Ti-55511合金高温蠕变行为TEM分析

文章结合Ti-55511钛合金的高温工作环境进行了4组蠕变实验：400℃200MPa、400℃300MPa、500℃200MPa以及500℃300MPa。蠕变后,使用透射电镜实验观察了蠕变后样品的微观组织。结果表明：高温高应力状态下,位错攀移在蠕变过程中占主导地位;在高温低应力或低温高应力状态下,合金蠕变过程主导机制为位错滑移;当温度较低,应力相对较低时,合金蠕变过程中主导机制为晶界扩散机制。     

鲁灰花岗岩蠕变特征转变温度门槛值的实验研究

采用中国矿业大学的"20MN高温高压岩体三轴试验机"进行了高温三维应力下大尺寸200 mm×400 mm鲁灰花岗岩蠕变特性的实验研究,研究发现:在300~400℃之间存在一个温度门槛值,在温度低于这个门槛值时,鲁灰花岗岩的蠕变变形具有瞬态蠕变阶段,在温度高于这个值时鲁灰花岗岩的蠕变变形不具有瞬态蠕变阶段,而直接进入到稳态蠕变阶段。鲁灰花岗岩蠕变变形发生这种现象是因为一方面应力闭合了裂隙,裂纹和孔隙的空隙使鲁灰花岗岩的可压缩性消失。另一方面温度造成了部分矿物或胶结物熔融,充填和堵塞原有的孔隙,裂隙和裂纹,使鲁灰花岗岩的可压缩性降低甚至消失。实验得到的结果对深入认识鲁灰花岗岩在高温下的蠕变变形规律有重要的意义。     

朱阳关-夏馆断裂带构造变形的温压条件

文章对朱阳关-夏馆(简称朱-夏)断裂带形成时期的变形温压条件进行一系列研究.首先对石英和长石进行动态重结晶分析,得到朱夏断裂附近的变形温度为300～650 ℃,带中心温度较高,为500～650℃.越靠近构造带温度越高,往两侧递减,变形环境在绿片岩相到低角闪岩相之间.通过EBSD实验得到石英组构,岩石石英C轴组构分析结果点极密分布于边缘,可推断其变形温度为400～600 ℃.电子探针数据指示其变形温度为608.6 ℃,变质压力的上限为5161 bar,变质程度最高可达角闪岩相.研究结果反映出朱阳关夏馆断裂带是中温-中低压条件下形成的.     

深部花岗岩50℃卸荷蠕变试验研究

为研究深部花岗岩在温度作用下的卸荷蠕变特性,采用岩石全自动三轴流变仪开展了花岗岩在温度50℃、围压10、20、30 MPa条件下的卸荷蠕变试验,分析了花岗岩高温卸荷蠕变特征、宏观破坏模式和微细观损伤破坏机理.试验结果表明:在温度效应条件下,花岗岩高压卸荷蠕变会产生较大变形;50℃卸荷蠕变条件下,花岗岩的蠕变性能随着围压的卸载而呈指数变化,初始卸荷围压越高,花岗岩越早出现蠕变变形;花岗岩高温卸荷蠕变破坏模式主要为共轭剪切破坏,蠕变作用促使岩石内部损伤裂隙扩展并形成裂隙面而失效破坏;岩石高温卸荷蠕变破坏强度约为常温三轴强度的1/3,其黏聚力和内摩擦角也比常规指标减少30%以上.     

