压痕位置对多晶铜纳米压痕变形机理的影响

为研究在纳米压痕过程中微观结构多晶铜力学特性及变形机理的影响机制,采用Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法建立大尺度多晶铜分子动力学模型,针对多晶铜不同微观结构分别建立初始压痕位置位于晶粒、晶界面、三叉晶界、顶点团4类微观结构的纳米压痕模型,采用分子动力学方法模拟计算金刚石探针压入模型的纳米压痕过程,计算4种模型的纳米压痕力及原子的静应力与第三应力.采用中心对称参数法分析多晶铜表面及亚表面位错演化对纳米压痕过程的影响.结果表明:探针对4种微观结构的纳米压痕过程存在显著的规律性,纳米压痕力的增长速率、纳米压痕过程位错向邻近晶粒扩散的难度、纳米压痕后多晶铜亚表面位错分布范围、纳米压痕过程中低维数微观结构累积原子势能的难度等均满足降序关系:晶粒、晶界面、三叉晶界、顶点团;压痕位于高维数微观结构时,其相邻的微观结构呈拉应力;而压痕位于低维数微观结构时,其相邻的微观结构呈压应力.在多晶铜的纳米压痕过程中,为减少缺陷结构数量及其能量累积,降低材料的残余应力,应针对多晶铜的晶粒进行机械加工并避开顶点团、三叉晶界等微观结构.     

晶粒度对多晶铜纳米压痕表面变形机理影响

为研究晶粒度在多晶材料纳米压痕过程中对其塑性变形机制及位错演生过程影响.采用Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法建立大规模多晶铜分子动力学模型,针对多晶铜Hall-Petch效应曲线建立具有不同晶粒度的多晶铜模型,并与单晶铜纳米压痕模型对比,采用分子动力学方法模拟计算金刚石探针压入模型的纳米压痕过程,计算4种模型的缺陷结构的配位数、内应力、原子势能等参数.采用中心对称参数法研究压痕过程中位错等缺陷结构的演化机制.结果表明:具有不同晶粒度的多晶铜纳米压痕过程存在显著的规律性,单晶铜压痕力高于多晶铜,多晶铜压痕力随着晶粒度降低而下降;多晶铜的晶界结构能够限制压痕缺陷、内应力与原子势能向材料内部传递,而单晶铜难以限制此传递过程;压痕过程中,具有较小晶粒度的多晶铜具有更高的静水压力、范式等效应力与原子势能,单晶铜内应力与原子势能低于多晶铜.表层及亚表层为较低晶粒度而材料内部为较大晶粒度的梯度晶粒度材料具有极大的研究价值.     

纳米尺度拉伸变形行为的分子动力学模拟

为了研究单晶面心立方材料在纳米尺度下的拉伸变形机理,采用分子动力学方法模拟了单晶Cu的拉伸变形过程,并研究了不同温度、不同应变速率对其拉伸变形行为的影响.结果表明:不同温度对单晶Cu屈服强度影响明显,温度越高,屈服强度越低;不同应变速率对拉伸过程的弹性变形和屈服机理没有影响,但对塑性变形影响大,应变速率越大,屈服强度越大.     

分子动力学模拟拉伸温度对锆相变的影响

本文采用分子动力学模拟方法研究了不同拉伸温度(100～900 K)对密排六方结构(HCP)的锆单晶相变的影响,并将模拟结果与实验观察中高分辨率透射电子显微图片相结合.结果表明:外加载荷会诱发沿Pitsch-Schrader(PS)的位向关系(OR)的HCP到体心立方结构(BCC)的相变,随后,BCC相沿贝茵路径(Bai...     

小变形下拉伸速度对Al-Ce合金内耗的影响

采用葛氏倒扭摆内耗测试仪研究了含0．013％和0．069％稀土元素Ce的Al—Ce合金，在延伸率(δ）为5％的小变形条件下，拉伸速度对Al—Ce合金晶界内耗的影响．结果表明：与未拉伸变形的样品相比，经拉伸变形试样随拉伸速度的增加，晶界内耗峰向低温发生移动，峰高降低，高温背景内耗升高．Ce含量高的样品，晶界内耗峰的峰高降低更显著．主要机制是拉伸速度增加导致退火后晶粒细化，晶粒尺寸(G．S．)减小，晶界“无序原子群”数量增加．促进稀土元素Ce强烈偏析到晶界处，与Al及Al中的杂质形成沉淀颗粒，造成晶界沉淀内耗峰的结果．     

