应变比对复合细化超细晶纯钛低周疲劳行为的影响

采用等径通道弯曲挤压(Equal Channel Angular Pressing, ECAP)+旋锻(Rotary Swaging, RS)技术制备超细晶纯钛,细化后晶粒尺寸达到纳米级。在室温下对超细晶纯钛实施应变比分别为-1、-0.5、0.5的应变控制低周疲劳试验,通过TEM对微观组织观察。研究了应变比对材料循环硬化软化特性、循环应力应变关系及疲劳寿命的影响。研究结果表明,应变比增大使得超细晶纯钛循环硬化现象更为显著,应变比越大超细晶纯钛低周疲劳寿命越低。低周疲劳高应变比情况下亚晶晶粒尺寸小,数量多,阻碍位错运动,使得材料发生循环硬化。     

热处理对G3合金微观组织的影响

借助光学显微镜、透射电子显微镜和扫描电子显微镜研究了热处理温度对G3合金微观组织的影响。结果表明,在1120～1180℃温度区间,随着固溶处理温度升高G3合金的晶粒尺寸由5.41级增大为4.18级;经不同温度时效处理后,合金中析出相的种类和分布形态有显著差别。经700℃×50 h时效,合金中晶界上的主要析出相为M23C6相,呈网状,晶内为弥散、细小的TiN和σ相,两者有复合析出现象。经800℃×50 h时效,合金中晶界处的析出相仍然是M23C6相,晶内析出的M6C相呈叶片状,成片分布在晶内。经900℃×50 h时效,合金中晶界处析出的主要是M6C相而不是M23C6相,晶内有大量纳米级的第二相颗粒与位错相互作用。     

超细晶纯钛疲劳裂纹的扩展行为

对纯钛进行2道次室温等径弯曲通道变形(ECAP)、等径弯曲通道变形加旋锻复合变形(ECAP+RS)并在旋锻后在300℃和400℃退火1 h,制备出4种具有不同组织的超细晶纯钛。对这4种超细晶纯钛进行疲劳裂纹扩展实验并观察分析超细晶纯钛的显微组织和疲劳断口的形貌,研究了裂纹的扩展行为。结果表明：显微组织对超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展门槛值和近门槛区有显著的影响;超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展门槛值随着塑性变形量的增大而增大,随着旋锻后退火温度的提高而降低;疲劳裂纹扩展速率曲线因超细晶纯钛晶粒尺寸和强度的影响出现转折,转折前ECAP+RS复合变形纯钛的抗疲劳裂纹扩展能力比ECAP变形强,且随着退火温度的提高而降低;转折后4种超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展速率相差较小,呈现出相反的结果。疲劳裂纹扩展寿命中转折前近门槛区裂纹扩展寿命占绝大部分,因而转折前的门槛值与近门槛区的扩展速率对抗裂纹扩展能力更为重要。     

等径弯曲通道变形的有限元模拟现状

等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing 简称ECAP)由于能直接制备块状超细晶材料而备受关注.介绍了等径弯曲通道变形(ECAP)及有限元数值模拟的基本机理,并在此基础上讨论了有限元模拟在ECAP变形中的研究及发展现状.随着ECAP的深入研究和工业化的进一步发展,有限元数值模拟必然在该领域中得到越来越广泛的应用.     

室温工业纯钛ECAP有限元二道次模拟

利用MSC.SuperForm软件对工业纯钛A路径ECAP二道次的变形进行模拟.获得了相应的载荷-行程曲线、等效应变和等效应力分布规律,并与一道次的模拟结果进行了比较,得出二道次挤压后等效应变的分布比一道次更均匀.     

ECAP变形制备超细晶金属材料变形行为的研究进展

综述了等径弯曲通道变形制备超细晶金属材料变形行为的研究进展,重点介绍了等径弯曲通道变形制备的超细晶金属材料变形行为的研究方法及其不同于常规材料的力学行为、应变速率敏感性和超塑性,分析了超细晶金属材料的主要变形机理,进一步指出了变形行为及变形机理微观层次研究中存在的问题及发展趋势。     

纯锆的动态力学行为及绝热剪切带

使用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对纯锆在室温下进行动态压缩实验,应变速率为800～4000 s-1。采用金相显微镜和Quanta200型扫描电子显微镜对绝热剪切带及压缩断口进行观察。结果表明,纯锆具有较低的应变速率敏感性,由于高应变条件下产生了高密度的孪晶,材料硬化显著增强,真应力-真应变曲线随应变增加呈上升趋势,最大抗压强度为843 MPa。纯锆试样中观察到明显的绝热剪切带,且沿剪切带出现裂纹,压缩断口呈韧性断裂。绝热剪切带的出现和发展是材料失效的主要原因。对剪切带内部的温度进行了估算,结果表明,纯锆剪切带内部最高温度为1564℃。     

ECAP制备超细晶钛的力学性能研究

采用等径弯曲通道变形成功实现工业纯钛室温8道次变形.ECAP变形后,工业纯钛晶粒明显细化,力学性能显著提高,抗拉强度从407MPa提高到791MPa,并保持良好塑性,硬度最终达到2641 MPa,成为高性能超细晶纯钛.     

XG600高强钢热轧卷板减量化工艺研究与工业试制

遵循减量化生产原则,设计了低成本的高强钢化学成分体系,在C-Mn钢成分的基础上,减少较贵重的Nb、V含量,增加较便宜金属Ti的含量。研究化学成分和工艺参数对热轧高强钢组织和性能的影响规律,通过合理调整化学成分,优化热连轧工艺及控冷工艺,生产出了力学性能良好的热轧高强钢卷板。     

复合形变超细晶纯钛的动态再结晶模型

采用室温等径弯曲通道变形(ECAP)+旋锻复合加工工艺制备超细晶纯钛,用GLEEBLE 3800热模拟试验机对其进行热压缩实验。研究了复合形变超细晶纯钛在温度为200、300、350、400和450℃,应变速率为0.01、0.1和1 s^-1条件下的变形行为。结果表明：实验中真应力-应变曲线的动态再结晶特征显著,出现了明显的单峰值应力。根据复合形变超细晶纯钛的峰值应力值建立的Arrhenius本构方程能预测峰值应力,平均相对误差仅为4.44%;大塑性变形试样在热压缩前进行的保温处理,增大了发生动态再结晶的临界应变值,其材料常数为0.8329;材料变形中的动态再结晶行为发生在应变大于0.1而小于0.4的阶段,应变大于0.4时发生二次硬化。