紫木凼金矿控矿断层带的变形特征及其与成矿作用关系的讨论

紫木凼金矿的控矿断层是一条低角度逆断层断层的变形特征为低温变形,断层岩的变形主要为碎裂岩类,有温度在２００℃左右,断层岩在平面上分带特征明显,可划分为碎裂岩－节理密集带,磨砾岩－剪切旋转带和断层泥－局部压溶带等三个带,随着变形程度的增加,金元素有明显的富集趋势,峰值区位于断层泥－局部压溶带内,即金元素的富集与岩石变形过程中的压溶作用有关。     

四川彭灌地区映秀断裂带的显微构造特征

根据映秀断裂带的宏观构造及构造岩特征,可将该断裂带分为三个亚带:劈理带、构造透镜体带、节理破碎带。文章详细描述了构造岩的显微构造特征,并据此推断该断裂带的形成条件。该断裂为地壳浅部构造层次的脆性断裂,主要的变形机制是碎裂作用。其形成深度为5km,温度为300℃。根据碎裂岩中的石英位错密度及钙质糜棱岩中方解石动态重结晶颗粒的粒度,估算出断裂形成时的差异应力值为70～180MPa。     

破碎煤岩峰后渗流-蠕变实验

为探究煤岩体峰前峰后的渗流蠕变规律,设计了基于自主研发三轴渗流蠕变测试仪的渗流蠕变实验.通过采用控制变量法分别递增围压、轴压、孔压,拟合曲线得出了随着围压、轴压、孔压的分别递增情况下的煤岩体峰前及峰后渗流蠕变规律.实验结果表明:煤岩体未破碎之前,渗流量与孔压成正比、与围压成反比,且随着裂隙的增多,渗流量也会逐渐增大;煤岩体蠕变速率随着轴压的增大而增大;峰后煤岩的裂隙会在轴压和水流作用下先扩张后压密,轴向变形和横向变形的速率急速增长,轴压随着松弛不断降低后趋于平缓,渗流量随着裂隙的变化先增大后减少,围压在横向变形作用下不断上升.     

广西九毛锡矿的低温变形与低温成矿作用

九毛锡矿床存在一个高－中－低温成矿作用序列，锡矿床主要形成于中－低温（２６０—１６０℃）阶段。矿床具有明显的低温变形特征，主要表现为锡石、石英等矿物颗粒的晶体塑性变形、重结晶（动态和静态）、变形纹、波状消光、吕德尔线、构造脉，劈理和构造透镜体，反映出低温变形作用对成矿物质具有重要的改造富集作用。研究表明，作为低温变形的一种重要变形机制—压溶作用，也是九毛锡矿低温成矿的重要机制。     

静水压下热损伤大理岩动态拉伸特性研究

处于高温高地应力等复杂地质环境下的深部围岩,可能遭受爆破、地震等动态荷载影响,在岩石工程开挖区附近多导致张拉破坏,因此,研究热损伤岩石在不同地应力条件下的动态拉伸特性,在深部岩石工程中具有重要意义.选取均质细粒房山大理岩,利用自主研发的多功能分离式霍普金森压杆(SHPB)系统,进行4种温度(25℃、250℃、450℃、700℃)损伤梯度下,4种静水压环境(0 MPa、5 MPa、10 MPa和20 MPa)下,房山大理岩巴西圆盘试样动态加载试验.研究结果表明:①随着温度的增加,房山大理岩内部微裂纹增多,矿物成分由CaMg(CO3)2向CaCO3和Mg O转变,密度和波速均随着损伤温度的增加而逐渐降低;②静水压条件下试样拉伸应力曲线呈现为双峰特征,这主要是由于侧向围压的存在抑制了试样的劈裂,使试样拉伸破坏后继续承载造成的;③在固定围压环境下,各温度梯度下热损伤大理岩的动态拉伸强度均具有明显的率相关性;同时动态拉伸强度随着温度的升高而明显降低;④在固定温度下,围压的存在明显提高了房山大理岩动态拉伸强度,但拉伸强度的增幅随着围压的增加而减弱.此外,当试样的热处理温度超过450℃后,动态拉伸强度的围压效应小于25℃和250℃热处理情况.这可能与高温处理后的岩石在高围压状态下发生了脆性向延性转变有关.     

