H13钢高温压缩过程中温升对其变形行为及组织的影响

根据热锻工艺温度-时间特征,利用Gleeble-3800热模拟试验机对H13钢进行高温压缩试验,在变形温度为800~1 100℃,变形速率为0.1~10s-1条件下获得真应力-真应变曲线。试验结果表明:压缩过程中,外力做功会导致样品温度升高,温升幅度随变形速率的增加而增大,在较低温度下变形时温升更为显著,这部分温升有利于促进动态再结晶的软化过程。由此导致900℃以下变形的试样在更小应变下就可发生再结晶,其峰值应力不会随变形速率升高而增大,甚至略微降低,呈现出较好塑性。相同变形温度下,变形后的晶粒尺寸随温升幅度的增加而增大。     

09CrCuSb钢连铸坯的高温力学性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机对09CrCuSb钢连铸坯的高温力学性能进行测试,得到其在650～1 300℃的应力—应变曲线、高温强度、热塑性和塑性模量的变化规律。结果表明:应力—应变曲线中,应力峰值随测试温度升高而减小,当测试温度高于700℃时,应力—应变曲线中出现应力平台现象;连铸坯试样的高温强度较差,随温度升高,其高温强度整体呈下降趋势;在2.4×10~(-3) s~(-1)应变速率下,存在两个明显的脆性温度区间,第一脆性温度区间为1 200℃～熔点,第三脆性温度区间为700～800℃,在825～1 250℃时09CrCuSb钢连铸坯热塑性较好,断面收缩率均大于80%;连铸坯试样的高温塑性模量在675～1 300℃时小于660.099 MPa。     

SP700钛合金热变形行为及组织演变

采用Gleeble3800热模拟试验机对SP700钛合金进行热压缩试验,研究合金在变形温度为800～880℃、应变速率为1～10 s–1、压缩变形量为30%和50%条件下的流变行为及显微组织演变.结果表明,随着变形温度升高和应变速率降低,SP700钛合金热压缩变形的峰值流变应力降低.合金在800℃压缩变形时,流变应力曲线呈明显的动态软化,其显微组织中α片层逐渐破碎球化,部分α片层发生动态再结晶.随变形温度升高,合金压缩真应力–应变曲线呈稳态流变状态.在相同变形温度下,随应变速率和压缩变形量增加,α片层球化程度增加.热变形过程中,平行于压缩轴的α片层在压应力作用下弯曲扭折,片层内取向差不连续存在,并于不连续处存在新α/α界面.垂直于压缩轴的α片层在压应力作用下界面发生起伏,片层内部存在累积取向差.在界面起伏处β相楔入α片层,最终导致α片层的破碎球化.     

粉末冶金60Al–30Fe–10Bi合金在高速冲击下的变形行为与微观组织演化

通过粉末冶金技术制备60Al–30Fe–10Bi合金药型罩材料,采用分离式霍普金森(Hopkinson)压杆测试了铝基合金在变形温度从25~450℃和应变速率从1300~7000 s~(-1)下的动态冲击压缩力学性能,研究了其动态变形前后微观组织的演变规律和断裂机制。结果表明:60Al–30Fe–10Bi合金在动态冲击压缩下的流变应力主要依赖于温度的变化,流变应力随变形温度的升高而降低,而应变速率对流变应力的影响不大;合金在25℃、1300 s~(-1)下的高速冲击载荷作用下的失效原因是发生了绝热剪切。     

BT25钛合金高温变形行为

对BT25钛合金在温度为950~1 100 ℃,应变速率为0.001~10 s-1条件下的高温变形行为进行了研究,分析了热力学参数对流变应力和微观组织的影响,并以Arrhenius方程为基础,构建了本构方程,最后进行了验证.结果表明:BT25合金在相同温度和应变速率下变形,变形量越大,动态再结晶越充分并细化了晶粒.相同变形量,变形温度越低,应变速率越高,动态再结晶晶粒尺寸越细小;流变应力随应变速率的增加而增加,随变形温度的升高而减小;BT25合金在α+β两相区（950~1 010 ℃）Q=763.51 kJ/mol,β相区（1 040~1 100 ℃）Q=231.36 kJ/mol.      

