纳米压痕法测量Ti13Nb13Zr医用钛合金蠕变应力指数

在室温下利用纳米压痕仪测量了Ti13Nb13Zr的弹性模量与硬度以及其蠕变行为的规律。通过改变实验的加载速率与最大载荷,确定这两个因素对实验结果的影响。结果表明,Ti13Nb13Zr的弹性模量约为148.1 GPa,硬度约为5.62 GPa。实验结果与加载速率和最大载荷无关,只与材料本身性质相关。最终测得材料的蠕变应力指数范围在28.98~34.66之间。     

氢对Ti—Al—Zr钛合金管材的组织和性能的影响

分析和试验了Ti -Al -Zr单相α -钛合金管材的化学成分、金相组织和室温机械性能后 ,采用人工吸氢法使该种钛合金材料获得了不同的氢含量。进而 ,测出了其延伸率随氢含量变化的关系曲线 ,从而认识到氢对该材料的塑性指标会造成显著的影响。随后 ,用氢含量为 132× 10 -6、342× 10 -6和 80 8× 10 -6的 3种试样和它们的拉伸断口分别进行了金相和SEM分析。观察到了不同氢含量的样品中氢化物的金相形态及其分布特征 ;由对拉伸断口的分析工作 ,得出氢化物呈薄片状析出的特点 ,而惯析面为α相 (hcp结构 )的基面、近基面和其它易滑移面。最后 ,讨论了氢化物的种类、析出特征 ,并对氢化物在无织构的钛合金管材内的分布特点对其氢损伤的影响程度作了说明     

含Nb,Ti冷轧薄板工艺研究

研究了工艺参数对含（0．062-0．075)Nb,(0．025-0．028)Ti冷轧薄板性能的影响。结果表明,冷轧压下率每增加10％,抗拉强度提高45MPa。经(600-650)℃,2h退火,可完成再结晶,消除加工硬化,钢的性能恢复到热轧钢坯的水平．平整压下率为0．7％～1％时,平整使屈服强度下降40MPa。     

医用Ti6Al7Nb合金氧化行为及其磨损性能

为提高生物医用Ti6Al7Nb合金表面的耐磨损性能,研究了在500~800℃空气中的热氧化行为以及其改善的磨损性能.研究结果表明:500~600℃氧化速率低,表面硬度较基体变化不大.在750℃以上,氧化速度增加,氧化动力学遵从抛物线规律,氧化物主要由TiO2和少量Al2O3组成.在800℃时,氧化物颗粒长大,氧化层疏松,极易剥落.综合考虑硬化层深度和氧化时间,得出最佳热氧化工艺参数为750℃氧化8 h.在此工艺下处理的钛合金表面硬度达到1 047 HV,耐磨性是原合金材料的280倍.分析了合金氧化后耐磨损性能的提高机制.     

粉末冶金Ti–45Al–10Nb合金的高温抗氧化性能

通过粉末冶金法制备了化学成分为Ti–45Al–10Nb的高Nb含量的TiAl合金,并研究了其在850、900和950°C下的抗氧化性能。根据氧化皮形貌和微观结构演变分析,讨论了高温下的抗氧化机理。850°C和900°C的氧化皮结构相似,TiO₂+Al₂O₃混合物覆盖在弥散分布TiO₂+Nb₂O₅的基体层。在950℃时,氧化皮从外部到母体金属分为四层:疏松的TiO₂+Al₂O₃层、致密的Al₂O₃层、致密的TiO₂+Nb₂O₅层和弥散分布TiO₂+Nb₂O₅的基体层。Nb层抑制了Ti原子的向外扩散,阻碍了TiO₂的生长,同时促进形成连续的Al₂O₃保护层,使合金具有长期的高温抗氧化能力。     

Zr处理对含Ti低碳微合金钢中氮化物的影响

以含Ti低碳微合金钢为研究对象,通过实验和热力学计算研究了Zr质量分数对钢中氮化物的影响规律.结果表明:随着钢中Zr质量分数由0.0020%增加至0.0200%,钢中氮化物数量密度和面积占比明显增加,氮化物类型逐渐由TiN变为(Ti_○y,Zr_1-○y)N,(Ti_○y,Zr_1-○y)N中Zr/Ti原子数比逐渐增加,(Ti_○y,Zr_1-○y)N由以TiN为主转变为以ZrN为主.热力学计算结果发现精炼过程无TiN,ZrN等氮化物析出,氮化物主要在凝固过程析出.当钢中Zr质量分数为0.0020%时,凝固过程只有TiN析出;而当Zr质量分数≥0.0046%,逐渐有ZrN在凝固末期析出.随着凝固过程温度的降低,(Ti_○y,Zr_1-○y)N具备热力学析出条件.当钢中Zr质量分数由0.0046%增加至0.0200%,(Ti_○y,Zr_1-○y)N开始析出温度逐渐增加,TiN在(Ti_○y,Zr_1-○y)N中占比逐渐减小.最后,当采用Zr-Ti复合脱氧时,钢中Zr质量分数应控制在0.0020%~0.0050%.     

