明显降低, 与滞后回弹实验相比, 蠕变恒应力与蠕变回弹应变的比值随预应变的变化规律呈现出良好的线性关系; 基于黏弹性理论的修正模型所得到的预测值接近实验测量值, 并能够较好地反映实验变化规律.
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关键词: 高强铝合金; 铝合金结构材料; 铝合金设计; 铝加工;
DOI：10.12074/202303.00492V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：本文简述了国内外高强铝合金发展的理论基础及其材料的制备加工技术. 针对大规格高性能铝合金材料的成分设计、熔炼、均匀化、固溶、淬火、预拉伸以及时效各工序的相关技术的研究热点和发展进行了介绍和讨论. 并对我国该类铝合金及其发展和应用提出了建议.
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关键词: 氧化物弥散强化钢; 显微组织; 组织稳定性; Y2O3;
DOI：10.12074/202303.00622V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用机械合金化方法制备添加0.3%Y2O3的CLAM钢混合粉末, 利用热等静压技术固化成型, 制备出致密度高达98.7%的ODS-CLAM钢. 利用二次电子成像、电子探针、XRD技术研究球磨后CLAM钢合金粉末形貌、合金元素分布、晶格畸变, 确定ODS-CLAM钢混合粉末的最佳球磨工艺为: 球磨时间50 h, 球料比10∶1, 球磨介质直径6 mm的硬质钢球, 球磨气氛Ar. 依据此工艺制备出的ODS-CLAM钢的高温组织稳定性较好, 在1200 ℃固溶60 min 后, 其晶粒尺寸并未明显长大,板条细小, 且Y2O3颗粒仍稳定存在于基体中.
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关键词: 脆性断裂; 充氢; 微区塑性变形; 高强度低合金钢; 中子衍射; 晶格应变;
DOI：10.12074/202303.00548V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用飞行时间法中子衍射对比研究了充氢与未充氢1250 MPa超高强度钢的拉伸变形行为与轴向晶格变形特征,并观察了断口区组织形貌与晶粒取向特征. 在无加载条件下, 充氢试样的轴向(110)与(200)面间距分别大于和小于未充氢试样的对应面间距, 显示出四面体间隙中H原子的进入使轴向(110)面间距有所增加, 同时内部应力的平衡作用使轴向(200)面间距有所减少. 未充氢试样达到1250 MPa抗拉强度发生颈缩塑性断裂, 而含有8.0×10-6可扩散氢的试样在分步加载至500 MPa时发生脆性断裂. 中子衍射分析表明, 未充氢试样在拉应力加载至500 MPa时均基本符合线弹性变形, 但至700 MPa时, 轴向{200}晶粒比其余取向晶粒优先显示非线弹性变形, 至800 MPa时轴向{110}晶粒也出现非线弹性变形, 轴向{200}晶粒优先产生微屈服现象, 而轴向{211}晶粒仍然处于线弹性阶段; 充氢试样在拉伸至300 MPa时, 轴向{110}晶粒出现非线弹性变形, 至400 MPa时轴向{200}晶粒也出现非线弹性变形, 轴向{110}晶粒优先产生微屈服现象, 轴向{211}晶粒仍处于线弹性阶段. 断口剖面观察显示未充氢试样内形成明显的轴向<110>拉伸纤维织构, 而氢脆试样内除了明显的晶界裂纹萌生, 还有晶内裂纹扩展与局部晶体转动特征. 基于不同取向晶粒的微屈服概念, 解释了充氢导致轴向{110}晶粒优先微屈服而不是轴向{200}晶粒优先微屈服, 同时以氢伴随微区塑性变形的方式发生脆性断裂.
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关键词: HK40 合金; B微合金化; 铸造疏松; 硼化物; 碳化物;
DOI：10.12074/202303.00566V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用SEM, OM和XRD等手段分析了HK40 合金铸件铸造疏松形成原因, 并研究了添加微量B对HK40 合金的凝固组织及疏松形成的影响. 结果表明: HK40 合金铸件主要存在A和B 2 种铸造疏松缺陷. A类疏松主要由于枝晶的快速生长并架桥联接导致架桥枝晶之间区域的补缩不足引起; B类疏松产生原因是相邻枝晶间区域生长的枝晶状M7C3型碳化物堵塞枝晶间补缩通道. B微合金化能降低HK40 合金铸件较强的柱状晶生长趋势, 细化枝晶, 能抑制HK40 合金A类铸造疏松缺陷的产生. 同时, B微合金化增加了HK40 合金枝晶间共晶相的体积分数, 使枝晶间呈枝晶状M7C3型碳化物转变为层片状的M23C6型碳化物析出, 避免碳化物堵塞相邻枝晶间的补缩通道, 因而也减小了B类铸造疏松缺陷的形成倾向.
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