铍室温变形过程中的孪生及织构演变

利用万能试验机在室温下对等静压铍材进行不同应变量的压缩试验,并采用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析了铍材的孪生形成情况和织构演变。结果表明:铍在室温压缩变形时只发生{1012}拉伸孪生,在拉伸孪生的演变过程中,孪生萌生和长大过程对晶粒发生大角度转变和新织构{0001}的形成有着很大的促进作用;孪生后期对铍滑移变形的协调作用减少,单轴压缩力偶对新织构{0001}的形成也起着重要作用。     

铍材温轧过程中显微组织和织构演变规律的研究

采用电子背散射衍射技术(EBSD)对热压烧结铍锭在温轧过程中的显微组织和织构演变规律进行了研究。结果表明,温轧过程中的主要变形机制为滑移;随着轧制变形量的增加,晶粒逐渐拉长细化;在压下量为37.9%时,轧制铍板中的基面织构达到最大值,此后继续增加压下量,铍材内织构、晶粒尺寸及显微硬度均不再发生明显变化;铍材轧制中或轧制后都需要进行退火,退火工艺对铍板的基面织构有一定的弱化作用,可改善板材的内部组织结构,提高轧制性能。     

二次热压对粉末冶金铍铝合金显微组织与力学性能的影响

研究了二次热压工艺对粉末冶金铍铝合金微观组织和力学性能的影响,并对合金断口形貌进行了分析。结果表明:一次热压铍铝合金,其显微组织中铍相以趋于球状的颗粒分布于连续的铝基体内,合金抗拉强度为230 MPa,屈服强度为157 MPa,延伸率为3.5%;二次热压铍铝合金,其显微组织中铍相边界粗糙,铝相出现晶界且其晶粒趋于圆形,合金抗拉强度提高到304 MPa,屈服强度为253 MPa,延伸率为1.5%。一次热压铍铝合金断口无明显裂纹源,呈均匀的塑性变形,主要以铍相的穿晶解理断裂和铝相的韧性断裂为主;二次热压铍铝合金断口有较为明显的裂纹源,除了发生铝相的塑性变形断裂和少量的铍相解理断裂外,铍铝相界同时发生了开裂。     

等静压铍材高周疲劳寿命研究

采用拉-拉加载方式对等静压铍材进行高周疲劳试验,根据试验数据绘制了S-N曲线,获得其疲劳极限,并运用扫描电镜观察疲劳断口形貌。结果表明,等静压铍材在指定疲劳寿命10⁷次下的疲劳极限为385 MPa;疲劳裂纹萌生于铍材试样边缘处,裂纹穿过晶界与相邻晶粒内的微裂纹连接合并长大;铍材试样发生瞬时解理断裂,形成主要由疲劳源和放射区构成的断口形貌;疲劳源尺寸随最大循环应力的减小而增大。     

62Be-38Al合金高、低温力学性能及断裂机制

采用万能拉伸试验机、金相显微镜及扫描电镜对62Be-38Al铍铝合金在-100～500℃下的高、低温力学性能及断裂机制进行探究。结果表明,铍铝合金的抗拉强度与屈服强度随温度的升高而降低,延伸率则呈现先升再降的变化趋势,在300℃时达到最大值。同时,随着测试温度的上升,铍铝两相的界面结合强度逐渐低于铍颗粒的解理断裂强度,断口组织中相界面断裂增加,铍解理面减少。当温度升至500℃时,铝相软化,铍铝相界面的结合强度大幅降低,伴随着合金强度塑性的急剧下降,其断口呈沿晶断裂。另外,随温度的升高,合金的形变强化指数单调下降,-150℃时为0.22,400℃时为0.08。     

不同应变速率下铍材的拉伸性能及变形行为

利用万能试验机在室温下对等静压铍材进行了不同应变速率拉伸试验,并采用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析了铍材的断口和塑性变形行为。结果表明,随应变速率增加,铍材的强度增加,但延性降低,同时铍材应力强度因子也有所降低。另外,铍材在拉伸过程中,塑性变形的主要机制是滑移,孪晶受等静压铍材力学性能各项同性的影响并未发挥出明显的效果,对铍材的塑性未表现出较大的贡献。     

利用改进的引伸计自动测量铍材的断后伸长率

根据GB/T 228.1-2010的技术要求,金属材料断后伸长率的测量方法通常包括人工测量和利用引伸计自动测量两种方法。由于铍材拉伸试验时试验机无法夹持直接购买的标距为25mm的引伸计,为了满足标准对引伸计使用的技术要求,重新设计了引伸计的刀口,并将自动测量结果与人工测量结果进行了比较。结果表明:采用改进后的引伸计可以准确、快速地自动测量铍材试样的断后伸长率。     

金属铍静态再结晶行为

通过热压缩和真空退火实验研究了金属铍低温形变(应变温度350℃,应变速率10^-3s^-1,应变量30%)后在680～880℃温度区间退火组织演变规律。结果 表明:金属铍具有独特的静态再结晶行为,再结晶晶粒首先在{10■2}<10■>拉伸孪晶界处形核,机理为应变诱导的孪晶界弓出形核。晶界“弓出”形核落后于孪晶界“弓出”形核的原因是BeO杂质对原始晶粒晶界钉扎,阻碍了其界面的迁移。孪晶界和原始晶粒晶界“弓出”形核是金属铍主要的形核方式,晶内直接形核和杂质处形核是其次要的形核方式。低温形变铍在680～880℃内退火均能够获得晶粒细化的完全再结晶组织,且没有再结晶织构形成。金属铍的再结晶晶粒不易长大,原因也是由于BeO杂质对晶界迁移的钉扎作用。在680,730,780,830和880℃退火,完成再结晶时间分别大约为2160,180,20,5和4 min。金属铍350℃下压缩发生{0001}基面滑移和{10■2}类孪晶变形,形变机理与室温相同,没有随温度升高而发生改变,仍保持金属铍特有的反常变形行为。     

锥束CT工艺参数对成像质量的影响

影响锥束CT成像质量的工艺参数较多,通过研究关键工艺参数对CT图像质量的影响规律,可获得更好的锥束CT成像效果。基于德国卡尔蔡司公司的METROMTOM 1500型微焦点锥束CT系统,研究了管电压、管电流、焦点尺寸、试样的几何位置、投影数量、积分时间、Binning模式等关键工艺参数对CT图像质量的影响。结果表明,在管电压足够的情况下调整管电压和管电流,将焦点尺寸和体素尺寸控制在接近时获得的图像清晰度最好;减小被测物体与射线源的距离,能够明显提高图像清晰度;增加投影数量可以明显减少干扰噪声;高Binning模式能够提高图像的细节分辨率;积分时间对图像的质量影响不明显。     

热挤压对铍铝合金显微组织和性能的影响研究

为缩短粉末冶金成形时间,对冷等静压成形后的铍铝合金进行热挤压处理,研究了热挤压对铍铝合金显微组织和性能的影响。结果表明:通过热挤压变形后,铍铝合金组织为铍相以颗粒状分布于连续的铝相中,且组织密实化,材料密度显著上升;同时,挤压后的铍铝合金硬度提高到了80 HRB,并伴随较大内应力。冷等静压的铍、铝相晶粒取向均较为随机;热挤压处理后,铍相未发生明显择优取向,铝相主要形成了较强的〈100〉方向以及较弱的〈110〉方向的丝织构。