FeNiCu合金中温度对微裂纹扩展影响的分子动力学研究

为了研究FeNiCu合金微裂纹在不同温度下扩展时发生的力学性能及微观机理变化,运用分子动力学方法,在300、500、700、900 K和1 100 K的温度下,对含有微裂纹和位错的FeNiCu合金模型进行了单轴拉伸模拟;使用可视化软件,对拉伸过程中FeNiCu合金的微观结构演变进行了分析;结合应力应变曲线以及能量变化曲线,着重分析了温度对FeNiCu合金微裂纹扩展微观机理的影响。结果表明,温度越高,合金内原子间距越大,微观结构越不稳定;随着温度的升高,合金的塑性得到提高,其微观缺陷在单轴加载下得到一定程度的愈合,可维持较为稳定的力学性能;当温度升高时,加强位错滑移,加剧位错的发射及运动,而位错塞积更容易形成微裂纹,使位错在滑移方向<110>多处塞积形成微裂纹扩展。     

热挤压AZ81镁合金的拉伸变形行为

为了确定试验温度和应变速率对热挤压AZ81镁合金拉伸变形行为的影响规律,在不同温度和应变速率下对其进行了拉伸试验,结合透射电镜分析了热 挤压AZ81镁合金的微观组织结构与其拉伸变形行为间的关系.结果表明：在一定的应变速率 和试验温度范围进行拉伸变形时,热挤压AZ81镁合金可发生动态应变时效,其中当应变速率 在5×10^-5～1×10^-4范围时,动态应变时效发生的温度范围为125 ～200℃,而当应变速率为5×10^-4时,动态应变时效发生的温度范围 为150～200℃.在相同应变速率下,随着试验温度的升高,合金中的位错密度增大,位错与溶质原子的交互作用增强.     

镍单晶纳米丝单向拉伸的分子动力学模拟

应用分子动力学方法模拟了金属镍单晶纳米丝在无热激活状态下的轴向拉伸变形过程，得出
纳米尺度下单晶镍丝的应力-应变演化关系、能量和原子构型变化以及损伤初始化与扩展过程。通过与宏
观拉伸过程的比较，模拟结果表明表面原子使纳米丝在无外荷载作用时存在系统初始应力，自由表面张力
的作用使纳米丝横截面上存在与轴向应力变化趋势一致的正交等值应力，自由表面发射位错和滑移并形成
堆垛层错和原子台阶导致纳米丝变形；表面原子偏离理想位置形成的空穴和孔洞及其连接是纳米丝损伤破
坏过程的几何特征。模拟获得镍单晶纳米丝的断裂强度为22.96 GPa。     

合金元素对低锡钎料拉伸－剥离性能的影响

研究了合金元素对低锡钎料拉伸－剥离性能的影响。实验结果表明，加入０．５％的Ｓｂ能显著提高其开裂强度．ＲＥ在本实验成份范围内均能明显提高其开裂强度，其次为Ａｇ，Ｂｉ．ＲＥ亦能提高接头的扩展强度，其次为Ａｇ，Ｓｂ，Ｃｄ．     

Cu和Mo元素对FeZrB合金性能的影响

采用单辊快淬法制备Fe₈₂Zr₇B₁₀Cu₁和Fe₈₁Zr₇Mo₂B₁₀非晶合金薄带,在不同温度下对其进行热处理。通过STA、XRD、TEM和VSM等测试手段,表征合金的热稳定性、微观结构及磁性能。结果表明：Fe₈₂Zr₇B₁₀Cu₁和Fe₈₁Zr₇Mo₂B₁₀两种合金晶化过程存在差异。添加Cu元素使非晶合金晶化初期仅析出α-Fe相,而添加Mo元素使非晶合金晶化初期析出α-Fe相的同时还有α-Mn型亚稳相。Fe₈₁Zr₇Mo₂B₁₀合金在快淬态及低温热处理的矫顽力(H_c)高于Fe₈₂Zr₇...     

Influence of thermomechanical aging on microstructure and mechanical properties of 2519A aluminum alloy

The influence of thermomechanical aging on microstructure and mechanical properties of 2519A aluminum alloy was investigated by means of microhardness test, tensile test, optical microscopy (OM) and transmission electron microscopy (TEM). The results show that 50% cold rolling deformation prior to aging is beneficial since it promotes a more homogeneous distribution of the precipitation phase and reduces the number of precipitation phase on the grain boundaries, and thus shrinks the total volume of precipitation-free zones at grain and sub-grain boundaries. As a result, the tensile properties of 2519A aluminum alloy have been significantly improved.     

拉伸变形对AA6016铝合金汽车外板再结晶组织及性能的影响

为优化冲压成形工艺,研究了不同拉伸形变量对T4P态AA6016冷轧薄板再结晶、析出行为、烘烤硬化性及断裂方式的影响规律.采用与气垫炉生产线类似的新型热处理设备,对合金进行固溶处理,预时效后室温停放,获得T4P态合金.以单向拉伸模拟板材局部冲压成形过程,采用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜,对合金再结晶组织、拉伸断口以及位错进行观察,并结合DSC测定和拉伸性能测定,对合金析出行为及力学性能表征.结果表明:随拉伸形变量增加,局部晶粒有被拉长的趋势;形变可抑制GP区溶解,并促进强化相析出;烘烤硬化性随形变增加而减弱;形变较小时,烘烤前后断裂方式均为塑性断裂,而形变较大时,烘烤前合金更加趋向于解理断裂,烘烤后解理断裂趋势减弱.     

