氢化物对N18锆合金原位拉伸断裂行为的影响

对电解渗氢后的N18锆合金进行了扫描电镜下原位拉伸试验,观察了裂纹在氢化物中的萌发与扩展过程,研究了氢化物对拉伸性能和断裂行为的影响。研究发现,拉伸时试样会发生颈缩,基体断口上存在大量韧窝,呈韧性断裂,使渗氢后的N18锆合金具有一定的塑性。小裂纹在带状氢化物簇中萌发并迅速扩展,但基体对小裂纹的扩展有钝化作用,使小裂纹转化成孔洞。断口表面上,脆性氢化物与基体之间还会形成二次裂纹,其形状和分布与氢化物的形状和分布相似。孔洞与二次裂纹都会使含氢锆合金的塑性降低。     

渗氢后再结晶状态Zr-4合金拉伸变形的原位观察

利用扫描电镜原位观察和相应的多相有限元数值分析方法，研究了渗氢后再结晶状态Zr-4合金拉伸过程中氢化物的变形行为以及其对基体变形行为的影响。结果表明，氢化物自身具有一定的塑性变形能力，在具有良好塑性的基体约束下，可以与基体一起发生较大的变形，但是氢化物的变形能力和其在Zr-4合金中的分布和形貌密切相关：稀疏分布的氢化物，易发生变形，不易出现裂纹；单个片状的氢化物可以被基体中的滑移线穿过；而在大块氢化物团聚体内部易出现裂纹。氢化物的形貌不仅影响基体的变形行为；而且对基体的断裂也有显著的影响。渗氢后Zr-4合金的断裂属于韧性断裂，断裂时材料内部出现多裂纹源，无主裂纹出现。     

氢含量对再结晶Zr-Sn-Nb管材氢化物微观结构及取向的影响（英文）

虽然已有较多锆合金氢化物的研究,但对于较高氢含量中锆合金氢化物的研究较少。首先对Zr-Sn-Nb管材在400℃下气相渗氢,通过保温不同时间获得具有3种不同氢含量(147、340、1480μg/g)的渗氢样品。随后采用OM、SEM、TEM和EBSD表征技术,研究了Zr-Sn-Nb管材中氢化物的微观结构与基体的晶体学取向关系。结果表明:氢含量影响管材中氢化物的取向,α-Zr基体与氢化物之间存在(0001)_α//{111}δ和{1017}α//{111}δ2种取向关系。EBSD分析表明,氢化物从一个基体晶粒向另一个基体晶粒生长时取向会随着基体晶粒取向的变化而变化。部分锆基体晶粒内同时有晶内氢化物和晶间氢化物,而只有晶内氢化物与锆基体有晶体学取向关系。     

氢含量对再结晶Zr-Sn-Nb管材氢化物微观结构及取向的影响

虽然已有较多锆合金氢化物的研究,但对于较高氢含量中锆合金氢化物的研究较少。首先对Zr-Sn-Nb管材在400℃下气相渗氢,通过保温不同时间获得三种不同氢含量（147、340、1480 ppm）的渗氢样品。随后采用OM、SEM、TEM和EBSD表征技术,研究了Zr-Sn-Nb管材中氢化物的微观结构、与基体的晶体学取向关系。结果表明：氢含量影响管材中氢化物的取向,α-Zr基体与氢化物之间存在(0001)α∥{111}δ和{10-17}α∥{111}δ两种取向关系。EBSD分析表明氢化物从一个基体晶粒生长向另一个基体晶粒时取向会随着基体晶粒取向的变化而变化。部分锆基体晶粒内同时有晶内氢化物和晶间氢化物,而只有晶内氢化物与锆基体有晶体学取向关系。     

