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     

爆炸加载条件下CVD高纯钨的变形机制

采用化学气相沉积方法制备纯钨药型罩,并进行静破甲试验,对试验后回收的杵体进行微观分析,以此研究纯钨在爆炸驱动下的变形机制。结果表明,杵体内不同区域由于变形量不同,其微观组织特征存在显著差异,通过分析不同变形区域纯钨的微观组织演化过程得出纯钨在爆炸加载条件下的变形机制为动态再结晶,且属于亚晶旋转动态再结晶机制,没有孪晶参与变形,CVD纯钨原始柱状晶的择优取向对其变形机制未见有显著影响。     

纯钨的高温高应变率性能研究

特殊钨部件一般是采用粉末烧结，温、热加工来制造以增强其断裂韧性和流变应力．与钨合金相比，纯钨加工困难，加工性能差．人们普遍认为拉伸和压缩过程中，纯钨应变与应变率低，美国的一些学者研究了依赖于温度的高流变应力以及作为加工路径函数的断裂韧性．实验采用的纯鹤烧结材料为纯镑粉末，利用压力机经11种不同加工途径生产的，实验之前将样品进行去应力，化学铣洗，机械磨削等处理，压缩试样尺寸为rp6InmX3ny拉伸试样直径为3ng标距为lbo高应变率实验采用SplitHopkisonPh～wureBar工艺（SHPB）；压缩时应变单室温条件下为4000／S…     

细晶钨合金动态力学性能与组织结构

为了预测细晶钨合金用作穿甲弹的高剪切毁伤效应，采用机械合金化（MA）和喷雾干燥-热还原两种方法制备含稀土的超细93W-Ni-Fe-Y2O3复合粉末，利用冷等静压液相烧结的方法制备Ф20mm-Ф25mm的晶粒度小于8μm的钨合金棒材。利用Hopkinson压杆装置对细晶钨合金进行了高应变率（〉10^3／s）下的动态力学性能研究，分析了应变、应变率、Y2O3等因素对细晶钨合金棒材的动态性能的影响。结果表明：钨合金在高应变率下会出现应变强化和热软化效应，在低应变时应力随着应变的增加而增加，当应变达到0．03后，应力随着应变的增加呈锯齿状上升趋势。钨合金在高应变率下会出现应变率强化效应，随着应变率的增加，应力增加。添加Y2O能提高材料的最大应力强度，提高钨合金的动态力学性能。     

细晶钨合金的制备与动态失效行为

采用喷雾干燥-热还原的方法制备纳米级93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末,并以其为原料制备出含0.03%Y_2O_3(质量分数)的细晶钨合金,研究微量稀土掺杂对烧结致密化和显微组织的影响以及93W-4.9Ni-2.1Fe合金在动态压缩状态下的力学行为.结果表明:纳米级复合粉末在1 380～1 410 ℃之间液相烧结可实现材料的近全致密化,比同种成分的传统钨合金的烧结温度降低了120 ℃左右,合金的相对密度可达99%以上,且合金的晶粒尺寸为5 μm左右.与传统W-Ni-Fe合金相比,细晶W-Ni-Fe合金在高应变率下具有更高的合金强度和延性,同时,在较低应变率下有形成局部绝热剪切带的倾向;添加微量Y_2O_3能进一步提高细晶W-Ni-Fe合金的绝热剪切敏感性,有利于在较低应变率下形成绝热剪切带.     

冲击载荷作用下AZ31镁合金中的变形局域化

为了揭示镁合金在高应变率载荷作用下容易发生变形局域化的机理,采用分离式Hopkinson杆对AZ31镁合金进行冲击压缩和拉伸试验,而后对冲击后的试样进行变形机制分析.分析表明:镁合金的变形局域化区域也和钛合金等材料中的绝热剪切带区域一样由细小晶粒组成,但是这种细小晶粒不是由于动态再结晶所致,而是由大致相同的连接成线的晶体学取向的晶粒在外载荷作用下大量孪生变形造成的.     

