超塑性变形 TiAl 基合金中的孔洞

研究了超塑性Ｔｉ－３３Ａｌ－３Ｃｒ－０．５Ｍｏ（质量分数,％）合金中孔洞的形成和发展过程及其与合金的断裂之间的关系．研究结果表明,ＴｉＡｌ基合金在超塑性变形过程中产生的孔洞有３种类型,它们分别形成于三叉晶界处、晶界上和晶粒内．三叉晶界上的孔洞一般呈Ｖ型,而晶界和晶内的孔洞则呈圆形或椭圆形．分析认为,孔洞的长大、扩展和聚集是造成ＴｉＡｌ基合金超塑性拉伸断裂的主要原因．     

LC4铝合金超塑性变形过程的显微组织研究

本文用金相显微镜及透射电镜研究了超塑性变形对LC4铝合金显微组织的影响。该合金在超塑性变形过程中,除发生大量晶界滑动及晶粒转动外,扩散蠕变在超塑性变形总量中约占15%。在经过超塑性变形的材料内,晶粒内位错密度很低,而晶界处普遍存在由非固有晶界位错规则排列而成的位错群列。这种非固有晶界位错能在超塑性变形过程中以滑移-攀移的方式沿晶界运动,其滑移分量导致晶界滑动,其攀移分量导致扩散蠕变,可协调晶界滑动产生的变形。在超塑性变形后期,在扩散蠕变所产生的晶界旁的无沉淀区内,观察到了自晶界上大粒子处产生的棱柱位错环,导致试样最终断裂的空洞的形核与这种棱柱位错环有关。     

铝锂合金超塑性变形模型

透射电镜(TEM)观察表明 8090 和 CP276 铝锂合金在超塑性变形最佳条件下,除位错滑移、攀移和扩散蠕变外,还发生贯穿变形始终的动态回复和动态再结晶,研究指出,8090和 CP276 铝锂合金的超塑性变形是位错滑移、在晶界上的位错攀移、三角晶界处阻碍晶粒的动态再结晶及扩散蠕变共同协调晶界滑动的过程,其中,在晶界上的位错攀移及三角晶界处阻碍晶粒的动态再结晶是两个交替作用的速控过程。本文提出了有动态回复和动态再结晶参与协调晶界滑动的超塑性变形复合模型。由该模型解释了 8090 铝锂合金冷、热轧态及 CP276铝锂合金超塑性能的差异。     

铜对 Zn-Al 基软钎料性能的影响

为了降低汽车铝质热交换器钎焊温度,防止高温软化,研究了一种钎焊温度比Ａｌ－Ｓｉ钎料低的Ｚｎ－Ａｌ－Ｃｕ钎料．着重讨论了微量Ｃｕ含量对Ｚｎ－Ａｌ钎料熔点、强度、钎焊性能等的影响．研究结果表明,在Ｚｎ－Ａｌ系钎料中加入微量的Ｃｕ,对钎料熔点无影响,其熔点均在三元合金共晶温度３７３．５℃左右;微量Ｃｕ在Ｚｎ－Ａｌ系合金中形成以Ｚｎ为基的含有铝和铜的η相（富锌相）固溶体及含锌和铜的β相（富铝相）固溶体,提高了Ｚｎ－Ａｌ系钎料的强度、硬度,但使其延伸率降低．该合金完全能替代Ａｌ－Ｓｉ系钎料用于汽车热交换器的钎焊,焊接温度可降低２００℃左右,可以防止因炉温偏高造成铝质热交换器钎焊时的高温软化现象．     

对一种Zn-Ni-Mg合金的超塑性研究

本文研究了名义成分为Zn—0.10%Ni—0.05%Mg的弥散强化锌基合金冷轧薄板的超塑性行为。当拉伸试样以适当的应变速率拉伸时,此合金在180℃以上显示了超塑性。在230℃和0.03分~(-1)的应变速率下,合金的应变速率敏感性指数达到0.48的最大值。在230℃获得的最大伸长率恒速拉伸时为335%,变速拉伸时为524%。此合金的超塑性变形激活能为21.1Kcal/mol,与纯锌的晶格扩散激活能很接近,说明锌的晶格扩散是此合金超塑性变形过程的速率控制因素。超塑性变形后的金相试验表明,此合金超塑性变形前经再结晶形成的原有等轴微细晶粒组织基本上未发生改变,同时还显示了晶界滑动的证据。此外,用透射电镜观察时,还见到了位错线与晶粒内沉淀相微粒间的交互作用。此合金的超塑性变形过程可用受晶粒内位错运动调节的晶界滑动来解释。合金中的沉淀相经电子衍射鉴定为Ni_3Zn_(22)和Mg_2Zn_(11)。本文还讨论了沉淀相微粒在高温超塑性变形过程中稳定基体微细晶粒的作用。     

