材料塑性与几何尺寸关系研究

为找出微成形过程中材料塑性与几何尺寸间的关系,在常温下对具有不同晶粒尺寸和几何尺寸的铜试件进行了拉伸实验.结果表明,在试件直径不变条件下,随着晶粒尺寸的增大,材料的延伸率逐渐降低;在晶粒尺寸不变条件下,随着试件直径的减小,材料延伸率在逐渐降低;材料的延伸率与试件晶粒个数有关;随着晶粒尺寸的增大或试件直径的减小,材料延伸率的波动性在逐渐增大.为微成形工艺设计、模具设计提供了必要的信息和基础数据.     

黄铜箔拉伸屈服强度的尺寸效应

为了研究金属箔的塑性变形性能与尺寸的相关性,在常温下对不同厚度和晶粒尺寸的黄铜箔试样进行了单向拉伸实验.结果表明:随着厚度或晶粒尺寸的减小,箔的屈服强度都会升高,晶粒尺寸对屈服强度的影响满足Hall-Petch细晶强化关系,厚度减小使屈服强度升高也可以主要归结于晶粒尺寸的减小.此外,当箔的厚度小于100 靘时,厚度/晶粒尺寸比不能表征屈服强度的尺寸效应.     

C5210磷青铜薄板成形行为的尺度效应（英文）

为研究厚度、晶粒尺寸对C5210磷青铜薄板力学性能和成形性能的影响,通过不同温度退火热处理得到不同晶粒尺寸的试样,然后在常温下对具有不同厚度和晶粒尺寸的试样进行单向拉伸试验。结果表明:当厚度在50~800μm范围内,材料的屈服强度随着厚度的减小而增大,而加工硬化指数和伸长率随着厚度的减小而减小,提出了描述屈服强度随厚度减小而增大关系的修正模型;材料的屈服强度随着晶粒尺寸的增大而减小,但加工硬化指数随着晶粒尺寸的增大而增大,伸长率则随着晶粒尺寸的增大先增大到一个峰值后再减小。通过扫描电镜观察拉伸试样的断口形貌发现所有试样断裂方式均为韧性断裂,并且随着厚度的增大断口韧窝的密集度增大,而晶粒尺寸越大的试样断口韧窝密集度越小。     

准静态加载下时效态Inconel 718薄板的各向异性屈服准则及硬化模型构建

当金属件的特征尺寸缩小到微尺度时,会产生尺寸效应,从而使对微成形的理解变得复杂。本文以0.1mm厚的时效态Inconel 718薄板为研究对象,对其进行了力学性能测试。基于力学测试数据,探究了时效态Inconel 718薄板在相同应变速率、不同拉伸方向上各向异性、延伸率、屈服强度及最大抗拉强度的变化规律,并建立了介微观尺度下各向异性及屈服强度的预测模型和考虑应变量及应变速率的准静态硬化模型。结果表明：时效态Inconel 718薄板具有明显的各向异性,其延伸率以45°为极值点呈现先增大后减小的变化规律,屈服强度和最大抗拉强度的变化规律与之相反。由于尺寸效应的存在需要两组不同的材料参数对各向异性及屈服强度进行预测。当应变速率大于0.1 s_^-1时,材料屈服强度表现出明显的应变速率敏感性,该硬化模型不再适用。     

微米尺寸不锈钢的形变与疲劳行为的尺寸效应

采用聚焦离子束溅射蚀刻加工了微米尺寸304不锈钢悬臂梁试样．利用静态及动态弯曲加载研究了微米尺寸材料的形变与疲劳开裂行为．结果表明：随薄膜厚度的减小,材料的屈服强度升高,塑性下降．屈服强度随悬壁梁厚度的变化关系与Hall—Perch晶粒强化关系相似．微小悬壁梁屈服强度的升高来源于小尺度材料在非均匀变形下引起的应变梯度贡献的增加;而塑性下降则归因于较薄薄膜的晶粒内较少的可动位错．疲劳裂纹从尖缺口处萌生的门槛值接近块体材料．     

