分类: 力学 >> 应用力学 提交时间: 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要: 表面微织构具有改变摩擦表面润滑状态的特点,已在齿轮传动中获得了应用。开展沟槽形状的微织构对齿轮润滑的影响研究。首先,对微织构齿面齿轮进行参数化建模,实现自动生成理想的沟槽;然后,将微沟槽织构简化为两种模型,导入ANSYS的Fluent 模块中,并分别对沟槽不同的参数(如:沟槽宽度、深度、角度、间距)进行分析。结果表明:随着沟槽宽度的增大,承载能力增强;微沟槽深度对润滑压力的影响存在一最优值;适当的增大沟槽间距、微沟槽角度可提高润滑脂的流动性和连续性,从而增进和保持润滑效果。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 将a+b 两相区精锻, 直径为30 和45 mm (分别定义为D30 和D45)的Ti60 棒材分别在950, 1000 和1050 ℃进行固溶+时效热处理, 研究了热处理温度对棒材织构和拉伸性能的影响. 结果表明, D45 棒材锻态组织中, 棒材轴向与a 相的或 方向平行的丝织构较强; 950 ℃热处理后显微组织和织构变化不明显. 随固溶温度升高, a 相的 丝织构增强, 而 丝织构密度减弱. 固溶温度对棒材强度的影响不大. D30 棒材锻态组织中主要存在 方向的丝织构; 随固溶温度升高, 丝织构逐渐增强, 棒材的室温强度显著升高.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-04 合作期刊: 《金属学报》
摘要: α/β两相区精锻的Φ30mm和Φ45mm Ti60棒材分别在950℃、1000℃、1050℃固溶+时效热处理,研究了棒材显微组织、织构及其对拉伸性能的影响。结果表明,Φ45mm棒材中存在较强的和平行于棒材轴向的丝织构;950℃热处理后显微组织和织构变化不明显;随固溶温度升高,晶体方向平行于棒材轴向的丝织构增强,而丝织构密度减弱;固溶温度对棒材强度的影响不大。Φ30mm棒材中主要存在方向平行于棒材轴向的丝织构,固溶温度升高,晶体方向与棒材轴向平行的织构逐渐增强,棒材的室温强度随固溶温度升高而显著升高。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 通过拉伸实验, OM, SEM, TEM观察以及EBSD测试等手段研究了不同尺寸粒子对Al-Mg-Si-Cu系合金板材力学性能、组织和织构的影响规律. 结果表明, 随着溶质元素浓度的增加, 合金屈服强度和抗拉强度均不断增加, 但是延伸率却略有降低, 且3 个方向存在一定差异. 此外, 合金的平均塑性应变比rˉ也随溶质元素浓度增加而增加. 3 种合金基体内的不同尺寸粒子主要为Mg2Si, Al15Mn3Si2和a-Al(Fe, Mn)Si 富铁相, 这些粒子尺寸和浓度搭配合理不仅可以诱发粒子刺激形核效应(particle stimulated nucleation, 简称PSN), 而且可有效抑制晶粒长大, 最终使得合金固溶时形成大量细小再结晶晶粒, 而织构组分以旋转立方织构CubeND18, Goss 织构{011}, P{011}和Cu{112}为主. 此外, 根据合金成分、热加工工艺以及显微组织间的定量关系提出了不同尺寸粒子影响再结晶形核和长大过程的模型示意图.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用宏微观织构分析方法研究了A6 铝导线冷拉拔过程中的织构演变。结果表明, 这种导线在拉拔过程中形成以和丝织构为主的形变织构, 随着变形量的增大织构减少、织构增强。形变织构沿导线的径向呈不均匀分布: 在中等形变量情况下, 从导线表层至中心织构由强织构(体积分数~52%)过渡到强织构(体积分数~55%); 在高应变量情况下, 径向织构梯度减弱, 通体形成强织构(各层的织构体积分数超过70%)。同时, 在拉拔过程中导线心部的硬度比表层的高, 表明织构对导线强度及沿径向分布梯度起重要作用。用调整拉拔工艺可对位错密度和织构及其分布进行优化, 进而提高导线的强度和导电性能。