大变形对钨合金材料扫描断口及力学性能的影响

研究了高强度钨合金材料大变形量锻造后的扫描断口,并结合力学性能变化规律分析了大变形对材料组织和性能的影响。结果表明随着变形量增大断口上钨颗粒尺寸减小并呈多边化趋势,断裂方式则呈现钨颗粒解理断裂逐渐增多的特点,这些变化有利于钨合金材料的强化     

钨丝/非晶复合材料的冲击性能研究

对钨丝增强锆基非晶复合材料在不同温度下的冲击性能进行试验,研究钨丝非晶复合材料的断裂方式,与钨合金比较两者不同的断口形貌。结果表明,钨丝/非晶复合材料冲击韧性低于钨合金,但其受低温影响较小,在-40℃下的冲击功和常温相比基本不变。冲击断口主要有钨丝和非晶基体的剥离,非晶基体的断裂,钨丝的断裂(其中钨丝在横向断裂时有时伴有纵向裂纹)3种断裂方式。     

变形强化钨合金性能的各向异性

采用粉末冶金法制备钨合金棒材,通过锻造变形的方法进一步提高钨合金棒材的力学性能,并采用混合率模型计算不同状态钨合金的强度。与实验结果比较发现,应力传递模型可以很好地反应随着变形量增加钨合金强度增加的变化趋势。通过对变形强化钨合金轴向和径向力学性能、断口特征、金相组织的比较以及钨合金在承载过程中的定量力学分析指出,随着钨合金变形量的增加,大面积的基体相韧窝断裂被基体撕裂棱状断裂和钨颗粒的穿晶解理断裂所取代,这也是导致合金强度提高的原因。     

压缩变形对钨渗铜合金微观组织及性能的影响

通过静态压缩试验,研究了80钨渗铜合金在不同变形量条件下的微观组织及力学性能。试验得到了微观组织、力学性能随压缩变形量的变化规律。随着变形量的增加,组织形貌发生显著变化,钨颗粒沿轴向被拉长,铜粘结相也被拉成长条状。随着变形量的增加,80W-Cu的硬度不断增大。对合金进行室温拉伸试验,断口的观察发现80钨渗铜合金在室温下的断裂是钨颗粒的解理断裂,W-Cu界面的分离,铜粘结相的撕裂3种断裂模式共同作用的结果,但钨颗粒解理断裂是其主要的断裂方式。     

高比重钨合金的静液挤压强化

对高比重钨合金经静液挤压变形强化后的力学性能、微观组织及断口形貌进行了分析和研究 ,并对静液挤压这种加工工艺对钨合金材料的变形强化机理进行了初步探讨。     

钨系烧结合金的机械性能

本文论述钨基合金的密度、强度、塑性和韧性的变化规律。 添加镍和铁的钨基合金(91.3～95.5％W,5.8～3.1％Ni,2.9～1.5％Fe)是将超细粉末在1460～1500℃的氢气气氛中通过液相烧结制成的。 液相烧结钨基合金的显微组织是由镶于粘结相里的圆形单晶钨颗粒所组成。 为了研究烧结钨基合金的变形和断裂行为,在拉伸试验、K_(IC)试验和夏氏冲击试验之后进行了金相和断口分析。 钨基合金的机械性能如下: (1)拉伸强度、硬度和韧性随钨含量及锻造比的增加而增加。相反,延伸率却随钨含量及锻造比的增加而减少。 (2)钨基体相之间的结合能决定着重合金的机械性能。结合能越低,断裂前变形度就越低,重合金的最大延伸率强烈依赖于其界面状况。     

高速冲击载荷下93W-Ni-Fe合金冲击韧性及微观机制

通过对不同工艺状态下的93W-Ni-Fe液相烧结钨合金的不同冲击速率的夏比冲击试验,得出了钨合金材料5～40m/s范围冲击韧性随冲击速率提高而增加的宏观规律,同时,通过冲击试样断口的扫描电镜分析,对钨合金材料高速冲击下断裂的微观机制有了进一步的认识。     

真空自耗熔炼对钨锆合金显微组织与力学性能的影响

采用真空自耗熔炼工艺对粉末冶金态钨锆合金进行熔炼,得到高密度、高强韧的熔炼态钨锆合金。通过金相显微镜、SEM、EDS等对粉末冶金态和熔炼态钨锆合金的显微组织、力学性能和断口形貌进行分析与表征。结果表明:自耗熔炼可以消除烧结态存在的气孔,得到组织均匀的熔炼态钨锆合金;熔炼态合金显微组织主要由Zr-Ti相和W-Ti相组成,其中钨组元在熔炼中没有熔化,主要发生随机团聚现象;熔炼态钨锆合金断口形貌表现出韧性和脆性两种断裂方式共存特征,且密度与强度较粉末冶金态有明显提高。     

