直径方向上仅有几个晶粒时纯镍丝材的拉伸变形行为（英文）

研究纯镍丝材单向微拉伸塑性变形过程中的流动应力和非均匀变形行为尺寸效应。实验发现,流动应力随晶粒尺寸的增加(或直径方向上晶粒数量的减少)而降低,而非均匀变形程度增加。当直径方向上少于9.3个晶粒时,流动应力随晶粒尺寸增加而快速降低。通过引入晶界尺寸因子构建介观尺度材料本构模型揭示丝材微拉伸流动应力尺寸效应。结果表明,断裂应变和断裂应力随着晶粒尺寸的增加而减小。当试样直径方向上少于14.7个晶粒时,断裂应变和断裂应力快速降低,表明微拉伸过程中的非均匀变形程度随着直径方向上晶粒数量的减小而增加。当试样直径方向上的晶粒数量减少时,断口形貌变得越来越不规则。从材料微观组织分布方面分析了不规则断口形貌的形成机理。     

工业纯铝在室温和深冷轧制条件下的微尺寸效应

对1060工业纯铝分别进行室温轧制和深冷轧制,取成品厚度为300、200、100、50和25μm 5组试样进行拉伸试验。结果表明,经过室温轧制的轧件,当其厚度减薄至100μm时出现微尺寸效应,即厚度大于100μm时随厚度减小抗拉强度增大,厚度小于100μm时随厚度减小抗拉强度减小;发现100μm是纯铝室温轧制时出现尺寸效应的临界值。与室温轧制相比,经过深冷轧制轧件微尺寸效应的临界值相同而表现形式不同,厚度小于临界值100μm后其抗拉强度随厚度减小而增加的速度加快。在相同厚度条件下,深冷轧制后的轧件比室温轧制的晶粒内部亚结构更细小,分析认为这是其强度高于室温轧制的一个原因。     

芯丝中Ta分布对NbTiTa超导线材性能的影响

用Nb47Ti片和Ta片制备NbTiTa/Cu超导线材,在三次热挤压和热处理后NbTiTa超导线材的芯丝中Ta成豆状和条带状,Ta和Nb47Ti间的互扩散很小。在NbTiTa超导芯丝中α-Ti钉扎中心成条带状,厚度为5～10nm,间距为20～50nm,讨论了α-Ti钉扎中心的尺寸和间距对磁通钉扎效果的影响。结果表明,当温度降到3.0K时NbTiTa/Cu超导线材在高场中的临界电流密度反映出Ta在芯丝中作为非超导相依然能够起到提高线材的上临界场和高场中临界电流密度的作用。不同直径的NbTiTa/Cu超导线材的临界电流密度表明,较大的最终附加应变对临界电流密度的提高具有重要意义,如果进一步减小线材的直径,线材的临界电流密度可以继续提高。     

高强高导Cu-Nb微观复合材料的尺寸效应

高强度高电导Cu-Nb微观复合材料具有纳米结构的Nb芯丝和纯Cu层,材料的尺寸效应促使力学性能呈规律变化。通过不同线材尺寸的应力应变曲线测试研究了材料强度随内部Nb芯丝尺寸的变化规律,通过纳米压痕手段分析了材料弹性模量和纳米压痕值随随材料尺寸的变化特征。结果表明,材料的强度实测值远大于混合定律计算的理论值,且随Nb芯丝尺寸的减小强度呈指数增加,Nb芯丝纳米硬度值也随尺寸的减小显著增加。与电子自由程相关的界面电子散射作用是影响材料电导的主要因素。     

加载速率和钎料厚度对SnAgCu/Cu焊点剪切行为影响

采用四种加载速率(1,0.1,0.01,0.001 mm/s),对四种钎料厚度(0.1,0.2,0.3,0.6 mm)的SnAgCu/Cu搭接焊点进行了剪切破坏试验,分析了不同加载速率以及钎料尺寸对焊点抗剪切性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了剪切试样断口形貌、裂纹的萌生位置及扩展路径,阐释了SnAgCu/Cu焊点断裂失效机理. 结果表明,加载速率在0.001~1 mm/s范围内,焊点抗剪切强度随加载速率的增加而增大,不同加载速率条件下焊点的断裂模式都为韧性断裂. 不同钎料厚度的SnAgCu/Cu焊点随着焊点厚度的减小,其抗剪切性能提高,表现出明显的体积效应,其裂纹萌生位置逐渐由焊点内部向IMC层转移. 焊点断口形貌为拉伸撕裂型伸长韧窝和剪切平面,断裂机理为微孔聚集型-纯剪切复合断裂.     