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 以SiO2为载体材料、以脂肪酸为相变材料、以无水酒精和去离子水为溶剂, 用溶胶-凝胶法制备脂肪酸/SiO2复合相变材料, 用SEM、LPSA、FT-IR、DSC等手段对其表征, 研究了芯材种类、相变材料用量、无水酒精用量、去离子水用量、溶液pH值、超声波功率等因素对脂肪酸/SiO2复合相变材料织构的影响。结果表明, 脂肪酸/SiO2复合相变材料织构受到芯材种类、相变材料用量、无水酒精用量和去离子水用量的影响较大, 也与溶液pH值和超声波功率有关。其最佳工艺参数为: 癸酸-棕榈酸为芯材、癸酸-棕榈酸与正硅酸乙酯的物质的量比为0.4、无水酒精与正硅酸乙酯的物质的量比为5、去离子水与正硅酸乙酯的物质的量比为9、溶液pH值4 和超声波功率为200W。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用磁控溅射法制备无种子层的Cu薄膜和加入Ti 作为种子层的Ti/Cu 薄膜, 用电子背散射衍射技术(EBSD)研究了无种子层的Cu 薄膜及有Ti 种子层的Ti/Cu 薄膜的微观织构, 并用原子力显微镜(AFM)观察了两种薄膜的表面形貌。结果表明,加入Ti 作为种子层增强了Cu薄膜的{111}纤维织构, 对薄膜生长有很好的外延作用。同时, 加入Ti 种子层可降低退火处理后薄膜内退火孪晶的产生几率, 但是在退火过程中使孔洞出现。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 本文取初始织构为c轴与板面法向垂直的强织构AZ31镁合金板材为初始样品,经液氮温度深低温轧制多道次至不同变形量,研究所得的轧制板材的显微组织与织构演变,及其对轧制力学性能的影响。本研究利用SEM、EBSD和X射线衍射表征分析了轧制板材的显微组织和织构,重点研究了板材深低温轧制过程中的孪生变形,以及孪晶组织对板材微观组织与织构的影响,并应用准静态单轴拉伸实验分别测试了深低温轧制板材沿轧向(RD)和横向(TD)的室温力学性能,讨论研究了板材的力学性能与显微组织和织构之间的联系。研究表明,当板材织构有利于拉伸孪生时,{10-12}拉伸孪晶在深低温轧制过程中十分活跃,深低温轧制过程中活跃的孪生行为对于镁合金的显微组织、织构及力学性能都有着重要的影响。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 运用EBSD技术观察HiB钢在大压下率冷轧条件下薄规格样品的二次再结晶行为, 从而研究薄规格样品二次再结晶难以发生的原因. 通过渗氮处理添加抑制剂使二次再结晶能顺利发生, 并研究渗氮量对薄规格样品二次再结晶的影响,以及{114}织构对黄铜与Goss 取向晶粒异常长大的影响. 结果表明, 在二次再结晶退火时, 相对于其它取向的晶粒, 两侧表层的{114}取向附近的晶粒具有明显的长大优势, 并向中心层生长, 如果样品表层抑制剂强度不足, 其容易长大到样品的中心层吞并掉二次再结晶的核心而不利于二次再结晶的发生, 经渗氮补充抑制剂后能有效抑制表层晶粒的长大,从而有利于二次再结晶的发生和磁性能的提高; 在二次再结晶初期, {114}取向附近的晶粒容易保留在发生异常长大的偏转Goss 取向晶粒和黄铜取向晶粒的中心处并形成岛晶而不利于它们的异常长大, 但该取向的晶粒对Goss 取向晶粒异常长大的影响较小.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用SEM、TEM、XRD和EBSD等手段分析了不同Nb和Ti 含量微碳钢第二相粒子的析出行为, 研究了析出相对微碳钢组织性能和织构演变的影响。结果表明, 微碳钢的析出相主要由尺寸较大的(Nb, Ti)(C, N)复合析出物、尺寸较小的弥散分布的Nb基碳化物和碳氮化物构成; 随着Nb、Ti 添加量的增加, 细小的第二相粒子数量明显增多, 并在再结晶过程中强烈抑制//ND 纤维织构的发展, 尤其是{223}和{111}取向; 多边形铁素体基体以及在快冷过程中的马氏体相变确保了低Nb和Ti含量微碳钢的强度与深冲性能的良好匹配。