HTRB600级高强钢筋高温下的力学性能

为研究600 MPa级高强钢筋高温下的力学性能,对HTRB600级热处理高强钢筋进行高温下的拉伸试验,分别测得其在20,200,300,400,500,600,700及800℃高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度、极限强度及应力-应变曲线.试验结果表明:HTRB600级高强钢筋高温下屈服强度、极限强度、比例极限与弹性模量均随着温度的升高而显著降低.500℃时其高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度与极限强度降低为不足常温下的50%,800℃时已不足常温下的10%.高温下HTRB600级高强钢筋应力-应变曲线随温度的升高逐渐趋于圆滑,当温度达到200℃时,屈服台阶就已消失.600 MPa级钢筋高温下屈服强度和极限强度的降低程度明显大于其他钢筋500 MPa以下强度的钢筋.最后提出了适用于HTRB600级高强钢筋的高温下应力-应变曲线简化计算模型.      

基于SHPB的不同含水状态砂岩动态响应

为研究不同含水状态岩石力学性质的变化规律，并保证仅受含水量这一单一因素的影响，以砂岩作为试验材料，制备饱和系数分别为2.82%、52.11%、100%的干燥、半饱和、饱和三种不同含水状态的岩石试样，进行静载以及8种不同冲击能量作用下的动力学性质的研究.通过试验可知:在静载作用下，相比干燥岩石，半饱和、饱和岩石试样的应力-应变曲线随含水量增加出现了峰值明显降低的现象，抗压强度分别降低了8.12%、19.26%.动载作用下，随应变率的增加，3种岩石强度均呈现不同程度的线性变化，应力-应变曲线出现右移及峰值增加的现象，且干燥岩石与含水岩石在卸载阶段有明显不同的两种趋势，特别是在卸载第二阶段.而在相同冲击能量作用下，岩石的含水量越大，其破碎程度越大.      

2205双相不锈钢的高温变形行为研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上进行热-力模拟试验,得到实验数据并分析试样的热塑性、变形抗力,并利用金相显微镜对其进行金相组织的分析。在950~1 200℃温度区间进行高温拉伸试验,绘制出样品的热塑性曲线与热强度曲线,通过热塑性曲线说明在950~1 200℃范围内具有良好的塑性,通过热强度曲线可以观察到屈服强度随温度的升高而降低;在变形温度为950~1 200℃,应变速率为0.1,1,5和10 s-1时进行高温压缩试验,绘制出真应力-应变曲线和变形抗力曲线,结果显示,变形抗力随应变量的增大而迅速达到最大值,而后趋于平缓,随着温度的升高,变形抗力呈下降的趋势。     

TC4钛合金的表面氧化及其对疲劳性能的影响

将TC4钛合金在300~850℃下进行了热处理,研究了不同温度处理后材料表面氧化层的特征变化和表面氧化层对材料疲劳性能的影响。结果表明,随温度的升高,氧化层的颜色发生了变化,氧化层的厚度增加,550℃后增加速度明显加快;试样在空气中经过800℃×3 h热暴露后,疲劳强度降低了约200 MPa。     

Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金的二次挤压热变形行为

采用Gleeble-1500型热模拟机在变形温度为360~480℃、应变速率为0.01~10 s-1、真应变为0~0.7的条件下,研究Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金二次挤压过程的热变形行为,获得其热变形工艺参数,并分析热变形后的显微组织。结果表明:合金的峰值应力随应变速率的增大而提高,随应变温度的升高而降低;在变形温度、应变速率相同的情况下,一次热模拟的峰值应力均大于二次热模拟(450℃,10 s~(-1)除外);合金二次挤压过程的流变应力可以采用含Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式来描述;由于二次热模拟试样中位错及晶界运动增强,使二次热模拟的激活能(Q)、应力指数(n)均小于一次热模拟的相应参数,导致二次挤压较一次挤压容易发生再结晶。     