析出物对93WNiFe合金抗拉强度的影响

通过真空退火态93WNiFe合金在10-900℃的拉伸试验,并结合断口形貌分析和显微组织观察,系统研究93WNiFe合金抗拉强度随温度的变化规律。结果表明:随着温度的升高,93WNiFe合金抗拉强度逐渐下降,在300～600℃出现一平台;500、600℃的钨合金断口上有亮白色物质出现。抗拉强度受断口断裂模式的影响,断裂模式随温度的升高由钨颗粒解理型断裂逐渐向钨颗粒与粘结相脱开型断裂转变;三元系合金析出物使钨合金W-W界面、W-M界面得以改善,是抗拉强度出现平台的原因。     

(W+CeO_2)_p/2024Al复合材料锻造性能研究

采用粉末热压工艺制成的(W+CeO2)p/2024Al复合材料作为坯料,对这种复合材料进行锻造性能研究。详细描述55%和78%锻造变形量的复合材料的显微组织形貌,研究不同锻造变形量时复合材料的力学性能和断裂机制。研究分析表明,经过锻造复合材料内部组织致密、颗粒分布比较均匀,具有较高的力学性能。锻造变形量不同,复合材料内部的组织结构不同,导致材料的力学性能相差很大,材料的断裂方式也不同。变形量55%的复合材料显示出明显的韧性断裂,当变形量达到78%时呈脆性断裂。     

聚碳酸酯冲击力学响应规律及防暴性能研究

对聚碳酸酯的冲击力学性能进行研究,分析其破坏和防护机理,并对防暴性能进行研究。结果表明:聚碳酸酯的压缩应力-应变曲线分为弹性区和屈服区;聚碳酸酯表现出明显的应变率强化效应,其压缩强度和吸能能力随着应变率的增加而增大;低温条件下聚碳酸酯冲击韧性大幅下降,出现脆性断裂,防暴能力有所下降;聚碳酸酯的冲击韧性较好,在受到冲击时可以发生变形并吸收冲击能量,且冲击失效应变较大,因此可以很好地应用在防暴领域。     

J积分法研究温度对Al-PTFE反应材料断裂韧性的影响

为探究聚四氟乙烯(PTFE)的温度引发相变特性对铝?聚四氟乙烯(Al?PTFE)反应材料断裂韧性的影响,通过开展准静态拉伸实验和断裂韧性实验,使用ASTM E1820单试样法中的归一化数据简化技术,对Al?PTFE的弹塑性断裂韧性进行J积分分析,结合试样断面微观形貌分析,明确了温度对Al?PTFE断裂韧性的影响。结果表明:随着温度的升高,Al?PTFE反应材料强度降低,断裂韧性增大,屈服强度和断裂韧性在跨越相变温度后呈现明显的突跃变化,裂纹扩展模式由脆性断裂转变为延性断裂。当PTFE处于结晶相Ⅱ状态时,能够拉伸形成的PTFE纤丝较少,而当温度升高,PTFE晶相向Ⅳ和Ⅰ状态转变时,稳定成形的PTFE纤丝能够通过局部塑性变形有效耗散外部能量,并依托缠绕桥接使裂纹尖端发生钝化,阻止裂纹扩展,从而提高材料断裂韧性。     

Mo-CCN-ZrO2复合材料显微组织及性能研究

以难熔金属钼为基体,添加相应比例的3Y-ZrO₂(Y₂O₃稳定ZrO₂)粉体和球形CrCoNi(CCN)中熵合金粉体、C粉,通过固固混合、粉末冶金法制备典型的耐烧蚀钼基复合材料Mo-0.65%CCN-2.0%ZrO₂。系统研究Mo-0.65%CCN-2.0%ZrO₂钼基复合材料显微组织、不同加工变形条件下力学性能及抗氧化能力。结果表明:随变形量增大,晶粒得到细化,第二相粒子分布均匀,材料抗拉强度、伸长率、抗弯强度、断裂韧性等力学性能显著提高;在变形量达65%时,抗拉强度达812 MPa,屈服强度为696 MPa,伸长率为26.2%,抗弯强度为1707 MPa,断裂韧性为32.3 MPa·m1/2;材料断裂类型表现为典型韧性断裂特征,材料的抗氧化能力显著改善。     