Nb对Ti/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

研究了热压烧结条件下Nb元素对Ti/ [φ(Al2 O3 ) =80 % ]复合材料相对密度、抗弯强度、断裂韧性及维氏硬度等力学性能的影响 ,分析了其影响机理。结果表明 ,在Ti/ [φ(Al2 O3 ) =80 % ]的Al2 O3 复合材料中掺入Nb元素 ,材料的微观组织形貌得以细化 ,性能有了较大提高。随Nb掺量的增加 ,材料的相对密度、维氏硬度与抗弯强度先增大后减小 ,当掺量为 φ =1.5 %时 ,其相对密度、抗弯强度、维氏硬度达到最高 ,分别为 98.13%、5 0 1.0 6MPa和 2 0 .31GPa ,断裂韧性随Nb掺量的增加而增大 ,当掺量为 φ =2 %时 ,其断裂韧性为5 .2 4MPa·m1/ 2 。     

Nb对Ti/A12O3复合材料力学性能的影响

研究了热压烧结条件下Nb元素对Ti/[ψ(Al2O3)=80%]复合材料相对密度、抗弯强度、断裂韧性及维氏硬度等力学性能的影响,分析了其影响机理.结果表明,在Ti/[ψ(Al2O3)=80%]的Al2O3复合材料中掺入Nb元素,材料的微观组织形貌得以细化,性能有了较大提高.随Nb掺量的增加,材料的相对密度、维氏硬度与抗弯强度先增大后减小,当掺量为ψ=1.5%时,其相对密度、抗弯强度、维氏硬度达到最高,分别为98.13%、501.06MPa和20.31 GPa,断裂韧性随Nb掺量的增加而增大,当掺量为ψ=2%时,其断裂韧性为5.24MPa·m1/2.     

低速冲击下钢筋混凝土深梁抗冲击性能及其损伤评估

为研究钢筋混凝土深梁在低速冲击下的抗冲击性能和损伤机理,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对不同冲击速度下深梁动力响应进行模拟.分析深梁的动态损伤过程及横截面的损伤分布,采用截面损伤因子对钢筋混凝土深梁的损伤程度进行定量评估;进一步分析边界条件、冲击位置对深梁抗冲击性能和损伤的影响.分析结果表明:建立的模型可以合...     

Ti13Nb13Zr合金机械研磨处理摩擦磨损性能研究

对Ti13Nb13Zr合金进行表面机械研磨处理,处理前后试样分别在NaCl溶液和Hank’s模拟体液中进行滑动摩擦实验,研究机械研磨处理对Ti13Nb13Zr合金摩擦磨损性能的影响。通过机械研磨前后的磨损量和摩擦系数对合金材料的摩擦磨损性能做出了评价,利用扫描电子显微镜对磨痕形貌和磨损机理进行了分析。结果表明:与未研磨试样相比,机械研磨试样的磨损量明显降低;并且无论是在NaCl溶液还是Hank’s模拟体液的润滑下,机械研磨处理试样的摩擦系数普遍降低且随着研磨时间的增加而减小;未处理试样表现出典型的接触疲劳磨损和擦伤磨损,而机械研磨处理试样磨损机制主要是磨粒磨损和黏着磨损。     

Ti45Al8Nb2Mn0.2B铸造合金高温形变行为

Ti45Al8Nb2Mn0.2B铸造合金在900～1200℃温度范围,1～10-3/s应变速率条件下进行压缩实验,研究其变形特点以及组织变化.结果发现,形变过程中合金的真应力-真应变曲线上存在一个应力峰值,随后流变应力随着应变量的增加逐渐下降并趋于稳态流变.降低温度和提高应变速率都使合金的应力峰值增加.在实验温度范围内合金的应变速率敏感系数为0.10～0.24;在高温形变过程中发生动态再结晶,合金的组织得到明显细化.再结晶晶粒尺寸随温度的降低和应变速率的增加而减小,也就是随Zener-Hollomonc参数的增加而减小;升高形变温度和降低应变速率均促进再结晶过程.     