不同热冲击过程花岗岩I型和Ⅱ型断裂特性研究

在岩石工程中发生的与高温相关的灾害中,快速降温的影响（热冲击）不可忽视,因此,研究在不同程度的热冲击作用下花岗岩的断裂特性可以对遭受高温灾害后岩石工程的稳定性分析提供理论依据和技术支撑。在本研究中,花岗岩被加热至目标温度（200 ℃、400 ℃、600 ℃）,利用制冷剂的不同温度（-20 ℃、20 ℃、60 ℃） 为高温试样提供不同速率的降温处理。热处理前后对试样干密度、孔隙率和纵波波速进行测定,并通过巴西劈裂试验测试试样Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧度。试验结果表明：干密度、纵波波速以及Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧度均随降温速率的增大而减小,孔隙率则随降温速率的增大而增大;快速冷却引发的拉应力是造成花岗岩损伤的主要原因,且与岩石试样和制冷剂之间的温差呈正相关。     

不同张开度裂隙类岩体循环加卸载下滞回环特征与损伤变形分析

为探究张开度和不同应力等级循环加卸载复合影响下裂隙岩体的损伤特性和裂纹演化规律,利用水泥砂浆制备不同张开度单裂隙类岩石材料,基于RMT-150B岩石力学试验机对类岩石材料开展了3种等级的应力循环加载试验,分析了裂隙类岩石材料的应力—应变曲线特征、滞回环面积变化规律、动弹性模量变化规律及损伤特性。试验结果表明：类岩石材料的强度随应力循环等级的增大而出现弱化现象,同时循环过程中加卸载曲线形成的滞回环由刚开始的“密集型”转为“稀疏型”;类岩石材料滞回环的面积随着循环次数的增大呈递减趋势,而滞回环面积随张开度的增大呈递增趋势;当循环应力和循环次数相同时,类岩石材料的动弹性模量随着张开度的增大呈递减趋势;随着应力循环等级的增大,类岩石材料的损伤变量随着循环次数的增加呈现为递减—缓慢增长—急剧增长趋势,且不同应力等级下裂纹的演化各不相同。     

低温条件下边坡岩石动态力学特性实验研究

我国多年冻结区和季节性冻结区面积广泛，在这些地区进行工程建设和矿产资源开采必须考虑特殊的地质和气候条件，其中寒区边坡的稳定性问题值得研究。以位于西藏自治区的玉龙铜矿为例，矿区平均海拔约4000 m，最冷月日平均最低气温约?20 ℃，冻结期长，边坡稳定性受冻融作用显著，冻结岩层给爆破开挖带来诸多困难，制约了矿山生产效率。为研究低温条件下边坡岩石的动态力学特性，从西藏玉龙铜矿边坡钻取了大理岩试样，借助含低温控制系统的分离式霍普金森压杆（SHPB）实验系统，对常温干燥、常温饱水和低温冻结三种状态的岩样进行了动态拉压力学实验，以探究温度、含水量对岩石动态力学性质的影响。试验结果表明:(1)受低温水冰相变和岩石基质冷缩的共同影响，?20 ℃冻结岩样的平均单轴动态压缩、拉伸强度较常温下有所增大。其中，岩石基质的冷缩现象是造成冻结岩石强度显著提高的主要原因。四种应变率下，压缩应力分别增大1.30、1.62、1.41、1.43倍，拉伸应力分别增大1.36、1.28、1.22和1.29倍；(2) 受孔隙水软化影响，饱水岩样动态强度小于干燥岩样，因此同一应变率下的实验数据满足规律，即冻结岩样强度最高，干燥次之，饱水最低；(3)相同应变率下，饱水大理石的动态冲击破碎时间最长，且随应变率增大下降速度最快，同时，在相同应变率下，冻结岩样破碎耗能大于常温耗能，随应变率变化增幅最大。      