不锈钢超薄板的力学性能及成形极限研究

为了研究三种不同厚度的304不锈钢的力学行为和成形极限,进行了单向拉伸和胀形试验。使用材料力学性能参数建立了刚模胀形有限元模型。结果表明,随着板料厚度的减小,材料的屈服强度先减小后增大,抗拉强度和伸长率先增大后减小,表现出明显的力学性能尺寸效应;超薄板的最大胀形深度和成形极限随着板料厚度的减小先增大后减小,表现出与宏观尺寸不同的变化规律;仿真与试验成形极限曲线较吻合,证明了该模型在预测金属超薄板成形极限上的准确性。     

SS304微型管件的液压胀形

微型管件液压成形技术是金属微管在高压液体的作用下产生塑性变形后贴合模具,从而成形出截面形状复杂的微型管件的技术。通过拉伸试验和胀形试验分别研究了SS304微管的材料性能的尺寸效应和微管壁厚、晶粒尺寸对微管成形性能的影响,结果发现,SS304微管随着壁厚的减小,表现出"越薄越强"和"越薄越脆"的尺寸效应;SS304微管的胀破压力和抗拉强度的比值与宏观尺度下的管件的胀破压力和抗拉强度的比值偏离较大,导致这种偏差的主要原因与SS304微管材料性能的尺寸效应有关。     

热处理制度对Ti-B19合金强度和断裂韧性优化匹配的影响

研究了Ti-B19合金固溶和时效热处理对显微组织和机械性能的影响,优化Ti-B19合金强度和韧性的匹配.结果表明β固溶时效处理后的拉伸强度和屈服强度几乎为常数,与β晶粒尺寸关系不大,塑性随着晶粒细化而增加,断裂韧性反而减少.较高温度的固溶处理,有利于断裂韧性的提高.在相同温度固溶处理后,随着时效温度的增加,拉伸强度降低,塑性和断裂韧性增高.断裂韧性随着抗拉强度的增加而线性减少.为了获得较好的强度-塑性-韧性,可进行900-950℃β固溶和520-540℃时效.     

包套在铝合金粉末热等静压成形中的屏蔽效应及其对性能的影响

通过数值模拟和热等静压实验,研究包套在铝合金粉末热等静压成形过程的屏蔽效应及其对性能的影响,建立包套对等静压力屏蔽效应的关系公式。结果表明:包套对等静压力的屏蔽效应与包套的几何尺寸、壁厚、屈服强度有关系,包套越厚,其屏蔽效应越显著,降低热等静压过程中粉末颗粒重排阶段的致密化程度。由于包套的屏蔽,对于二元共晶和三元共晶的液相没有实现完全挤出,在粉末颗粒与颗粒交界处残留有没有被液相填充完全的孔隙,降低粉末件最终的致密度。当包套厚度较大时,降低了粉末铝合金材料的抗拉强度和屈服强度,而对材料塑性的影响不明显。     

微细C5210磷青铜板料的尺寸效应研究

为研究常温下晶粒尺寸和厚度对C5210磷青铜力学性能的影响,引入尺寸效应影响因子φ=厚度/晶粒尺寸。结果表明,厚度不同时,随着φ从14.7减小到6.3,屈服强度减小了48%,延伸率由25.5%减小到18.2%;晶粒尺寸不同时,随着φ的减小,屈服强度先快速下降,当φ减小到3.5后便缓慢下降,延伸率则先增大再减小,φ为3.5时延伸率达到最大值29.2%。通过扫描电镜观察拉伸试样断口,均为韧性断裂。厚度不同时,随着φ的增大,韧窝数量增多且尺寸增大,材料塑性较好;晶粒尺寸不同时,φ从10.6减小至3.5,断面收缩率增加,韧窝尺寸增大,材料塑性较好。而当φ值继续减小到0.8时,韧窝数量减少,且尺寸变小,材料的塑性变差。     

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 力学测试是钢铁质量检验的最后一道把关，如何提高力学测试及研究水平关系到减少质量异议和提升企业信誉度，因此，有必要从专业的角度借鉴其它先进经验和学习先进检测手段。本章综合力学测试的相关进展，结合笔者工作的相关数据，针对如何提高力学测试及研究水平进行了探讨。     