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 采用球面接触往复移动方式,使用UTM-2摩擦磨损试验机考察了石墨烯作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能。用TEM、SEM、XRD、红外光谱、拉曼光谱等手段对石墨烯的形貌和结构进行表征,用PAO4作为基础油和添加质量分数为0.01%石墨烯(GP)的润滑油进行对比,研究了在不同温度和不同织构面积率下的摩擦学性能。结果表明:在润滑油中添加石墨烯能显著改善摩擦磨损性能,温度为60℃和100℃时的效果最明显。在60℃和100℃工况下,在PAO4基础油中相对于原始表面各种织构都增大了摩擦系数和磨损率,在25℃和150℃工况下表面织构对摩擦磨损的影响不大;使用含有石墨烯的润滑油在不同温度下织构面积率为5%时摩擦系数较低,织构面积率为20%时摩擦系数较高,织构面积率为10%时磨损率较低。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 在不同变形温度和应变速率为0.1s-1条件下研究了砂型铸造和离心铸造Q235B环坯的热压缩变形行为,并使用电子背散射衍射(EBSD)技术分析其晶粒取向和织构的演化特点。结果表明:Q235B环坯的晶粒在1000℃尺寸较小,有少量仍保持铸造状态的晶粒,组织演变的机理为动态回复和大应变几何动态再结晶;离心铸造环坯中有22%集中在20°-50°的大角度晶界。在1100℃再结晶充分,晶粒趋于等轴状;晶界取向差分布仍呈现典型的双峰特征,大角度晶界的比例为60%-75%。在1000℃砂型铸造Q235B的织构组态,为少量沿着//ND取向线分布的{001}立方织构和{001}织构;在1100℃主要是高斯织构{110}和沿着//ND向{110}方向移动并聚集的旋转立方织构{110}。在1000℃离心铸造环坯的织构组态为旋转立方织构{110}和铜型织构{112},Copper织构沿着ε-取向线分布;在1100℃主要为{001}织构和沿着γ取向线由黄铜R{111}向{111}转变的织构,再结晶的程度高,取向密度大。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 采用Fe-3%Si 电工钢铸坯中长轴平行于轧向的不同数量柱状晶进行了冷变形及再结晶退火, 采用EBSD分析技术对柱状晶织构的转变行为进行了研究. 结果表明, 原始柱状晶为立方取向的单柱状晶时, 大压下率一次冷轧及再结晶退火不利于立方织构的保留; 小压下率二次冷轧及再结晶退火会形成强立方织构, 该立方织构强烈阻碍Goss 晶粒的异常长大;原始柱状晶为立方和Goss 位向的双柱状晶时, 大压下率冷轧条件下, Goss 取向快速转向{111}而有效地保留了立方取向, Goss 和立方取向柱状晶之间的晶界没有强的交互作用; 原始柱状晶为多种位向的多柱状晶时, 柱状晶晶界能促进g 织构及减少立方织构, 有利于Goss 晶粒异常长大.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
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.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 以工业化等离子冷床炉熔炼的TC1 合金为研究对象, 结合实际生产流程, 并借助于中子衍射技术, 研究不同轧制工艺对TC1 板材显微组织与性能演变的影响, 揭示组织结构与力学性能之间的关系. 结果表明, 冷床炉熔炼的铸锭组织为魏氏组织. 经过轧制后, a 集束发生扭曲和破碎. 单向轧制变形a 相沿轧向排列比换向轧制更为明显. 退火后, 板材中变形a 相发生等轴化. 经过单向轧制和换向轧制后, 轧制板材均表现为柱面织构类型, 这是板材横向屈服强度均明显高于其轧向屈服强度的主要原因.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 在低碳钢表面添加质量分数为20%的WC和6%的石墨颗粒, 采用真空熔覆方法制备出具有类织构切面形貌的镍基合金(Ni0)复合涂层, 研究了复合涂层的显微组织形貌及形成机理、相组成以及干摩擦条件下的摩擦磨损性能, 并与镍基合金(Ni0)、碳化钨增强镍基合金(Ni0+20%WC)、石墨改性镍基合金(Ni0+6%石墨)三种涂层进行了比较。