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。     

铝合金搅拌摩擦焊接头服役孔洞裂纹扩展规律研究

以不同尺寸孔洞缺陷的2024铝合金搅拌摩擦焊接头为研究对象,在对接头进行分区建模基础之上,通过试验和有限元数值模拟研究了接头孔洞大小对接头服役裂纹扩展的影响规律。研究表明,接头在准静态服役条件下,力学性能随孔洞减小而不断提高;孔洞直径减小至0.1 mm时,接头力学性能与无缺陷接头相同,断裂于热影响区;而当孔洞直径大于0.1 mm时,接头均断裂于含有孔洞缺陷的焊核区。在交变载荷服役条件下,接头疲劳力学性能随孔洞减小而不断提高,随孔洞增大对载荷的敏感性逐渐降低;断裂的瞬间断口会有温升现象且均断裂于有孔洞缺陷的焊核区。     

循环载荷幅值对7075-T7451铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响

在不同幅值循环载荷条件下对7075-T7451铝合金紧凑拉伸(CT)试样进行拉伸疲劳试验,对其疲劳裂纹扩展速率和应力强度因子幅值ΔK进行了研究,并用扫描电子显微镜观测试样的断口形貌。结果表明：随着循环载荷幅值的增大,试样的疲劳寿命缩短,裂纹的扩展速率增大;试样宏观断口形貌的裂纹稳态扩展区域减小,而瞬时断裂区域增大。稳态扩展区主要以疲劳条带扩展机制为主,且疲劳条带间距随循环载荷幅值的增大而增大;瞬断区的断口形貌以韧窝断裂为主,韧窝尺寸随循环载荷幅值的增大而减小。     

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。     

双槽电沉积法制备Cu/Ag纳米多层膜

双槽电沉积法制备了不同调制波长的Cu/Ag金属多层膜(Cu膜和Ag膜等厚),用扫描电子显微镜观察了多层膜的层状结构,并研究了不同调制波长下多层膜的显微硬度变化.结果表明:双槽电沉积法制备的Cu/Ag多层膜层状结构明显.当调制波长大于100 nm时,显微硬度随调制波长减小而增加;当小于100 nm时,硬度随调制波长减小而...     

热处理工艺对ER7车轮钢力学性能的影响

ER7车轮钢经不同工艺热处理后,可获得珠光体片层间距以及铁素体含量不同的显微组织,并对不同工艺处理试样的拉伸性能及－20 ℃冲击性能进行了测试。结果表明,随冷却速度的增大,车轮钢铁素体含量增加,珠光体片间距和珠光体球团尺寸减小。增大冷却速率,会使车轮钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率都随之增加。随着珠光体片间距和晶粒尺寸减小,车轮钢的断裂韧性也相应增大。在850 ℃加热并通过水雾冷却后的车轮钢试样强韧匹配最好,综合力学性能最好。     

热解还原法制备镀镍ZrO2增强低银SnAgCu系复合钎料及其钎焊

本文采用热分解-还原法制备镀镍ZrO2增强相,粉末冶金法制备镀镍ZrO2增强Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料,研究了ZrO2纳米颗粒表面金属化以及其对Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料的微观结构、材料性能及钎焊接头的影响。结果表明:经机械预处理的ZrO2粒径减小、团聚降低;采用热分解-还原法成功地制备出了镀镍ZrO2增强相,Ni粒子以8-11 nm间距均匀附着于ZrO2表面,ZrO2(02)和Ni(11)界面呈半共格关系;添加适量镀镍ZrO2对Ni/ZrO2-Sn1.0Ag0.5Cu复合材料的熔点、电阻率影响不大,提高了润湿性和抗拉强度,在镀镍ZrO2增强相添加量为0.7 wt.%时Ni/ZrO2-Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料抗拉强度、钎焊接头剪切强度均达峰值,较基体材料的相比提高了43.3%、40%。随着Ni-ZrO2增强相的添加,复合钎料钎焊接头的断裂位置由界面IMC层向过渡区的近钎缝侧移动,断裂机制由韧-脆混合断裂逐渐转为韧窝为主的韧性断裂。     

时效制度对Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率、拉伸性能、撕裂性能等性能测试和差示扫描量热(DSC)、透射电镜(TEM)等分析方法研究单级时效和多级断续时效对高Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响.结果表明与T6态合金相比,多级断续时效处理在保持合金强度、硬度和电导率同时,显著提高合金的断裂韧性;160℃单级时效过程中,Ω和θ′相同时析出;断续时效第一级和第三级时效的主要析出相与单级时效的类似,第二级低温时效过程中,θ′相明显析出,未出现明显的Ω相析出特征.     