高应变速率对纯钛塑性变形的影响

利用动态塑性变形(DPD)和准静态压缩变形(QSC)技术对纯钛圆柱样品进行对比压缩试验,研究了不同应变速率下纯钛形变孪晶和微结构演变。结果发现:2种变形方式的变形机制相似,低应变时以形变孪生为主,孪生饱和后转变为位错滑移主导;高应变速率促进了形变孪晶的产生,激发{4211}压缩孪晶的形成,同时使变形机制转变临界应变提前至0.2;纯钛在高应变速率和高应变(ε≥0.6)下出现绝热剪切带(ASB)。     

Effect of the β Phase on Compressive Mechanical Property of CVD Tungsten

采用冷壁化学气相沉积系统,利用H2还原WF6工艺,在纯铜管表面制备获得了高纯钨材料。在440°C沉积温度下,得到具有混合相的钨管,其压缩性能远低于在540°C条件下得到的只具有α相的钨管。由此表明,β-W的出现极大地降低了钨管的压缩性能。在400°C条件下,对具有混合相的钨管进行1h保护气氛退火后,钨管材料中的β相消失,同时其压缩性能与只具有α相的沉积态钨管相近。     

高纯钌靶烧结过程微结构和烧结机制研究

采用扫描电镜、背散射电子衍射对比分析了不同烧结工艺制备的高纯钌靶的晶粒尺寸，孔隙分布和取向分布等组织特征。结果表明，随着烧结温度的提高，烧结进程加快，靶材的孔隙度显著减少，晶粒长大，晶粒发生显著孪生，晶体取向有{0001}晶面平行于表面的择优趋势。烧结机制主要为扩散作用下的烧结颈扩大和微孔收缩聚合；当温度较高时，高温变形是钌靶烧结的重要机制，尤其是孪生变形，而触发的孪生系多为94.8°/{10-12}。     

粉末烧结钨合金材料的绝热剪切变形局域化实验研究

在分离式Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆装置上对斜圆柱粉末烧结钨合金试件进行了冲击实验,实验中观察到试件的宏观破断现象;用光学和扫描电子显微镜观察到钨合金中出现绝热剪切带这一变形局域化现象。实验结果表明,钨颗粒的形状和空间取向对钨合金剪切变形形式有明显的影响。     

CYCLIC DEFORMATION OF COARSE GRAINED POLYCRYSTALLINE PURE Ai——Ⅰ.SLIP CHARACTERISTICS

Comparing with ordinary ploycrystalline materials sized to μm grade,the slip morphology ofthe coarse grained polycrystalline pure Al is characterized by:(1)several slip domains occurin a grain,and in same domain,several slip systems operate at same time or one after anotherintensely,a beautiful and neat slip pattern is forming on the specimen surface;(2)for highΣ-value coincident and random grain boundaries,the grain boundary affecting zone(GBAZ),bout 50—120μm wide,is favourable site to form intergranular crack at early fa-tigue life easily,and migration or slide of the boundaries were often observed.While lowΣ-value near-coincident grain boundaries show a higher degree of slip continuity and straincompatibility than high Σ-value ones.Intergranular crack is not easily nucleated at lowΣ-value near-coincident boundaries;and(3)due to suppression of grain boundary slip attriple grain boundary node,the high Σ-value and random grain boundary among the threeboundaries of tricrystal crack easily during cyclic deformation.     

钨丝增强铜基复合材料的动态力学性能及断裂特性

通过渗流铸造的方法制备出Wf/Cu82Al10Fe4Ni4复合材料,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)和扫描电镜(SEM)研究其动态压缩行为及断裂特性。结果表明:复合材料界面结合紧密,受冲击时体现出良好的界面结合强度;在应变率为2000s-1下动态压缩材料发生部分塑性变形,局部表面出现裂纹;在应变率为3000s-1下动态压缩材料的动态压缩强度达到2500MPa,材料内部出现钨丝劈裂、钨丝弯曲断裂以及基体合金断裂3种破坏模式。同时,在材料的断裂面上出现大量熔化带,分析认为熔化是随着应变率的提高而出现的,它改变了复合材料的断裂方式,加速了Wf/Cu82Al10Fe4Ni4复合材料的整体失效。     

Phase transformation of pure tungsten subjected to multi-directional compression

Multi-directional compression (MDC) under the reduction of 30% with 1, 2 and 3 passes was subjected to tungsten at the temperature of 900 °C. The microstructure characteristics of the initial sintered and MDC-processed tungsten (W) specimens were comparatively investigated by means of X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The phase transformation from α-W to γ-W was observed during the MDC deformation due to the crossed-shear deformation mode and high stored strain energy. An obvious crystallographic relationship of {110} α // {111} γ was found between α-W and γ-W. And a new crystalline slip path along [101] direction was presented. Molecular dynamics simulations were performed to investigate the phase transformation mechanism of pure W during MDC. A large number of defect clusters and shear bands were formed along 〈110〉 direction. Defect clusters huddled around the slip bands with the accumulation of strain, which caused dislocation tangling with the slip bands, resulting in stress concentration leading to phase transformation. The crystalline slip direction of α-W to γ-W phase transformation was a complex of [100] and [001]. The simulation results showed that the process of microstructural evolution under multiple passes of MDC was in good agreement with the experiment. This study is significant for the phase transformation path and mechanism of pure W during plastic forming.     