8090AlLi合金动态断裂韧度的研究

用Hopkinson杆应力波加载装置研究了加载速率对8090AlLi合金断裂韧度的影响。结果表明,合金的断裂韧度随应力强度因子率的增加而增加。扫描电镜分析发现,准静态下的断裂为沿晶和准解理混合断口;随着应力强度因子的增加,断裂从准解理断裂过渡到准解理和显微空穴聚集的韧窝断裂的混合断口。高应力强度因子率下断裂韧度的提高与其变形机制和晶界无沉淀区(PFZ)的变化有关。     

硝胺发射药的冲击断裂韧性及其增韧机理研究

实验研究了硝胺发射药及其基体材料的冲击断裂韧性，应用冲击断裂韧性增强率的概念分析了硝胺填料对塑化硝化纤维素基体材料冲击断裂韧性的影响。根据硝胺发射药受冲击时材料内部裂纹形成和扩展方式，分析研究了硝胺微粒的增韧机理。     

钢基堆焊复合板的硬度分布及冲击韧性研究

采用熔化极气体保护焊堆焊Q345钢基复合板,利用光学显微镜、维氏硬度计、冲击试验机和扫描电镜对试样进行显微组织、维氏硬度、冲击韧性以及断口等试验观察及分析。结果表明:堆焊复合板外观质量良好,无明显焊接缺陷,从基板至堆焊高强层的组织由块状铁素体和条带状珠光体变化为颗粒状铁素体和珠光体,到表层呈块状铁素体和团絮状石墨;焊后硬度存在跃升台阶,分布较均匀,冲击韧性高达64 J/cm^2,正火与淬火处理试样的冲击断口为韧性断裂和准解理断裂。制备的Q345钢基复合板硬度高,冲击韧性良好,具有一定的科学研究价值和应用前景。     

改性双基推进剂的动态断裂实验研究

为研究改性双基推进剂的动态断裂特性,利用直裂缝平台巴西圆盘试件,运用分离式霍普金森压杆系统对推进剂材料进行冲击实验研究。基于一维应力波理论,通过压杆上应变片测定的信号确定试件所受冲击载荷随时间的变化。采用在试件上贴应变片的方法,用记录的最大信号值确定材料的起裂时刻。在验证实验数据有效性的前提下,获得了此种推进剂材料在不同速率下的起裂韧度。结果表明:动态条件下采用应变片测定推进剂材料起裂时刻的方法是可行和有效的;改性双基推进剂材料起裂韧性具有明显的加载率敏感性,起裂韧性随加载率呈线性增长关系。     

短玻璃纤维增强尼龙6的无缺口冲击性能

用仪器化冲击实验研究短玻璃纤维增强尼龙6的无缺口冲击性能。实验结果显示,在悬臂梁无缺口冲击实验条件下,纯尼龙6因其良好的塑性变形能力而具有良好的无缺口冲击性能。样条截面沿冲击方向分为拉伸响应区、中性层和压缩响应区。短玻纤增强尼龙6则因分散在尼龙6中的纤维制约了树脂基体的塑性变形能力而导致其无缺口冲击性能降低。实验结果显示纤维和基体的界面破坏及纤维的拔出对冲击断裂能有重要的影响,所以纤维的分布数量对于短玻璃纤维增强尼龙6的无缺口冲击断裂能非常关键。断面观察显示,由于冲击端外层的塑性变形缓和了该区域所受的应力,导致裂纹源不在外层而在内层形成。在外层断面上,由于塑性变形的作用,一些拔出纤维上粘附了许多基体,纤维拔出后的剩余孔洞壁也十分粗糙。     

涂层断裂韧性的声发射辅助拉伸测量方法

涂层的断裂韧性与界面结合强度是表征涂层／基体材料体系力学性能的重要指标。但如何准确地测量涂层的断裂韧性和强界面结合的涂层／基体材料体系的界面结合强度至今仍存在困难。以铬涂层／钢基体材料为对象，采用声发射和显微镜实时动态检测技术与拉伸实验相结合的方法，探索了铬涂层的断裂韧性以及铬涂层／钢基体的界面剪切强度。根据相关力学模型和实验测量结果，得到铬涂层在室温下的断裂韧性为27. 41 J／m2．同时，发现在铬涂层裂纹饱和后界面开裂都未发生，获得了该种材料体系界面剪切疆度的一个下限值。