结果表明, WC呈不连续的三维网状分布在镍基合金基体中, 镍基合金主要由基体相γ-Ni, 铬化物硬质相CrB、Cr7C3、Cr23C6和共晶相Ni3B、Ni3Si 构成;WC和石墨的单独加入都能提高复合涂层的摩擦磨损性能, 类织构组织复合熔覆层的摩擦磨损性能优于相同组成的硬质颗粒单独弥散分布的复合熔覆层; 在WC和镍基合金基体组成的类织构形貌结构和石墨润滑相的共同影响下, 复合涂层比单一镍基合金涂层的耐磨性提高大约9.6 倍。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-04 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 等离子冷床炉由于其熔炼铸锭的高纯净度而广泛应用于航空航天钛合金的熔炼。我国工业化等离子冷床炉熔炼钛合金尚处于起步阶段,其熔炼参数及其熔炼铸锭的后续热加工工艺急待研究。本研究以工业化等离子冷床炉熔炼的TC1钛合金为研究对象,结合实际生产流程,并借助于中子衍射技术,研究不同轧制工艺对TC1轧制板材显微组织与性能演变的影响,揭示组织结构与力学性能之间的关系。研究结果表明,冷床炉熔炼的铸锭组织为魏氏组织。经过轧制后,α集束发生扭曲和破碎。单向轧制变形α相沿轧向排列较换向轧制更为明显。退火后,板材中变形α相发生等轴化。经过单向轧制和换向轧制后,轧制板材均表现为柱面织构类型,这是板材横向屈服强度均明显高于其轧向屈服强度的主要原因。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 通过拉伸实验, 并利用OM, SEM, TEM观察以及EBSD测试手段, 研究了不同热加工工艺对Al-Mg-Si-Cu系合金板材力学性能和组织, 包括织构的影响规律. 结果表明, 热加工工艺的变化对T4P预时效态合金的强度和应变硬化指数n 基本无影响, 但是对平均塑性应变比r, 平面各向异性度Δr 以及不同方向延伸率影响显著; 热轧之后首先进行一定量的冷轧变形然后再进行退火处理获得的合金板材(工艺II)较热轧后直接进行退火处理(工艺I)获得的合金板材在固溶之后的成形性能要好, r 可达0.6187, 同时各向异性明显减小; 虽然工艺I 处理的合金板材固溶过程中PSN效应显著, 但是工艺II 固溶处理前的冷轧变形量和不同尺寸粒子分布情况设计合理, 再结晶晶粒基本呈等轴状, 且仅含有强度较低的CubeND, Cube 和H织构.并根据热加工工艺对合金板材显微组织的影响规律, 提出该系合金随热加工工艺进行的组织演化模型示意图.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 采用凝胶注模成型方法在6T纵向强磁场中制备氮化硅陶瓷素坯, 经磁场外无压烧结制备出a 轴或b 轴取向的织构化氮化硅陶瓷, 研究了烧结温度和保温时间对氮化硅陶瓷织构化形成的影响规律。结果表明: 在本文的烧结条件下α-Si3N4全部转变为β-Si3N4。烧结温度的提高促进了氮化硅陶瓷织构化的提高, 从1700℃的0.40 增加到1800℃的0.76。烧结温度为1750℃时, 烧结时间的延长对织构度的发展几乎没有影响。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 通过真空熔覆技术在 ZG45 表面制备了 Ni-Co/WC+G 复合熔覆层,观察并分析了复合熔覆层的显微组织 形貌和物相组成,通过摩擦磨损试验研究了石墨含量对复合熔覆层摩擦磨损性能的影响。结果表明,呈三维 网状织构形貌的复合熔覆层材料内部由于石墨的加入形成许多细小的“石墨孔洞”,这些“石墨孔洞”在摩擦过 程中可以作为贮存的润滑介质,增强复合材料的摩擦学性能。随着石墨含量的增加复合熔覆层的摩擦系数、 磨损率和 GCr15 钢对磨盘的磨损量逐渐降低,石墨含量为 6%时最小; 石墨含量为 8%时,对磨盘的磨损量又突 然上升,增幅达 70%。