有机酯硬化剂对水玻璃砂的影响

通过正交试验分析了水玻璃的加入量增加和有机酯的加入对水玻璃砂的残留强度和24h熟强度的影响程度大小，结果表明：有机酯的加入使水玻璃砂的24h终强度达到了普通水玻璃砂的要求；水玻璃加入量的减少，使有机酯硬化水玻璃砂的溃散性有较大提高。     

Q550高强钢焊接接头强韧性匹配

在不预热条件下采用不同合金成分焊丝焊接Q550高强钢,试验研究焊丝中合金对焊缝组织、接头抗拉强度及冲击韧性的影响.结果表明,使用MK.G60-1焊丝可获得以针状铁素体为主的焊缝组织.焊缝中沿晶界分布的先共析铁素体在承受拉应力时易萌生裂纹,提高焊缝中针状铁素体含量可以提高接头抗拉强度和韧性.采用MK.G60-1焊丝接头抗拉强度接近母材的抗拉强度,断裂发生在熔合区.接头热影响区的冲击吸收功最高,而熔合区的抗拉强度和韧性最低.焊缝冲击断口纤维区均以穿晶断裂为主,断口韧窝产生的机理是微孔聚集型,针状铁素体区对应的韧窝较大,先共析铁素体对应的韧窝较小.     

热处理对硬钎焊焊缝性能的影响

通过对YG8合金与35CrMnSi钢硬钎焊焊缝热处理后的组织和性能的研究，分析了淬火工艺对焊缝剪切强度和抗弯强度产生的影响。结果表明，淬火温度越高焊缝性能越差，低温回火可使焊缝具有良好的性能。     

超高强度Cu-Ni-Si合金的研究进展

综述了Cu-Ni-Si系合金开发原理、成分设计及制备工艺,归纳总结了该合金性能与Ni、Si元素的质量比值、添加合金元素的种类和数量以及制备技术之间的关系,并介绍了不同工艺路线下Cu-5.2Ni-1.2Si合金时效后硬度和导电率的变化规律.     

关于钴基胎体材料对金刚石具有高把持力机理的探讨

应用扫描镜和Ｘ射线衍射技术对纯钴然金刚石刀头进行了形貌,结构观察和物相分析,发现金刚石和胎体间没有裂纹,断裂总是发生在基体上,而不是金刚石－钴界面上,并且金刚石表面覆有一层灰色薄膜物质。     

20Cr钢强韧化研究

研究了各种热处理方法对２０Ｃｒ钢强韧性的影响，用强韧化指数Ｋ比较各种热处理工艺的强韧化效果，结果表明，马氏体转变区２００℃分级淬火具有最好的强韧性，两相区再加热４００℃贝氏体等温淬火具有最好的强塑性。     

水玻璃加入量对微波硬化砂强度及溃散性影响的试验研究

采用微波加热技术来加热硬化水玻璃砂,对比分析了水玻璃的加入量对砂型试样抗拉强度和残留强度的影响规律。试验结果表明,在539W微波功率加热条件下,水玻璃砂的抗拉强度随着水玻璃加入量的增加而强度上升;在相同微波加热条件下,水玻璃砂的残留强度也随着水玻璃加入量的增多而增大。     

时效温度对超高强度不锈钢缺口抗拉强度的影响

借助轴对称光滑和缺口拉伸试验,研究了时效温度对超高强度马氏体时效不锈钢固溶和冷拔状态弹簧钢丝缺口抗拉强度的影响。研究结果表明：时效前的冷加工具有增强时效动力学的作用,降低了光滑和缺口拉伸抗拉强度峰时效温度,而且冷加工具有明显的强化效应,但强化效果随时效温度的提高逐渐衰减。从提高材料和构件的可靠性考虑,推荐500 ℃和480 ℃分别为固溶态和冷拔态钢丝的时效温度。     

低合金钢板力学性能研究

通过对二组同一厚度、力学性能尤其是屈服强度有明显差异的低合金钢板进行晶粒度、珠光体含量、铁素体显微硬度、带状组织以及化学成分对比试验。结果表明屈氏体组织以及带状组织是造成低合金钢板强度、塑性差异主要原因,而屈氏体组织、带状组织的产生和锰含量有很大关系。