Zn—5Al合金超塑性的量子效应

用Ｘ射线衍射实验测量了Ｚｎ－５Ａｌ共晶合金超塑性变形后Ａｌ相和Ｚｎ相的点阵常数,结果表明,Ａｌ相晶格收缩,Ｚｎ相晶格膨胀,根据程氏理论的解释,这一现象是由于相界面电子的量子力学波函数连续的条件引起的,因此是一各量子效应。     

稀土钇对含Zn和Mg铸态铝合金相组成物的影响

研究了Ｙ在Ａｌ－（１－５）％Ｙ,Ａｌ－８％Ｚｎ－（１－５）％Ｙ,Ａｌ－２％Ｍｇ＿１－３）％Ｙ及Ａｌ－８％Ｚｎ－２％Ｍｇ－（０－５）％Ｙ合金中的存在形态及对该合金铸态组织的影响。结果表明,在Ａｌ－Ｙ及Ａｌ－２％Ｍｇ－Ｙ合金中,Ｙ以Ａｌ３Ｙ形态存在;在Ａｌ－８％Ｚｎ－２％Ｍｇ和Ａｌ－８％Ｚｎ合金中以Ｙ１２Ａｌ３Ｚｎ金属间化合物的形态存在下晶界,在Ａｌ－８％Ｚｎ－２％Ｍｇ中,Ｙ的存在还能改变Ｚｎ和Ｍｇ在     

Nd－Fe－B合金的组织与组成对其腐蚀行为的影响

研究了Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金的组织与组成对其腐蚀行为的影响。对Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金各主要组成相在纯水和ＮａＣｌ溶液中电位进行了测定，结果表明Ｅ（富Ｎｄ相）＜Ｅ（基体相）＜Ｅ（富Ｂ相）。Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金的腐蚀特征是晶界处的富钕相优先腐蚀，然后向晶粒内Ｎｄ２Ｆｅ（１４）Ｂ基体相扩展。环境腐蚀试验结果表明，Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金中加入Ｄｙ后，耐蚀性提高；加入Ａｌ后，则耐蚀性有所下降。     

回火温度对Ni－Cr－Al硬弹合金组织和性能的影响

研究了Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ硬弹合金的组织和性能．实验结果表明，不同的回火温度析出γ＇（Ｎｉ_３Ａｌ）相和富Ｃｒ（α）相的颗粒大小与分布状态亦不同．在５５０℃，５ｈ回火处理时，析出γ＇（Ｎｉ_３Ａｌ）相的周围产生大量的富Ｃｒ（α）相，颗粒细小，弥散分布，使合金的硬度和弯曲强度有明显地提高．     

Nd—Fe—B合金的组织与组成对其腐蚀行为的影响

研究了Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金的组织与组成对其腐蚀行为的影响。对Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金各主要组成相在纯水和ＮａＣｌ溶液中电位进行了测定，结果表明Ｅ（富Ｎｄ相）＜Ｅ（基体相）＜Ｅ（富Ｂ相）。Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金的腐蚀特征是晶界处的富钕相优先腐蚀，然后向晶粒内Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ基本相扩展。环境腐蚀试验结果表明，Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金中加入Ｄｙ后，耐蚀性提高；加入Ａｌ后，则耐蚀性有所下降。     

超塑变形中的晶粒尺寸效应

分析了晶粒尺寸在各种机制中对总变形的影响;晶粒尺寸不同时材料变形的微观特征;晶粒尺寸对晶界滑移速率的影响。讨论了超塑变形中的区间转变;定量表达了晶粒尺寸和变形温度对区间转变应变速率的影响;进而提出临界晶粒尺寸及临界变形温度的新概念及表达式。并以Al-Zn-Mg合金对以上理论分析进行了验证。     

Deformation mechanism of compression of 2024 Al alloy in semi-solid state

The deformation mechanism of alloy in the semi-solid state has been investigated, with the compression of 2024 Al alloy in the semi-solid state as an example. Experimental results showed that the compressive deformation of 2024 Al alloy in the semi-solid state was mainly caused by the liquid flowing under the hydrostatic compressive stress, the grain boundary sliding under the shear stress and the plastic deformation of grain under the normal compressive stress. Among them, the grain boundary sliding was mainly accommodated by the nucleation and growth of cavity under the hydrostatic tensile stress.     