单裂隙类岩石强度特性及蠕变模型的实验研究

采用相似材料制作出单裂隙类岩石试件,对单裂隙类岩石试件进行单轴、三轴实验研究。结果表明:(1)单裂隙类岩石试件在单轴压缩下,峰值强度随角度的增加而显著增强;(2)单裂隙类岩石试件在三轴作用下,由于围压作用,试件的峰值强度与单轴压缩的峰值强度呈现不同趋势。当在低围压状态下,峰值强度趋势和单轴压缩下相同;而在高围压状态下,45°裂隙试件的峰值强度最低。通过对比高低围压的应力应变曲线发现围压对45°裂隙的影响最大;(3)通过单裂隙试件的单轴、三轴和围压卸载实验,发现稳态蠕变率都具有相同的趋势:稳态蠕变率随角度的增加先增加后减小,完整试件的稳态蠕变率最低;(4)采用实验法对单裂隙试件的蠕变曲线进行拟合,提出一种适合单裂隙类岩石材料蠕变特性蠕变方程。     

金属玻璃Fe_(75)Mo_3Si_5B_(17)的微蠕变和内耗研究

研究了金属玻璃Fe_(75)Mo_3Si_5B_(17)由室温至500℃范围内的微蠕变和内耗.发现在结构弛豫过程中在较低温度的微蠕变回复能达到零,反映滞弹性性质;在较高温度则不能达到零,反映粘弹性性质.微蠕变的平均激活能为1.73eV.整个内耗曲线随频率增加向高温移动,具有弛豫型特征,激活能有一较宽分布.讨论了微蠕变和内耗的微观机制.     

铸态铝镁钪合金的热塑性

采用半连续铸锭冶金法制备一种成分为Al-6Mg-0.4(Sc+Zr)的合金,铸锭样品经均匀化退火后,测试其在250,300,350,400,450,475和500 ℃时的瞬时拉伸力学性能,借助扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的观察和分析,研究该合金的高温变形及断裂行为.结果表明:合金抗拉强度和屈服强度随温度的升高而降低,而其伸长率随温度的升高而增大;合金在300 ℃以下拉伸,断口为穿晶断裂型;在300 ℃以上拉伸,断口由穿晶断裂逐步向沿晶断裂转变;在400 ℃以上拉伸,断口基本上是沿晶断裂.在400 ℃以上变形,晶界区域有大量的强滑移带;在400 ℃以上晶内强度高于晶界强度,拉伸时变形优先在晶界区域发生,变形不均匀的结果导致铸坯热加工过程中开裂.Al-6Mg-0.4(Sc+Zr)合金铸坯的最佳热加工温度范围为350～400 ℃,在此条件下,合金的变形抗力较低,热塑性较好,又不出现热裂纹.     

5083铝合金高温变形行为及加工图

采用Gleeble-3800热模拟机对5083铝合金进行高温等温压缩实验,研究该合金在变形温度为300~500℃、应变速率为0.0l~10.0 s-1条件下的流变行为,建立合金高温变形的本构方程和加工图,采用电子背散射衍射(EBSD)分析变形过程中合金的组织特征。研究结果表明:流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率增大而升高;当变形温度为400~500℃时,合金发生动态再结晶;5083铝合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数描述,该合金在真应变为0.6时的加工图中存在2个失稳区域,其优选的加工条件是变形温度为420~500℃,应变速率为0.01~0.10 s-1。     

一种新型Al-Cu-Li系合金的高温变形软化机制

对一种新型Al-Cu-Li系合金高温压缩变形软化机制进行了研究.结果表明:该合金在400 ℃及其以下温度变形时,以动态回复为主要软化机制,500℃变形时,除了发生动态回复外,还发生了动态再结晶;第二相粒子的存在阻碍动态回复的进行,从而有利于动态再结晶的产生,有利于合金软化;合金热变形时,高温过饱和空位促进位错作蜷线运动,使晶体得以继续滑移变形,导致合金软化.图7,参8.     