Cu-Cr-Zr合金热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,在变形温度650~850℃、应变速率0.001~10 s~(-1)和总压缩应变量50%的条件下,对Cu-Cr-Zr合金的流变应力行为进行研究.通过应力-应变曲线和显微组织图分析了合金在不同应变速率、不同应变温度下的变化规律.结果表明:应变速率和变形温度对合金再结晶影响较大,变形温度越高,合金越容易发生动态再结晶;应变速率越小,合金也同样容易发生动态再结晶,并且对应的峰值应力也越小.从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金热压缩变形时的热变形激活能Q和流变应力方程.研究分析Cu-Cr-Zr合金的热加工性能,可为生产实践提供理论指导与借鉴.     

GH4720Li合金中温区低周疲劳行为研究

摘要：奥氏体沉淀强化GH4720Li合金用于制备航空发动机涡轮盘,其服役条件下的疲劳性能是当前研究的热点。研究了GH4720Li合金在中温区（450和550℃）不同应变条件下的低周疲劳行为。结果表明,GH4720Li合金的剪切模量和杨氏模量随着温度的升高而不断降低,但是中温区的抗拉强度和屈服强度不随温度而剧烈下降。GH4720Li合金的低周疲劳寿命随着应变值的升高而降低。在550℃/09%最大应变值时,疲劳寿命存在一个“平台”而表现出极大的分散性,当最大应变值低于“平台”时,低周疲劳寿命随温度升高而升高。GH4720Li合金疲劳寿命的“平台”现象是因为样品表面裂纹萌生和内部裂纹萌生2种断裂失效模式的竞争导致。     

温度冲击对花岗岩动态拉伸力学性能的影响

在特定情况下,岩体工程中的岩石会经历温度快速变化（温度冲击）,因此研究温度冲击对岩石的影响对实际工程中岩体的稳定性分析有重要意义。通过将花岗岩试件加热至3种高温（200,400,600 ℃）,并采用3种方法冷却,研究了温度冲击对花岗岩物理性质的影响;使用分离式霍普金森压杆研究了温度冲击对花岗岩动态拉伸特性的影响,发现其动态拉伸强度随加热温度和冷却速率的增大而减小;使用高速摄影仪记录试件拉伸破坏时的裂纹形态,结合碎块形态,分析温度冲击对花岗岩的损伤程度,得出200 ℃加热条件下花岗岩不产生温度冲击,而在400 ℃和600 ℃加热条件下,花岗岩损伤程度随加热温度和冷却速率的增大而增大。     

高温空气燃烧技术中换向时间对炉内工况的影响

 为了研究在高温空气燃烧技术中换向时间对炉内场量分布和节能效果的影响，在流量控制模式下进行了各种不同切换时间的实验，并采用了3种不同的蓄热体，实验发现升温阶段不进行切换能够解决冷态点火启动困难的问题；实验条件下，分别比较了蓄热速率、炉温分布的均匀性和排烟NO浓度随切换时间的变化，并比较了蜂窝蓄热体和小球蓄热体的蓄热能力。所得结论有一定的应用价值。     

Ni_3Al基MX246A合金的应力-应变曲线及加工图

在MTS810试验机上进行了MX246A合金的热压缩试验,获得了不同变形条件下该合金的真应力-真应变曲线,建立了MX246A合金的热加工图。结果表明,Ni3Al基MX246A合金的流变应力随着变形程度的增加先达到峰值应力,之后逐渐降低,趋于稳态流变。在较高的应变速率变形时容易达到稳态流变,在较低的应变速率时,随着应变量从临界应变逐渐增大,流变应力单调递减,并且随着温度的升高,单调递减的速率逐渐增大。真应变量为0.7的MX246A合金的加工图上存在一个安全加工区,对应的温度在1 220℃附近,应变速率在0.001s-1附近。随着真应变量的增大,功率耗散峰值区域逐渐向高温区移动,功率耗散的微观机制随之由动态回复向γ′相的回溶转变。