氢对N36锆合金包壳管环向拉伸性能的影响

核反应堆运行期间燃料元件锆合金包壳发生腐蚀吸氢至延性降低,包壳延性降低的程度与吸收的氢含量有必然的联系。采用气相渗氢方法,获得了氢含量在100~1000μg/g范围的试样,开展了不同氢含量对N36锆合金管环向拉伸性能的影响研究。结果表明,当氢含量高于约150μg/g时,延伸率随着氢含量的增加而降低,当氢含量达到1000μg/g左右,延伸率降低到9%左右,仍保留有一定的延性;1000μg/g范围内的氢含量对N36锆合金包壳管拉伸强度和屈服强度的影响都很小。吸氢后N36锆合金包壳管环向拉伸的断裂模式与氢含量有直接的关系,随着氢含量的增加,断口形式表现为从45°剪切断裂到杯锥状断裂再到正向断裂的特征。     

不同氢含量的新锆合金(NZ2)的力学性能

通过研究不同氢含量（未渗氢,200,450,730μg／g）对NZ2新型Zr—Sn-Nb系锆合金的室温单调拉伸性能和低周疲劳性能的影响,发现氢化物能够提高NZ2合金的抗拉强度,降低其塑性。随着氢含量的增加,相同应变下材料的低周疲劳寿命下降,但含氢量达到某一饱和值时材料的低周疲劳性能降低幅度变缓。材料有循环软化趋势,NZ2锆合金含氢试样比无氢试样更容易出现循环软化现象。     

双态与单相Ti-5Al-5Mo-1Fe-1Cr合金的力学性能及变形行为（英文）

为了阐明具有双态和单相组织Ti-5Al-5Mo-1Fe-1Cr(质量分数,%)合金的力学性能及变形行为,系统研究具有这两种组织合金的力学性能和变形模式。研究结果表明:双态组织合金的拉伸屈服强度为886 MPa,极限抗拉强度为1075 MPa,伸长率为21.5%:单相(β)组织合金的强度稍低于双态合金的,但其伸长率与双态合金的类似。双态合金在拉伸过程中具有韧性断裂的特征,其主要变形模式为位错滑移,位错滑移可发生于β基体和球/片状α相,β基体中的滑移系为■,α相中的滑移系为■和■。相对地,单相合金具有解理断裂特征,变形模式包括位错滑移和应力诱导α"马氏体相变,其滑移系包括■和■。     

低氢含量工业纯钛循环变形的微观结构Ⅰ.γ氢化物附近的晶体旋转及胞结构的形成

对均匀弥散分布着γ氢化物的低氢含量的工业纯钛进行循环疲劳试验．发现在氢化物碎化之前，位错可以穿过氢化物和基体的共格界面，从而使氢化物发生剪切变形，然而在氢化物碎化之后，位错则不能继续穿过界面，而是在界面处缠结．这被归结于由于氢化物尺寸发生变化导致氢化物内部应力降低，氢化物不能继续发生剪切变形所致．透射电镜观察表明，在氢化物的内部至少能激发3套滑移系统．为了协调氢化物和基体之间的不均匀变形，在氢化物和基体内部都发生了晶体旋转，并且氢化物和基体之间的取向关系遭到了破坏．对相应的晶体旋转的机制进行了讨论．     

氢对纯Nb形变与断裂微观过程影响的研究

本文用带有拉伸装置的扫描电镜和金相显微镜,研究了纯Nb在室温电解充氢后形变和断裂的动态微观行为。结果表明,Nb的氢化物都在{100}晶面析出,较多的正交针状氢化物能构成魏氏组织。固溶氢的α基体在拉伸变形时,有明显的滑移线和晶界凸起,裂纹萌生在形变带或晶界处。含氢化物的基体在拉伸时表现出完全的脆性,呈穿晶解理断裂。解理面上有各种脆性断裂特征的花样和两种氢化物,裂纹多从氢化物处萌生。     

IN SITU STUDY OF EFFECT OF HYDROGEN ON DEFORMATION AND FRACTURE BEHAVIOUR IN Nb

本文用带有拉伸装置的扫描电镜和金相显微镜,研究了纯Nb在室温电解充氢后形变和断裂的动态微观行为。结果表明,Nb的氢化物都在{100}晶面析出,较多的正交针状氢化物能构成魏氏组织。固溶氢的α基体在拉伸变形时,有明显的滑移线和晶界凸起,裂纹萌生在形变带或晶界处。含氢化物的基体在拉伸时表现出完全的脆性,呈穿晶解理断裂。解理面上有各种脆性断裂特征的花样和两种氢化物,裂纹多从氢化物处萌生。     

低氢含量工业纯钛循环变形的微观结构Ⅱ.氢化物的溶解和应变诱发氢化物的形成

对均匀弥散分布着γ氢化物的低氢含量的工业纯钛进行循环疲劳试验．发现滑移带能够穿过氢化物的共格界面，使氢化物发生塑性剪切变形．由于位错周围的氢气团能够在位错的拖拽下，随同位错一起运动．所以位错的运动能够促使氢原子沿滑移带扩散．滑移带穿过氢化物的过程伴随有氢原子沿滑移带的扩散，材料中原有的氢化物在滑移带的冲击下，由于局部的氢原子浓度太低，而重新溶解．同时位错也会带着氢气团在氢化物处塞集，引起氢原子的局部富集；并导致应变诱发氢化物的产生．研究表明这个可逆相变过程由位错运动诱发的氢原子扩散所控制．     

应变速率对高氮奥氏体钢拉伸变形的影响

采用金相及透射电子显微镜对高氮奥氏体Fe-20Mn-19Cr-0. 6N钢在应变速率范围为3×10^-6～1 s^-1条件下的拉伸变形行为进行了研究。研究结果表明:N元素的固溶强化作用和促使位错平面滑移阻碍位错运动机制是高氮奥氏体钢的重要应变硬化机制,同时,随着应变速率的提升,这种强化机制不断提升,而应变诱导孪生机制不断削弱。随着应变速率的提升,高氮奥氏体钢的抗拉强度和屈服强度均呈逐步上升的趋势,断后伸长率则逐步下降。屈服强度提升超过60%,而抗拉强度提升仅10%。随着应变速率的提升,基体变形程度逐步下降,材料的位错密度和滑移带密度逐步下降。     

T5态7N01铝合金挤压型材的组织及拉伸性能各向异性

对T5热处理状态下的7N01铝合金挤压型材进行微观组织观察和拉伸强度测试。试验结果表明,7N01型材显微组织存在一定程度上的不均匀以及各向异性,沿挤压方向上的晶粒被拉长形成形变织构。这种形变织构能够更有效地抵抗挤压方向上的塑性变形,因此沿挤压方向的强度比垂直于挤压方向高,伸长率下降约2%。7N01铝合金挤压型材在室温抗拉强度约为368 MPa,屈服强度约为318 MPa,综合性能表现良好。     

The deformation behaviors of gamma hydrides in titanium under cyclic straining

Two types of γ hydride precipitates with the same structure were observed in coarse-grained commercially pure titanium containing about 77 ppm hydrogen. The interactions of slipping and twinning with both types of hydrides under cyclic straining were observed using SEM and TEM. It was found that the type-I γ hydrides can be plastically deformed and even ultimately fragmented by a slip mechanism with no voids formed under cyclic plastic deformation. In contrast type-II γ hydrides were difficult to be plastically deformed. The crystallographic mechanisms for the plastic deformation of hydrides are discussed.     

准静态加载下时效态Inconel 718薄板的各向异性屈服准则及硬化模型构建

当金属件的特征尺寸缩小到微尺度时,会产生尺寸效应,从而使对微成形的理解变得复杂。本文以0.1mm厚的时效态Inconel 718薄板为研究对象,对其进行了力学性能测试。基于力学测试数据,探究了时效态Inconel 718薄板在相同应变速率、不同拉伸方向上各向异性、延伸率、屈服强度及最大抗拉强度的变化规律,并建立了介微观尺度下各向异性及屈服强度的预测模型和考虑应变量及应变速率的准静态硬化模型。结果表明：时效态Inconel 718薄板具有明显的各向异性,其延伸率以45°为极值点呈现先增大后减小的变化规律,屈服强度和最大抗拉强度的变化规律与之相反。由于尺寸效应的存在需要两组不同的材料参数对各向异性及屈服强度进行预测。当应变速率大于0.1 s_^-1时,材料屈服强度表现出明显的应变速率敏感性,该硬化模型不再适用。     

退火温度对轧制变形镁锂合金组织与力学性能的影响

研究冷轧(压下量75%)及150、200、250和300 ℃等温退火1 h后Mg-8Li-1Al-0.5Sn合金的组织演变、力学性能以及变形机理。结果发现,合金伸长率随退火温度升高先增加再降低。退火温度为200 ℃时,合金伸长率达到最佳,为40%,相较冷轧态,强度无弱化表现,为212 MPa,伸长率提高24.4%。合金塑性的提升主要是由于退火促进合金内α相由带条状向竹节状转变,缓解应力集中,同时促进β相发生静态再结晶和晶粒细化。此外,α相轧制织构在退火过程中发生角度偏转,保留了有利于滑移的{1010}晶面织构,也对合金伸长率的提升起到促进作用。     

细晶Ti-6Al-4V宽幅板材的超塑性变形机理及组织演变

通过恒应变速率拉伸试验,在1103~1223 K温度范围、3.2×10-4~1×10-2s-1应变速率范围内,研究了Ti-6Al-4V宽幅板材的超塑性,在实验中获得了100%-604%的延伸率。分析了组织演变和变形机理,结果表明,其主要变形机理为晶界滑移,以晶内位错运动和β相的晶内滑移为协调机制。实验中还发现在低温下变形时,Ti-6Al-4V宽幅板材存在各向异性,当在高温下变形时,各向异性不太明显。     

Significant influence of sharp grain boundary corner on tensile elongation of copper bars with columnar grains and its mechanism

The reason why elongation of copper bars with columnar grains drops significantly after small cold-drawing was explored. The copper bars were prepared by warm-mould continuous casting. Tensile test was interrupted at various tensile strains in order to detect crack origin. Electron backscattered diffraction (EBSD) was used to analyze dislocation slip bands. It is found that the as-cast microstructure contains sharp grain boundary (GB) corners nearly parallel to the solidification direction (SD). Elongation of the copper bars drops significantly from 68.8% in as-cast state to 18.8% in as-drawn state. It is revealed that plastic deformation becomes severer in the vicinity of sharp GB corners. Locally accumulated internal stress even activates a slip system with very low Schmid factor of 0.17. The localized plastic deformation near sharp grain boundary corner promotes crack initiation and propagation, which eventually leads to the significant drop of elongation.     

基于VPSC仿真的ZK60镁合金拉伸变形行为

通过实验和粘塑性自洽（VPSC）模型,研究了在室温下挤压态ZK60镁合金沿不同方向拉伸时的变形机制开动情况,及其与流动曲线、织构演变和显微组织的对应关系。通过调节VPSC模型的参数,建立了滑移和孪生耦合的晶体塑性力学模型。比较了不同方向拉伸过程中织构演变的差异,分析了变形机制对屈服不对称性的影响。实验和模拟结果表明：当沿垂直于挤压方向（PED）拉伸时,由于｛102｝孪晶开动,大部分晶粒发生大角度旋转（约90°）。柱面<a>滑移是导致ZK60合金沿不同方向拉伸时出现明显屈服不对称的主要变形机理。当ZK60合金沿挤压方向（ED）拉伸时,由于晶粒的择优取向分布,｛101｝孪晶难以开动,导致ZK60挤压态镁合金拉伸屈服强度较高。ZK60镁合金沿着与ED成45°的方向拉伸时,屈服应力高于沿PED拉伸,但随着拉应力逐渐增大,由于沿PED拉伸时柱面<a>滑移逐渐开动,沿PED应变后期的应力曲线逐渐高于沿与ED成45°方向应变的应力曲线。