Nb-V微合金化高碳钢在弹性盖板针布用钢丝上的运用

通过对比添加Nb前后72B钢丝的显微组织、拉伸曲线、弯曲次数分析了钢丝的基本性能变化。结果表明,与72B钢丝相比,添加Nb后钢丝成品的晶粒度从12.5~13级升高至14~14.5级;屈服强度从1745.8 MPa提升至2108 MPa, 提高了约20.7%;抗拉强度从1930.7 MPa提升至2209.5 MPa, 提升了14.4%;断裂前的弯曲次数从1041次增加到1335次,增加了28.2%。说明钢丝在盖板针布的工作环境下具备更好的耐磨性,可以显著提高盖板针布的使用寿命。通过现场试验的验证,新材料钢丝制成的盖板针布的寿命提升了约30%。     

Role of bismuth on solidification,microstructure and mechanical properties of a near eutectic Al-Si alloys

Computer aided thermal analysis and microstructural observation showed that addition of bismuth (Bi) within the range of 0.25 and 2 wt% produced a greater effect on the Al-Si eutectic phase than on primary aluminium and Al₂Cu phases. Results showed that with addition of 1 wt% Bi the eutectic silicon structure was refined from flake-like morphology into lamellar. Bi refines rather than modifies the Si structure and increases the Al-Si eutectic fraction solid and more significantly there was no fading even up to 180 min of melt holding. Transmission electron microscopy study showed that the Si twin spacing decreased from 160 to 75 nm which is likely attributed to the refining effect of Bi. It was also found that addition of 1 wt% Bi increased the tensile strength, elongation and the absorbed energy for fracture due to the refined eutectic silicon structure.     

合金元素对Cu-Ag合金组织、力学性能和电学性能的影响

采用冷变形及中间热处理方法制备了具有双相纤维复合组织的Cu-Ag合金，研究了成分与组织，性能的关系，随着变形程度的增加，合金强度上升而电导率下降，合金中Ag含量由6％增加至24％时，铸态组织中第二相数量明显增多，变形后能够形成更多的Ag纤维复合相，因而合金强度明显上升，在Cu-6%Ag中添加1％Cr元素可以使合金基体得到进一步强化并在一定程度上细化了Ag纤维相，也可使合金度得到显著改善，在Cu－6%Ag-1%Cr合金中添加微量稀土元素可使Ag纤维分布更为弥散，因而使合金在不降低导电性的同时增加强度，尤其在高强度范围内这种作用更为显著。     

扩展路径低温ECAP及时效热处理对Cu0.6Cr合金的组织和性能影响

采用光学显微镜和X射线衍射仪对Cu0.6Cr合金经低温扩展路径等通道转角挤压（ECAP）后的组织演变规律进行了研究。采用扫描电子显微镜和能谱仪研究了Cu0.6Cr合金经不同时效热处理条件后的晶粒大小、析出相分布规律和断裂特征。并且分别测试了合金经低温ECAP和低温ECAP+时效热处理后的抗拉伸强度、硬度和导电率。结果表明,Cu0.6Cr合金经低温ECAP变形后形成明显细化且相互交割的纤维组织,并且合金在变形中始终保持（111）面的择优取向。时效热处理的合金变形量越大,析出相的数目和尺寸就越大,第二相析出速率也越快。5道次合金经450 ℃时效2 h后的抗拉伸强度为568.1 MPa,维氏硬度为1624.8 MPa,导电率为82%IACS。     

Microstructures and properties of cold drawn and annealed submicron crystalline Cu-5%Cr alloy

The microstructures and properties after cold drawing and subsequent annealing of submicron crystalline Cu-5%Cr (mass fraction) alloy were investigated. The results show that, the microstructure of submicron crystalline Cu-5%Cr can be further refined by cold drawing. After cold drawing, the grains of Cu-5%Cr alloy with grain size of 400-500 nm can be refined to be cellular structures and subgrains with size of 100-200 nm. Both strength and ductility of Cu-5%Cr alloy can be enhanced by cold drawing, and the optimal mechanical properties can be achieved with drawing deformation increasing. It is suggested that dislocation glide is still the main mechanism in plastic deformation of submicron crystalline Cu-5%Cr, but grain boundary slide and diffusion may play more and more important roles with drawing deformation increasing. When the cold drawn Cu-5%Cr wires are annealed at 550 ℃, fine recrystal grains with grain size of 200-300 nm can be obtained. Furthermore, there are lots of fine Cr particles precipitated during annealing, by which the recrystallization softening temperatures of the cold drawn Cu-5%Cr wires can be increased to 480-560 ℃. Due to the fact that Cr particles have the effect of restricting Cu grains growth, a favorable structural thermal stability of the submicron crystalline Cu-5%Cr can be achieved, and the submicron grained microstructure can be retained at high temperature annealing.     

亚稳态ARB-Cu的微观结构与力学行为对退火工艺的响应关系

为研究退火热处理对累积叠轧法(ARB)制备的亚稳态超细晶纯铜的微观结构和力学性能的影响,在100～250℃内对ARB-Cu分别退火10、30及60 min.通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和万能力学试验机对ARB-Cu的微观结构、力学性能以及断口形貌进行了分析.结果表明:随着退火温度的升高,ARB...