Fe--36 Ni因瓦合金的热塑性

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究Fe-36Ni合金在900~1200℃的热塑性行为,并用FactSage软件、扫描电镜及透射电镜等研究该合金热塑性的影响因素及作用机理.结果表明：合金中主要形成Al2 O3+Ti3 O5+MnS复合夹杂,夹杂物颗粒尺寸集中分布在0.5μm以下.合金热塑性在900~1050℃受晶界滑移及动态再结晶共同影响.晶界上分布的纳米级别(<200 nm)夹杂物有效钉扎晶界,抑制动态再结晶发生的同时减小晶界结合力.微米级别(>200 nm)夹杂物则促进显微裂纹在晶界滑移过程中的形成和扩展,损害合金热塑性.当温度高于1050℃时,较高的变形温度使再结晶驱动力大于钉扎作用力,合金发生动态再结晶,有效提高热塑性.在1100~1200℃区间内,枝晶间裂纹的形成、晶界滑移的加剧及动态再结晶晶粒尺寸增大都降低合金热塑性.     

大晶粒多晶铝试样细观变形测量

用面内云纹和影像云纹相结合的方法，测量了高纯铝多晶大晶粒试样的细观变形场。观察记录了晶界滑错，晶粒刚体转动，三晶交点处变形场和应变场。由于晶界滑错在晶界两侧存在高剪应变差，晶粒内塑性变形由均匀到非均匀布，多晶体出现不稳定的塑性流动，直至破裂。     

二维大取向角对晶界湮没过程的晶体相场模拟

【目的】针对大角正方相晶界的位错结构,揭示在外应变下的位错运动和位错反应的微观机理。【方法】采用双模晶体相场(PFC)模型,模拟大角度取向角位错湮没过程。【结果】晶界上的位错是由4个位错组成1个位错对。晶界湮没有如下主要过程:开始时位错沿晶界攀移,随后晶界发生位错分解并发射,位错运动方式由攀移转为滑移;滑移位错与其他位错在晶内相遇发生湮没,其余晶界位错进行攀移,再次出现晶界位错分解发射位错,位错滑移穿过晶界内部,到达对面晶界处发生湮没。在这个过程中部分位错滑移与其他位错相遇会形成新的位错,同样继续进行攀移、分解、滑移进而湮没的运动。【结论】PFC模型能较好地用于研究大角度正方相的位错在施加应力作用下的运动。     

连铸坯表面网状裂纹

对连铸坯和热轧厚板表面网状裂纹附近的化学成分及其组织进行了分析,发现裂纹附近存在Cu和Cr元素,裂纹沿着晶界延伸.可见裂纹形成的原因为:结晶器镀铬层磨损导致铜板与连铸坯粘结,液态铜通过奥氏体晶界向铁基体内渗透.富集在奥氏体晶界的铜极大地恶化了钢的塑性是导致裂纹形成的主要原因.在此基础上提出了控制连铸坯和热轧厚板表面网状裂纹的措施.     

Mantle superplasticity and its self-made demise

The unusual capability of solid crystalline materials to deform plastically, known as superplasticity, has been found in metals and even in ceramics. Such superplastic behaviour has been speculated for decades to take place in geological materials, ranging from surface ice sheets to the Earth's lower mantle. In materials science, superplasticity is confirmed when the material deforms with large tensile strain without failure; however, no experimental studies have yet shown this characteristic in geomaterials. Here we show that polycrystalline forsterite + periclase (9:1) and forsterite + enstatite + diopside (7:2.5:0.5), which are good analogues for Earth's mantle, undergo homogeneous elongation of up to 500 per cent under subsolidus conditions. Such superplastic deformation is accompanied by strain hardening, which is well explained by the grain size sensitivity of superplasticity and grain growth under grain switching conditions (that is, grain boundary sliding); grain boundary sliding is the main deformation mechanism for superplasticity. We apply the observed strain-grain size-viscosity relationship to portions of the mantle where superplasticity has been presumed to take place, such as localized shear zones in the upper mantle and within subducting slabs penetrating into the transition zone and lower mantle after a phase transformation. Calculations show that superplastic flow in the mantle is inevitably accompanied by significant grain growth that can bring fine grained (≤1?μm) rocks to coarse-grained (1-10?mm) aggregates, resulting in increasing mantle viscosity and finally termination of superplastic flow.     

岩石动态与静态弹性参数差别的微观机理

根据对岩石动、静态弹性参数的观测结果及岩石力学与岩石物理学的相关理论 ,对动、静态弹性参数差别的微观机理进行了分析。结果表明 ,动、静态弹性参数存在差别是由于岩石内部存在微裂隙与孔隙流体。在不同应变幅值和频率的动、静态载荷作用下 ,微裂隙与孔隙流体的微观变形特征不同。在静态大应变下 ,沿颗粒边界或裂隙面的摩擦滑动使岩石表观模量减小 ,而声波引起的应变很小 ,不足以引起这种滑动。另外 ,动态载荷下岩石处于“不排水”状态 ,并因“粒间喷流”引起模量频散 ,使得岩石动态模量高于静态模量