7050铝合金热挤压成形过程的有限元模拟

针对传统工程机械用销轴数量多、重量大、工况差等不足,以7050高强轻质铝合金代替传统钢质材料,采用DEFORM-3D有限元分析软件,对7050铝合金热挤压成形过程进行有限元数值模拟,分析了挤压载荷、金属流动速率、等效应变、等效应力和温度场等参量的变化规律。结果表明,销轴的热挤压变形过程可分为4个阶段,即挤压填充阶段、开始挤出阶段、稳定挤压阶段和终了挤压阶段;工件内部等效应变分布横向均匀性较好,除了尾部变形不均匀外,其他部位应变分布基本一致;在挤压凹模模口处形成死区,工件内部等效应力达到最大值。     

轧制对真空压铸AM50薄板组织与性能的影响

为研究真空压铸态AM50镁合金薄板在不同轧制变形量下组织和力学性能的变化,利用小型轧机对该合金进行多道次轧制,并进行了微观组织观察和室温拉伸性能测试.结果表明：该镁合金在常温下可进行多道次的轧制,但每道次之间要进行310℃×10min的退火处理,总变形量可达到45%;随总变形量的增加,轧制流线逐渐形成,晶粒变形成长条状,平均尺寸逐渐变小;变形量为40%时,沿轧制方向晶粒大约为2~4μm,轧制延展方向晶粒大约为5~10μm;随变形量的增大,材料的强度和塑性均在增加,而在总变形量达到40%时,材料的强度和塑性达到极值,屈服强度为282MPa,抗拉强度为329MPa,伸长率为8.8%.     

Deformation behavior and microstructural evolution of Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr alloy during high temperature compression

The deformation behavior of a new Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr alloy was investigated with compression tests in temperature range of 380–470 °C and strain rate range of 0.001–10 s⁻¹ using Gleeble 1500 system, and the associated microstructural evolutions were studied by metallographic microscopy and transmission electron microscopy. The results show that true stress—strain curves exhibit a peak stress, followed by a dynamic flow softening at low strains (ɛ<0.05). The stress decreases with increasing deformation temperature and decreasing strain rate, which can be represented by a Zener-Hollomon exponential equation with the activation energy for deformation of 157.9 kJ/mol. The substructure in the deformed specimens consists of few fine precipitates with equaixed polygonized subgrains in the elongated grains and developed serrations at the grain boundaries. The dynamic flow softening is attributed mainly to dynamic recovery and dynamic recrystallization. Foundation item: Project(2006AA03Z523) supported by the National High-Tech Research and Development Program of China     

挤压比对AZ91镁合金组织及力学性能的影响

研究了挤压比对热挤压AZ91镁合金显微组织和拉伸性能的影响.结果表明：热挤压可以显著细化AZ91镁合金的晶粒，而且随着挤压比的增加，晶粒变得更加细小；增大挤压比也可以提高AZ91镁合金在不同实验温度下的抗拉强度和屈服强度，且经过3种挤压比挤压的AZ91镁合金在150 ℃时均呈现最高的抗拉强度和屈服强度；此外，经不同挤压比挤压的AZ91镁合金的伸长率均随实验温度的升高而增加.通过拉伸断口形貌的扫描电镜分析，确定了热挤压AZ91镁合金在室温拉伸时均表现为解理断裂为主的脆性断裂，而在较高温度下拉伸时则基本呈现韧性断裂特征.     

Influence of exfoliation corrosion on tensile properties of a high strength Al-Zn-Mg-Cu alloy

The influence of exfoliation corrosion on the tensile properties of a high strength Al-Zn-Mg-Cu alloy was investigated by ambient temperature tensile testing, optical microscopy, transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM) and electron backscatter diffraction (EBSD). After exfoliation corrosion immersion, blisters and corrosion pits can be seen on the sheet surface, which lead to loss of materials and notches. A number of intergranular cracks are observed to initiate at the bottom of the corrosion-induced notches and propagate rapidly into the bulk materials during tensile. Consequently, exfoliation corrosion results in significant loss of strength and brittle fracture. EBSD results show that the crack propagation path is primarily along the grain boundaries with misorientation of ~45°, and coincidence site lattice (CSL) boundaries are slightly more resistant to crack.     

Flow stress behavior of Cu13Zn alloy deformed at elevated temperature

Ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｉｓａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｍａｔｅｒｉａｌｔｏｅｘｔｅｒｎａｌｌｙａｐ ｐｌｉｅｄｌｏａｄｉｎｇ ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓ .Ｔｈｅｐｒｅ ｃｉｓｅｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍａｔｅｒｉ…