AerMet100钢拉伸断口形貌仿真

研究了时效工艺对AerMet100钢延性断口形貌的影响.基于图像处理技术实现了对试验用钢拉伸断口微观形貌的模式识别,提取韧窝的面积和深度作为特征矢量,并应用自组织映射(SOFM)神经网络将韧窝形貌分成特点不同的6组.基于BP神经网络原理,建立了由时效工艺预报试验用钢各组韧窝的数量的数学模型.根据预报结果通过图像处理过程,实现了不同时效工艺下的AerMet100钢拉伸断口的仿真,模拟结果与试验结果基本吻合.     

不同温度和应变速率下P92钢的高温拉伸特性

采用Instron5869拉伸试验机,在550~650℃、1×10~(-3)~1×10~(-5) s~(-1)应变速率条件下对P92钢进行了高温拉伸试验,分析了温度、应变速率对P92钢高温拉伸特性的影响,并得到了P92钢的本构方程,同时预测了1×10~(-4) s~(-1)和不同温度条件下的σ_(ε=0.1)值。结果表明:温度和应变速率是影响P92钢高温拉伸行为的两个重要因素,钢的强度随温度升高而降低,随应变速率增加而增大,断后伸长率和断面收缩率均随温度升高而增大;P92钢的变形激活能为92.24kJ·mol~(-1),不同温度下σ_(ε=0.1)的预测值与文献中的试验值比较吻合。     

温度及应变速率对TWIP钢拉伸性能的影响

通过拉伸试验研究了温度和应变速率对孪生诱发塑性(TWIP)钢拉伸性能的影响。结果表明:随着温度升高,TWIP钢的强度逐渐下降,断后伸长率逐渐增加,应变硬化指数随真应变增加达到并维持在较高的水平,试验钢的均匀变形能力得到提高,宏观塑性增加;随应变速率增大,试验钢的流变应力升高,断后伸长率下降,抗拉强度基本保持不变,应变硬化率曲线上的平台区长度明显变短,这表明孪生受到抑制,较早达到硬化极值;应变硬化指数峰值随应变速率的增大而减小,TWIP钢的均匀变形能力及宏观塑性下降。     

G95Cr18钢不同回火温度下的冲击韧度与断口形貌

通过试验分析了G95Cr18钢在不同回火温度下的冲击韧度,并对冲击断口进行了宏观观察分析。结果表明,该钢的第一类回火脆性温度在350℃左右;纤维区(含裂纹源区)+放射区在断口上所占面积比与相应回火温度下的冲击韧度值基本一致。     

恒应变速率拉伸试验机的控制系统

根据试样初始标距长度、试验机横梁移动速度、试样真实恒应变速率和时间的理论关系式,设计了改进的控制系统。在不破坏原机功能的前提下,只要将其以适当方式插入的控制系统,就能实现恒变速率拉伸试验。比较了国内外电子万能试验机的恒变变速率拉伸试验功能,论证恒应变速率对研究超塑性的重要性,并旨出所设计的改进控制系统完全能满足超塑性变形的精度要求。     

应变速率对不同钢压缩真应力-应变曲线的影响

用G1eeble 1500型热/力学模拟实验机对20Cr、40Cr和45钢进行了变形温度为1 050℃,应变速率为1,5,10 s-,变形量为0.7～0.9的热模拟单向压缩试验,分析了钢热变形过程中的真应力-应变曲线.结果表明:试验钢在应变速率为1,5 s-1的变形过程中,均发生了动态再结晶;动态再结晶阶段具有反复动态再结晶→变形→动态再结晶即交变出现软化→硬化→软化的现象;应变速率为10 s-1时,45钢发生了动态再结晶,动态再结晶阶段也具有交变软化→硬化→软化的现象,而20Cr和40Cr钢处于动态回复阶段.     

应变速率对Q460钢及其埋弧焊接头拉伸行为的影响

利用埋弧焊技术对Q460钢进行焊接,研究了应变速率(0.001～100 s^-1)对母材及焊接接头拉伸性能和断口形貌的影响。结果表明：焊接接头的室温准静态(应变速率为0.001 s^-1)屈服强度、抗拉强度与母材均接近,但断后伸长率明显减小;随应变速率增大,母材屈服强度和抗拉强度的增大,对应变速率敏感;当应变速率在0.01～0.1 s^-1时,焊接接头的屈服强度和抗拉强度与准静态相当,当应变速率在1～100 s^-1时,强度明显提高,即强度对高应变速率敏感;母材、焊接接头的断后伸长率均先降低后增大,最小值分别出现在应变速率为0.01,0.1 s^-1,焊接接头变化幅度很小;应变速率的增加使焊接接头拉伸断口中的韧窝先变小变浅随后变大变深,但未改变微观断裂机制,接头均为韧性断裂。     

铸造A356铝合金的拉伸性能与断口分析

对铸造A356-T6铝合金材料在不同位置的拉伸性能进行研究,利用扫描电镜和光学显微镜观察了拉伸断口。通过试验分析数据可得,铸造A356-T6铝合金的拉伸屈服强度和离浇道口的直线距离有关,成线性反比关系;而断裂强度则是先降低后升高,延伸率变化微乎其微。对铸造A356-T6铝合金的平均屈服强度、延伸率、断裂强度和断面收缩率进行比对,通过对断口分析表明:有明显的杂质附着在拉伸断口表面,表面存在少许孔洞,并存在氧化膜的缺陷。取样得知,断口主要含有铝、硅颗粒,还包含碳、氧、铁、镁等复合颗粒。在拉伸过程中,铸造A356-T6铝合中共晶硅粒子与基体结合处会产生裂纹,不断扩大后分布在共晶区域中;当产生裂纹的方向和共晶硅方向不同时,裂纹将会截断共晶硅颗粒。铸造A356-T6铝合金拉伸断裂方式为沿胞(即穿晶断裂)方式的准解理断裂。     

应变速率对HC340LA低合金高强度钢板拉伸性能的影响

研究了四种应变速率(10-3,5,50,200s-1)下HC340LA低合金高强度钢板的拉伸性能、显微组织和断口形貌。结果表明:与准静态拉伸(应变速率10-3 s-1)相比,高应变速率(应变速率5,50,200s-1)下试验钢表现出更好的塑性、更高的抗拉强度和屈强比;而在高速拉伸时随着应变速率的增加,其塑性和抗拉强度降低,主要原因是铁素体的晶粒尺寸减小且分布不均匀,晶界增多;HC340LA钢板的断裂服从韧性断裂机理,与应变速率200s-1时相比,应变速率50s-1时断口中的韧窝较为均匀,尺寸大而深。     

热冲压成形后22MnB5钢的组织与拉伸性能以及拉伸时的微观形貌演变

对比研究了22MnB5钢经890℃热冲压成形前后的显微组织与拉伸性能,采用原位拉伸试验观察了热冲压成形后试验钢在单向拉伸过程中微观形貌的演变.结果表明:热冲压成形前试验钢的显微组织为铁素体和珠光体,热冲压成形后组织转变为马氏体,试验钢的强度和强塑积提高,塑性下降;在拉伸过程中,试验钢先发生颈缩,随后原奥氏体晶界破坏,微...     

超塑拉伸变形应变速率敏感性指数的力学解析

从拉伸变形的状态方程和力学基本理论出发,导出了塑性和超塑性拉伸变形ｍξ、ｍｖ　和ｍＦ（ｍξ、ｍｖ。和Ｆ分别为恒应变ξ、恒变形速度ｖ和恒载荷Ｆ的应变速率敏感性指数）的函数表达式,而且理论计算值与典型超塑性合金ＺｎＡ１５的试验数据吻合,这便从理论上解答了“拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量”一文从试验上提出的问题,即：为什么ｍξ、ｍｖ和ｍＦ随应变速率ξ的变化规律互不相同,甚至出现了ｍＦ会大于１,ｍｖ会是负值的反常结果。对这些问题的理论解答便进一步揭示了ｍ值的力学本质。     

铁路D1车轮钢的疲劳可靠性寿命与强度的试验及表征

试验研究D1车轮钢轮辋、轮辐材料的疲劳可靠性寿命和强度。应用Zhao-Yang建立的极大似然法处理疲劳升降试验法耐久性数据,良好地表征了轮辋和轮辐材料的概率疲劳极限。采用ZHAO等提出的中短疲劳寿命范围寿命分布与疲劳极限的疲劳极限强度分布概率协同原理及方法,良好地表征建立包含超长寿命范围的概率疲劳S-N曲线。与标准EN13262中的车轮钢和R7T钢的轮辋疲劳性能比较,说明D1车轮钢Si、Cu质量分数较高,Mn、V、Cr、Mo、Ni、S、P的质量分数较低,优于R7T车轮钢的抗疲劳能力。     

不同介质下ER8车轮钢滑动摩擦磨损性能

为探讨车轮在不同环境下服役时摩擦因数的变化机制,通过滑动摩擦试验机考察不同载荷下,ER8车轮钢分别在干燥空气、纯水、3.5%氯化钠溶液3种环境下的摩擦磨损性能。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、非接触三维表面轮廓仪、X射线衍射仪对磨痕及元素组成进行了分析,探讨不同环境下ER8车轮钢的摩擦磨损机制。结果表明：随着载荷的增大,ER8车轮钢的摩擦因数明显增大;列车的服役环境对车轮的摩擦磨损性能有较大影响,在干燥空气环境下,ER8车轮钢无腐蚀状况,磨痕宽度最小,但摩擦因数最大,可达0.503;在盐水环境下,ER8车轮钢出现腐蚀现象,磨痕宽度最大,但摩擦因数最小;干摩擦下ER8车轮钢的磨损机制为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损,纯水摩擦和3.5%NaCl溶液环境下的磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。     

吊环用钢的组织形态对断口形貌及冲击韧性的影响

通过对矿车制动梁吊环在普冷环境下的脆性断裂及对吊环用钢冲击试样断口的宏观分析及微观分析,显示了组织形态、断口形貌和冲击韧性的对应关系,从而对吊环用钢的热加工工艺和断裂行为的分析提供参考.     

卷取温度与冷却速率对含铌热轧双相钢显微组织与拉伸性能的影响

将含铌双相钢在相同工艺参数下进行热轧并分别以冷却速率60℃·s^-1一次水冷至610℃或不同冷却速率两段式水冷至461,434,410℃后进行卷取,分析了卷取温度和冷却速率对热轧双相钢显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：4种工艺下热轧双相钢组织均主要由铁素体和马氏体构成,在卷取温度为461℃以下时还出现了贝氏体;随着卷取温度的降低,马氏体含量降低,贝氏体依次呈分散颗粒状、聚集颗粒状和板条状,热轧双相钢的屈服强度增大,抗拉强度先减小后增大,屈强比增大,断后伸长率先增大后减小;当以一次和二次冷却速率分别为53,79℃·s^-1两段式水冷至461℃进行卷取后,热轧双相钢的拉伸性能最佳,平均屈服强度、平均抗拉强度、平均断后伸长率分别为459 MPa, 591 MPa, 35.63%。     

含不同循环变形历史P92钢的高温拉伸性能

在650℃下对P92钢进行不同周次循环加载试验,再在650℃下进行拉伸试验,研究了循环变形对其显微组织和高温拉伸性能的影响。结果表明:未循环变形P92钢的显微组织由细小板条马氏体组成,马氏体内存在亚晶粒和位错,晶界析出M23C6碳化物,循环变形后钢中板条马氏体发生明显回复,亚晶粒长大、位错向胞状结构转变;与未循环变形相比,循环变形后P92钢的高温拉伸性能明显降低,且抗拉强度和屈服强度随循环周次的增加而降低;循环变形对P92钢的拉伸断裂机制没有产生明显影响,拉伸断口均存在明显韧窝,拉伸断裂机制均为韧性断裂。     

H13淬硬钢高应变速率动态性能的实验与本构方程研究

采用西北工业大学固体力学实验室研制的SHPB(split Hopkinson pressure bar)动态实验装置,测试了H13钢在20～600℃,应变率为103～104s-1的流变应力和应变的关系,实验结果表明,应变速率和变形温度的变化强烈地影响H13钢的流变应力,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,在高温下出现明显的动态软化.根据得到的流变应力曲线,拟合出了Johnson-Cook模型中的相关参数.经与实验对比验证,Johnson-Cook本构模型能够很好地描述H13钢的动态力学性能,为工程应用中进一步的力学数值分析提供了重要的材料参数.     

拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量

鉴于建立超塑性变形定量力学解析理论的重要性,从分析Backofen超塑性拉伸的本构方程出发,讨论了方程中的材料参数k和应变速率敏感性指数m的力学涵义。提出了恒应变ε、恒速度υ和定载荷F三种典型变形路径条件下应变速率敏感性指数的规范测量公式。对每种变形路径又提出应变速率敏感性指数的传统测量方法和计算机模拟精确测量方法,并作了精度对比分析。给出了典型超塑Zn-5%Al合金在常态（18℃）和超塑状态（340℃）时三种变形路径下应变速率敏感性指数m ε、m υ和m F的实测结果。由于三者之间不但存在大的偏差,而且随ε的变化规律也各异。这就从试验上判明,即使在相同的应力状态下,应变速率敏感性指数也与变形路径密切相关。由此便向力学理论提出新的问题,要求从理论上解答偏差和变化规律不同的原因,进而揭示其力学本质。     

变温冲击下PBT的韧性和断口特征形貌研究

在系统观察分析了不同冲击温度下PBT的断口形貌的基础上,根据材料聚集态结构和断口形貌的对应关系,分4个温度区域研究了PBT的聚集态结构、韧性和断口形貌的规律和相互关系。     

分级淬火热处理双相钢在拉伸变形时的应变分配

采用亚微米级分辨率的数字图像相关(DIC)方法,探究了分级淬火得到的马氏体体积分数分别为33.8%和58.3%双相钢在不同拉伸变形量下的应变分配规律。结果表明:两种双相钢在不同变形量下的微观应变分配规律相似,应变分布都很不均匀,且变形量较大时应变分布不均匀性更为显著;在马氏体体积分数较小的双相钢中,应变在铁素体和马氏体间分配的不均匀性更显著;微区内存在应变集中的变形带,变形带主要分布在铁素体上,在块状马氏体间的较窄铁素体区域出现的概率比较大;在马氏体上或相界面处也有少量应变集中的变形带,马氏体体积分数较小时沿相界面扩展的变形带数量较多;马氏体体积分数较大时变形带穿过马氏体的概率更大。