约束条件下界面纯铝层裂尖应力场的数值分析

对强度错配约束条件下LY12／Al／LY12四点弯曲试样界面纯铝层内裂纹前端进行了弹塑性大变形平面应变应力场数值分析。结果表明：在小范围屈服条件下随着中间纯铝层厚度的降低，其峰值载荷呈线性增加；强界面的约束使得其塑性变形由类似单金属纺锤形转变为平行于界面的纵向发展，该趋势随其厚度降低而越来越明显；裂尖三轴应力约束及最大拉应力水平随载荷增加或纯铝层厚度降低而升高，且均随归一化J积分增加沿一特定的路径变化．当界面对纯铝层塑性变形约束明显增加时，高的三轴约束将诱发微裂纹和孔洞的萌生，同时伴随着中间纯铝层的脆化甚至局部解理。     

双界面约束下纯铝层韧脆转变行为的实验研究

利用爆炸焊及电子束焊接方法制备了含不同厚度中间纯铝层的LY12／Al／LY12四点弯曲试样，并在纯铝层中预制了平行于界面的疲劳裂纹，加载后裂纹尖端侧剖形貌的金相观察和对应断口表面的微区成分的能谱分析均确认了裂纹在纯铝层内的扩展，实验结果表明：在双界面强约束下，随着中间纯铝层厚度的减小，所测定的预裂纹试样的载荷／位移曲线表现出明显的差异；以其临界J积分表征的断裂韧性值显著降低，即纯铝层发生了韧脆转变；试样断口表面出现局部准解理花样等脆化特征，其所占比例逐渐增加；对这种约束下纯铝韧脆转变的微观机理进行了初步的探讨。     

Fe单晶中裂纹愈合过程的TEM原位观察

通过在透射电镜中原位加热，研究了高纯Fe单晶主裂纹附近微裂纹的愈合过程，结果表明：加热到973K以上，微裂纹（0．25或2μm)开始愈合，在1023K停留100s，微裂纹可完全愈合。     

铝铜双金属管拉伸复合界面强度的研究

采用压剪切法来评价和测定铝铜双金属管拉伸复合界面强度,根据该原理设计并制作了一套复合界面强度检测装置。通过正交试验,研究了各工艺因素对复合界面强度的影响规律,为合理制订铝铜双金属管拉伸复合工艺提供了依据。     

阳极溶解促进位错发射和运动的TEM原位观察

用自制的恒位移加载台在ＴＥＭ中原位观察了３１０不锈钢在水中阳极溶解前后加载裂尖前方位错形貌的变化．在排除室温蠕变影响后发现，阳极溶解能明显促进位错发射、增殖和运动．３１０不锈钢薄膜试样在室温水中能产生应力腐蚀．     

纯铝/硬铝双金属界面裂纹扩展过程的SEM原位观察

应用扫描电子显微镜原位拉伸方法研究了纯铝/硬铝爆炸焊接界面微观断裂机制.结果表明:在单向拉伸情况下,在夹杂和应力集中等薄弱位置萌生的界面微裂纹为典型扩展金属/金属界面裂纹机制;微裂纹以脆性方式导致界面分离,或以其裂尖区域位错发射的延性方式长大;主裂纹和微裂纹以通过在界面一侧金属中其间韧带断裂方式连接,最后失稳扩展.在扩展路径上,界面和金属交替出现,且界面的断裂韧性不如相应单一材料的断裂韧性.     

定向凝固Ni—20Al—30Fe合金变形的TEM原位观察

通过对定向凝固Ｎｉ－２０Ａｌ－３０Ｆｅ合金进行的ＴＥＭ原位拉伸观察得出，塑性γ相向脆性β相的形变形传递是促进Ｂ２结构β相进行塑性变形的内在机制。首次在该合金中观察到变形的相界弯折，相内的位错来自于这些相界弯折。两相间的变形传递并不限定在Ｋ－Ｓ关系中的平行晶面进行，位错同位界的作用过程，存在相界对位错吸收以及发射的现象。     

溶解促进位错发射,运动导致黄铜薄膜应力腐蚀的TEM原位观察

用特殊设计的恒位移加载台可以在ＴＥＭ中原位观察黄铜在纯水中局部溶解前后裂尖位错形核的变化，从而可以确定局部阳极溶解对位错发射，增殖和运动的影响，也可原位观察纳米级应力腐蚀裂纹的形核和扩展，结果表明，如用薄膜试样，黄铜在室温高纯水中能发生ＳＣＣ，在裂纹形核前，通过阳极溶解的促进作用，在低应力下就能导致位错的发射、增殖和运动，当溶解引起的位错发射，运动达到临界状态时，纳米级微裂纹就将在无位错区中不连续     

纯钼微观断裂过程的扫描电镜原位观察

借助扫描电镜(SEM)原位拉伸观察了纯钼退火态纤维状组织断裂过程中裂纹萌生与扩展的动态变化过程,对其微观断裂特征进行了研究。结果表明:加载初期,裂纹在与最大主应力平面成45°的位置萌生,随后逐渐张开并钝化;加载中期,新的裂纹在钝化的主裂纹前方某处萌生。随着载荷增加,裂纹呈“Z”字形相互连接;加载末期,裂纹失稳扩展,试样断裂。在裂尖应力场作用下,裂纹扩展遵循钝化-萌生-钝化的循环方式。纯钼试样断裂后,沿厚度方向有明显的颈缩,断口表面呈薄层状纤维撕裂,并伴有剪切唇和韧窝的出现,呈延性断裂特征。     