Ti45A18Nb2Mn0．2B铸造合金高温形变行为

Ti45A18Nb2Mn0．2B铸造合金在900～1200℃温度范围，1～10^-3／s应变速率条件下进行压缩实验，研究其变形特点以及组织变化．结果发现，形变过程中合金的真应力一真应变曲线上存在一个应力峰值，随后流变应力随着应变量的增加逐渐下降并趋于稳态流变．降低温度和提高应变～速率都使合金的应力峰值增加．在实验温度范围内合金的应变速率敏感系数为0．10～0．24；在高温形变过程中发生动态再结晶，合金的组织得到明显细化．再结晶晶粒尺寸随温度的降低和应变速率的增加而减小，也就是随Zener-Hollomonc参数的增加而减小；升高形变温度和降低应变速率均促进再结晶过程．     

医用钛合金表面沉积AlTiN涂层在模拟人体生理环境中的腐蚀行为

采用高度离子化脉冲工艺(H．I．P)在医用Ti6Al4V合金表面成功制备了AlTiN陶瓷涂层。采用电化学腐蚀方法用三电极系统对Ti6Al4V—AlTiN在模拟人体生理环境中进行抗侵蚀试验,并作出极化曲线与Ti6Al4V合金进行对比分析。分析表明：相同条件下,Ti6Al4V -AlTiN在模拟人体生理环境中的抗侵蚀性更加优异。     

钛含量对电解低钛ZL108合金组织的影响

用已原位钛合金化的电解低钛铝基合金熔配了内燃机活塞常用的不同钛含量(ωTi=O—O.23％)的ZL108合金，进行了合金的成分分析和组织观察，结果表明：随着钛含量的增加，一次和二次枝晶发生了由比较粗大一细小一组大的变化，一次枝晶长度变化不大，二次枝晶发生了由长变短的变化；同时。二次枝晶臂间距和共晶硅颗粒的直径也发生了由大到小而后又增大的变化，在ωTi=O．11％，最小值分别为16．7μm和2．7μm。在ωTi=O．11％-O．16％之间存在着最佳的钛含量，为进一步研究该合金的性能以及工业化生产优质高件能的活塞材料根供了理论和实验依据．     

氢对Ti—Al—V钛合金的冲击韧性及组织的影响

在分析和试验了Ti-Al-V钛合金锻材的化学成分、金相组织和室温机械性能后，将其加工成冲击试样，采用人工吸氢法使其获得了不同的氢含量。继而，测出了该种钛合金的冲击韧性值（αK）与氢含量的关系曲线。随后，用氢含量为48ppm、137ppm、361ppm和666ppm的4个样品和它们各自的冲击断口，分别进行了金相和扫描电镜（SEM）的分析工作，获得了不同氢含量的此种钛合金的金相组织及其氢化物在组织中的分布和形态；再结合对不同氢含量试样的冲击断口的SEM分析结果，得到了氢化物呈细小的薄片状析出及其在此种合金内的析出特征。     

腐蚀环境对TC21钛合金疲劳行为的影响

基于飞机零部件在服役过程中因腐蚀导致疲劳断裂的问题,采用疲劳试验机、扫描电子显微镜对TC21钛合金在两种腐蚀环境以及室温空气环境下的疲劳进行了研究。结果表明,相同环境下随着应力降低,合金晶体内部位错累计能量速率减缓,合金疲劳寿命增加。同等应力条件下,3.5%NaCl水溶液环境下合金疲劳寿命最低,油箱积水环境下次之,室温空气环境下合金疲劳寿命最高。当应力较低时,差异更为显著。腐蚀环境下试样疲劳寿命较低,主要原因在于合金与溶液中离子发生反应形成大量腐蚀产物,促进裂纹萌生、加速裂纹扩展。     

非晶态Fe77Cr13Zr10合金的临界现象

测量了非晶态Ｆｅ７７Ｃｒ１３Ｚｒ１０合金的磁化强度与温度和磁场的关系．在居里点附近样品的磁特性符合二级相变规律，得到临界指数β＝０．４０，γ＝１．４５，δ＝４．８５，样品的居里温度Ｔｃ＝（２１２．１±０．３）Ｋ．在实验误差范围内，临界指数β、γ、δ满足关系式γ＝β（δ－１），在１９０～２５０Ｋ温度范围内，实验数据满足二级相变的磁状态方程．