PLASTIC DEFORMATION BEHAVIOR OF ELECTROFORMED COPPER LINER OF SHAPED CHARGE AT DIFFERENT STRAIN RATES

The paper deals with different plastic deformation behavior of electroformed copper liner of shaped charge, deformed at high strain rate (about 1×107s-1) and normal strain rate (4×10-4s-1). The crystallographic orientation distribution of grains in recovered slugs which had undergone high-strain-rate plastic deformation during explosive detonation was investigated by electron backscattering Kikuchi pattern technique. Cellular structures formed by tangled dislocations and sub-grain boundaries consisting of dislocation arrays were detected in the recovered slugs. Some twins and slip dislocations were observed in specimen deformed at normal strain rate. It was found that dynamic recovery and recrystallization take place during high-strain-rate deformation due to the temperature rising, whereas the conventional slip mechanism operates during deformation at normal strain rate.     

亚微米晶Al-3%Mn合金的超塑延展性变形行为(英文)

采用球磨法制备晶粒尺寸为0.3μm的亚微米晶Al-3%Mn(质量分数)合金。Al-3%Mn合金在室温下轧制时,表现为极高的延展性(超过2500%)。采用透射电镜(TEM)观察球磨态和冷轧态的纯铝和Al-3%Mn合金组织;采用X射线衍射对比分析组成,发现连续塑性变形机制包括位错滑移和晶界滑动,同时还有动态回复和再结晶,而动态再结晶是大塑性变形的主要控制机制。     

一种实现低合金超高强钢超塑变形的新思路

将Mn-Si-Cr系低合金高强钢在过冷奥氏体状态下进行适当预变形,水冷后的组织主要由铁素体、球状碳化物和马氏体组成。研究表明：700℃时的低速率小变形可使上述组织转变为（铁素体＋球状碳化物）复相组织,对超塑性变形有利;预变形后水冷的试样在700℃应变速率为10-4 s-1～2×10-4 s-1范围时的m值可达0.48,流变抗力为40～60 MPa,激活能约158 kJ/mol,属于晶界滑动变形机制,具有超塑性变形的特征。     

冷轧HCP结构合金(CP-Ti)中变形晶粒的晶体学行为：反应应力模型的实验与模拟

对商业纯钛（CP-Ti）退火后冷轧9%变形的板材,利用电子背散射衍射（EBSD）和扫描电子显微镜（SEM）评估了晶粒中激活的滑移系统和孪生系统。同时,采用反应应力（RS）模型模拟了变形晶粒中滑移系统的激活以及晶粒之间的相互作用,该模型将晶粒塑性变形过程视为外加应力和统计变化的晶间反应应力共同作用的结果。结果表明,反应应力模型适用于评价多晶钛的变形行为。该模型预测了变形后的钛晶粒内发生的滑移,实验数据证实了该模型的正确性。变形晶粒中滑移和孪晶的分布不均匀,与晶粒应变分布不均匀相对应。这种不均匀的晶粒应变也可以由取向不同的相邻晶粒变形而产生。当一个晶粒的塑性变形与其相邻晶粒的塑性变形有显著差异时,就会触发附加的局部滑移,从而降低晶粒间的应变不协调。塑性应变在某些情况下是通过机械孪生来实现的,它与滑移协同以满足晶内和晶间的应变连续性。     

纯钛压缩变形下的晶体塑性有限元分析

考虑滑移和孪晶变形机制,建立描述密排六方结构(HCP)金属力学行为的晶体塑性模型。利用该模型对纯钛在室温下的单向压缩试验进行模拟,模拟结果和实验结果吻合,证明模型具有可靠性;揭示了孪晶体积分数的变化规律、饱和的原因、参数对其的影响,以及速率敏感系数对结果的影响规律。