搅拌摩擦加工制备Al3Ni-Al原位反应复合体

通过在搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing,FSP)过程中填加微米级Ni粉的方法,利用Al、Ni在FSP条件下的快速原位反应,在Al合金1100-H14表面层获得Al3Ni-Al复合体。采用SEM、EDS以及XRD对表面复合体微观结构及相组成进行分析,并对其显微硬度进行评测。结果表明,在FSP强烈的热、力耦合作用下,Ni粉产生了充分碎化,破碎后的Ni粒子与Al产生快速原位反应,生成亚微米甚至纳米级Al3Ni颗粒,而少量微米级残留Ni颗粒被Al3Ni包裹,并与细小的Al3Ni颗粒一同均匀分布于Al合金基体中,从而使得表面复合体的硬度显著提高,其平均值达到了818.3MPa,为基体硬度的2.4倍。     

工业纯钛纳米表层的透射电镜研究

介绍了一种制备表面纳米化样品的横截面透射电镜试样方法,利用该方法对经高能喷丸处理的工业纯钛进行了透射电镜观察与分析。结果显示:用改进的抛丸机,在合适的工艺参数下进行高能喷丸处理,在工业纯钛的表面得到了约10μm深的纳米层;晶粒尺寸由表及里逐渐过渡,纳米表层与基体间无明显的界面,表层晶粒大小在50nm左右,取向随机,为等轴状纳米晶。结果表明,该制样方法,克服了表面自身纳米化样品由于残余应力造成的弯曲变形,可以得到适合于透射电镜观察的横截面试样。     

机械振动对纯Al凝固组织的影响

研究了机械振动对纯Al凝固组织的影响。结果表明:在凝固过程中对纯Al施加机械振动能够明显改善其凝固组织。频率为80 Hz、振幅为8 mm时,机械振动效果最佳;与未施加机械振动相比,等轴晶率从0增加到60%以上,平均晶粒面积减小至原面积的1/5以下。     

腐蚀促进位错发射、运动及SCC形核的TEM原位观察（Ti_3Al＋Nb──甲醇体系）

在ＴＥＭ中研究了Ｔｉ_３Ａｌ＋Ｎｂ在甲醇中的应力腐蚀开裂（ＳＣＣ）过程，结果表明，腐蚀过程能促进位错发射、增殖和运动；当其发展到临界条件时，纳米级应力腐蚀裂纹就在无位错区或裂尖形核。     

高纯Al合金与6061Al合金的电子束焊接

高纯铝合金溅射靶是重要的半导体集成电路镀膜用材料。本文将电子束焊接技术应用于溅射靶的制备，研究镀膜用高纯AlCu0．5合金（纯度〉99．9995％）与6061Al合金的焊接工艺。通过显微组织和力学性能分析表明，高纯AlCu0．5与6061Al具有良好的焊接成形，通过合适的线能量输入，焊接接头具有较佳的显微组织和力学性能，能够满足靶材焊接的严格要求。     

Al-10Mg二元合金系烧结过程的原位观察

烧结是粉末冶金工艺中至关重要的一环,为了加强对烧结过程的直观认识,利用高温光学显微镜(HTOM)对Al-10Mg的二元纯金属粉末体系进行了烧结的原位观察试验,发现该体系烧结的典型物理过程是:镁颗粒边界熔化,镁晶界熔化,最后为镁颗粒熔化;镁颗粒熔化进程不同步;当烧结温度超过某一临界温度Tc时,镁颗粒迅速熔化;而且烧结速度随冷坯密度的提高而加快,这为进一步合理优化烧结工艺提供了直接的参照依据.     

冷喷涂纯铝涂层耐腐蚀性能研究

目的研究冷喷涂纯铝涂层耐中性盐雾腐蚀性能,为冷喷涂技术在海洋大气防腐环境中的应用提供理论依据。方法采用冷喷涂技术在30Cr Mn Si A钢基体上制备纯铝涂层,利用金相组织分析、XRD衍射分析、电化学测试、中性盐雾试验等技术方法,考察冷喷涂涂层试样的耐腐蚀性能及其影响因素。结果冷喷涂涂层十分致密,随着喷涂温度和压力的不断提高,涂层的致密度不断增加,在喷涂温度为500℃、喷涂压力为1.2 MPa、喷涂距离为25 mm及工作气体为氮气的工艺条件下,纯Al涂层的孔隙率为0.5%,涂层中无氧化物存在,能够有效隔绝腐蚀介质和基体,为基体提供物理腐蚀防护。纯Al涂层的腐蚀速率为4.935×10?7 A/cm2,并作为阳极为基体提供电化学腐蚀防护,中性盐雾试验1440 h后无腐蚀。腐蚀形貌分析表明,在表面钝化膜防护及腐蚀产物的封闭作用下,冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,虽然发生一定腐蚀,但腐蚀速率较小,表面质量良好,可以作为长效防腐涂层。结论冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,可以为钢铁材料提供长效效防护。     

SEM原位观察BT20钛合金激光焊接头的断裂行为

采用单边缺口试样用扫描电镜原位观察了BT20钛合金激光焊接头焊缝的裂纹萌生与扩展特征。焊后态试样裂纹一经萌生随即失稳断裂。焊后热处理试样经历了较长的裂纹亚稳扩展阶段，在切应力与正应力共同作用下，微裂纹沿滑移带萌生；裂纹扩展过程中遇到滑移带时发生偏转；新的微裂纹在裂纹尖端的滑移带相交处萌生，并随后与主裂纹相连。焊后热处理可显著提高激光焊接头的韧塑性。