TC4 ELI钛合金包申格效应试验研究

为研究TC4 ELI钛合金常温下循环加载的包申格效应,进行了单轴拉伸-压缩的循环加载试验,获得了TC4 ELI循环加载的应力应变曲线,并通过计算获得了表征钛合金包申格效应的参数,包括包申格应变β、包申格应力参数和包申格能量参数。试验结果表明包申格应变及包申格应力参数随预应变量增大而近似线性增加,包申格能量参数变化不大且反向屈服应力随预应变量增加而大幅降低。     

细晶TC4钛合金的动态再结晶行为及数值模拟

采用实验和有限元模拟相结合的方法,研究了经连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金热加工过程中的动态再结晶（DRX）行为。通过实验得到的真应力-应变曲线,建立了细晶TC4钛合金的临界应变模型和DRX动力学模型,并基于所建立的DRX模型,采用DEFORM-3D软件对其热压缩过程进行了模拟。结果表明:热压缩工艺参数对细晶TC4合金的DRX行为有显著影响;随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶的体积分数（XDRX）及其晶粒尺寸均增大;随着应变的增大,变形区的等效应变和区域范围均增大;合金变形时,XDRX的实验值与其模拟值的相关性为0.9762,表明所建立的模型具有较高的精度。     

双轴比例加载条件下含氢化物Zr-4合金变形行为的数值分析

采用有限元数值分析方法,模拟了含氢化物Zr-4合金拉-扭双轴比例加载下的变形行为.相同外加等效应变下,加载路径对含氢化物Zr-4合金的应力、应变分量的大小和分布有明显的影响,而对其等效应力-应变曲线影响较小.不同加载路径下, Zr-4合金基体的最大静水拉应力区位于氢化物与基体的界面附近.随着拉伸-扭转应变比的增加,基体中最大静水拉应力增加,而最大静水拉应力位置与外加剪切方向的夹角由45°逐渐转向90°.     

等离子烧结态TC4钛合金热变形行为及本构模型研究

在Gleeble-1500D热模拟机上对等离子烧结态TC4钛合金开展单向热压缩实验,研究该合金在应变速率为10-3～5 s~(-1)、变形温度为850～1050℃条件下的热变形行为。根据Arrheniu方程构建符合等离子烧结态TC4钛合金高温塑性变形的本构方程。结果表明:在初始变形阶段,由于加工硬化的作用,等离子烧结态TC4钛合金流变应力值随应变的增加迅速达到峰值应力,而后应力值开始减小并趋于稳定,表明该合金变形行为符合稳态流变特征;采用所建立的等离子烧结态TC4钛合金的Arrhenius双曲正弦本构方程能够较好地预测TC4钛合金的峰值应力,且预测值与实测值之间的平均相对误差为6. 73%。在950℃和0. 1 s~(-1)以及1050℃和5 s~(-1)条件下,模型平均相对误差绝对值分别为2. 03%和4. 67%。等离子烧结态TC4钛合金的平均变形激活能为411 k J·mol~(-1),平均应变速率敏感指数为0. 21。     

NiTi形状记忆合金回复应力-温度模型改进与实验研究

针对NiTi形状记忆合金的马氏体不完全逆转变带来的回复应力模型预测误差,开展了NiTi形状记忆合金一维回复应力-温度模型研究。在Brinson的形状记忆合金(SMA)一维本构模型基础上,增加马氏体回复因子为内变量,给出了马氏体回复因子与预应变的关系,综合考虑温度和应力对马氏体体积分数的影响,构造NiTi形状记忆合金回复应力-温度改进模型,通过实验测试了不同预应变量的NiTi合金回复应力与温度关系曲线。研究表明:本研究提出的改进模型预测的NiTi形状记忆合金回复应力-温度曲线,与实验曲线吻合较好。     

Zr-4合金拉-扭复合比例加载条件下的低周疲劳特性

研究了Zr-4合金管材在主应变比ε3／ε1=-0.8,-0．7,-0．6,-0．5和等效应变幅0．5％,0．7％,0．8％,0．9％,1．0％,1．1％下的低周多轴疲劳性能。结果表明：在拉-扭比例加载过程中,再结晶状态Zr－4合金表现为初期短暂硬化,随后持续软化的特性。Zr－4合金的循环等效应力-应变曲线位于单调曲线的上方,表现为循环硬化。主应变化对循环硬化曲线没有影响。相同Mises等效应变幅下,应变比越大,疲劳寿命越低。双轴疲劳过程中,Zr－4合金Mises等效应变幅与疲劳寿命之间呈指数关系。     

动态拉伸过程TC11钛合金绝热温升的功热转化系数确定方法

通过对分离式Hopkinson拉杆试验装置进行改进,在入射杆与透射杆上加入余波吸收器,消除了动态拉伸过程中反射余波对试件的二次加载,从而发展了动态拉伸复元试验技术。对TC11两相钛合金试件进行动态拉伸复元试验,获得了TC11合金在不同应变率下的等温应力-应变曲线,成功实现了材料的温度软化效应与应变硬化、应变率强化效应的解耦。并且对TC11钛合金开展了不同初始温度下的准静态拉伸试验,采用Johnson-Cook模型描述材料的温度软化效应,并引入绝热动态拉伸过程的绝热温升值对Johnson-Cook模型进行修正,当修正模型计算所得的绝热曲线与试验所得绝热曲线相互吻合时,可以确定TC11钛合金在不同应变率动态拉伸条件下塑性耗散功向热量的转化系数,并且发现了应变率500 s~(-1)下的转化系数要小于应变率190 s~(-1)下的转化系数。     

应变速率对TC4合金拉伸试验的影响

采用不同的应变速率进行拉伸试验,研究了应变速率对TC4合金抗拉强度及拉伸曲线的影响。结果表明,对于TC4合金,其抗拉强度受应变速率影响较为敏感,随应变速率的提高呈现不断增大的趋势,对比GB/T228.1-2010规定的几个应变速率范围,在范围4内浮动时对抗拉强度的影响较范围3更为显著;应变速率的改变也会对拉伸曲线造成影响,由第一速率转变到第二速率时会造成应力突变,第二速率越大,这种突变现象就越明显。通过透射电镜观察了组织中位错的变化情况,并对拉伸速率改变导致拉伸曲线产生应力突变的原因进行了探索。     

3J21合金简化本构关系的建立及其纳米压痕试验

为进一步研究3J21合金在塑性成形过程中的微观组织演变规律和强化机理,结合3J21合金在电子万能材料拉伸试验机上进行单轴拉伸试验所得的数据,建立了以应变ε和应变硬化指数n为基本参数的3J21简化Johnson-Cook本构关系方程。借助3J21合金的纳米压痕试验,测定该合金的弹性模量,并利用所建的本构关系方程对纳米压痕试验进行有限元模拟,模拟结果和压痕试验所得的载荷-压深曲线有较好的吻合。建立的简化本构关系可较好地描述3J21合金在常温准静态应变率试验条件下的应力应变特征。     

TC11钛合金应变率相关力学行为的实验和本构模型

利用MTS、中应变材料试验机和分离式霍普金森拉杆获得TC11钛合金在应变率1×10~(-3)~1×10~3 s~(-1)范围内的应力-应变曲线,利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察材料组织和断口形貌,基于修正的Johnson-Cook本构模型进行不同应变率下拉伸力学行为的有限元数值模拟。结果表明:TC11的初始屈服行为表现出明显的应变率强化特性,在中应变率范围内呈现出应变率不太敏感向应变率敏感的转折现象,材料的应变硬化率随着应变率的提高而逐渐降低。TC11的α晶和片层α+β束被拉长,呈现韧性断裂机制。修正Johnson-Cook模型计及应变率对初始屈服应力和应变硬化行为的不同影响,数值计算曲线与试验曲线吻合较好,能够较好地应用于TC11应变率相关力学行为的数值仿真。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.     

Features of formation of the structure in production of blanks of disks of heat-resistant nickel alloys

Conclusions To provide a high level of mechanical properties in wrought blanks of cast ÉP741NP and ÉP962 alloys it is necessary to form controlled structures. A necklace-type structure formed in homogenizing isostatic treatment, subsequent thermomechanical working including alternation of the operations of deformation in the (+)-area and recrystallization anneals, and final heat treatment is preferable. The temperature conditions of all stages of thermomechanical working are strictly controlled, especially the final operation of deformation and heating for hardening. To eliminate hardening cracks and distortions it is necessary to use molten salts at t=600°C as quenchants. The use of multiple production operations makes it possible to significantly reduce the structural inhomogeneity related to inhertance of the original dendritic structure. However, the structure of the final semifinished product is nevertheless characterized by a difference in occurrence of the processes of polygonization and recrystallization between the former dendritic cells and the interdendritic spaces in deformation and heat treatment.To obtain structurally homogeneous blanks for gas turbine engine parts it is necessary to use basically new methods of remelting such as vacuum double electrode remelting and electron beam remelting with an intermediate vessel.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 12, pp. 25–29, December, 1991.     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.     

试论洋务派教师聘任的思想

洋务派在洋务学堂的办学活动中,为了解决西学专业学科的教学困难,采用了聘请外籍教师的应急措施.他们以真才实学,合同制管理作为主导思想,并认为这种解决师资的途径只是权宜之计,并非久远.从客观上看,洋务派的教师聘任思想有深刻的历史影响.