液氮溶浸煤致裂的机理研究

为分析液氮作用下煤的致裂机理,对原煤煤样开展了液氮溶浸实验。利用激光显微镜观测液氮溶浸前后煤样的原生裂隙扩展和新裂隙萌生情况,利用断裂力学理论分析液氮溶浸下煤样原生裂隙的扩展机制。研究结果表明:1)液氮作用引起煤内温度拉应力和应力集中,当应力强度因子超过煤原生裂隙的断裂韧度时,煤样原生微裂隙扩展;2)温度拉应力使得原生裂隙周围强度不大的颗粒团拉破坏、脱落,破坏了煤样的结构,并引起新的微裂隙萌生;3)液氮作用时间对应力强度因子有很大的影响,随着作用时间增加,温度梯度增大,裂隙的应力强度因子增加,煤更易发生断裂。     

温度对大理岩力学性质影响的细观研究

对不同温度下的大理岩进行单轴压缩试验,结果表明,经过高温后大理岩单轴抗压强度和弹性模量都大幅度降低,阈值温度在100℃左右.采用扫描电镜对各温度下大理岩断口进行扫描并对SEM图像进行了分析,对得到的不同温度下微裂隙的长度、方位角、间距等参数进行了统计分析,得到了细观结构几何参数在不同温度下的分布概型:长度在温度20~300℃时服从对数正态分布,450~600℃时服从Weibull分布;方位角在不同温度下服从正态分布;间距在温度20~300℃时服从对数正态分布,450~600℃时服从指数分布.     

衬底温度对Zn_(0.97)Cr_(0.03)O薄膜的结构和发光及磁性的影响

采用PLD的方法在衬底温度为300,400,500,600℃下制备了Zn_(0.97)Cr_(0.03)O薄膜。利用X射线衍射仪、AFM、荧光光谱仪、VSM研究衬底温度对薄膜的结晶、表面形貌、内在缺陷、磁性的影响.实验结果表明:所有薄膜都具有(002)峰择优取向,且400℃下制备的薄膜最为平整;4个样品都存在光激发,300℃的发光强度最强、400℃次之,而500℃和600℃的发光强度明显减弱,这些与样品中缺陷态有密切的关系;4个样品都具有室温铁磁性,且随着衬底温度的增加饱和磁化强度Ms先增加后减小,400℃下制备的薄膜具有最大的饱和磁化强度,这些磁性变化与样品中Zn空位和Cr~(3+)浓度变化有密切关系.     

变形参数对BR1500HS材料性能与微观组织的影响

通过高温拉伸实验研究超高强度钢BR1500HS不同变形参数对真应力-真应变曲线及抗拉强度的影响,并采用光学显微镜观察不同变形参数下的微观结构,利用扫描电子显微镜SEM分析所得材料的断口形貌。研究结果表明:不同变形参数对抗拉强度、流变应力的影响规律不同,增大变形温度或减小应变速率均可减小材料流变应力;当变形温度在800~900℃时,其材料流变抗力小、塑性好,有利于成形;在相同应变速率条件下,当变形温度区间为300~400℃,500~700℃以及800℃以上时,其微观结构组织分别主要为马氏体、贝氏体以及奥氏体;在相同应变速率下,当变形温度区间为300~400℃和500~900℃时,其断裂方式分别为脆性断裂、韧性断裂,且在800~900℃时,其韧窝断口形貌较好。     

铸轧AZ31镁合金的高温拉伸性能

研究了铸轧AZ31镁合金的高温拉伸性能和变形机制.在300～450℃条件下,分别以恒定拉伸速率10^-3s^-1和10^-2 s^-1进行拉伸至失效试验,在真实应变率为2×10^-4～2×10^-2 s^-1的范围内进行变应变率拉伸试验.当拉伸速率为10^-2s^-1时,试样在400℃和450℃的延伸率均超过100%;当拉伸速率为10^-3 s^-1时,试样在400℃和450℃的延伸率均超过200%,该条件下的应力指数n≈3,蠕变激活能Q=148.77 kJ·mol^-1,变形机制为溶质牵制位错蠕变和晶界滑移的协调机制.通过光学金相显微镜和扫描电子显微镜观察显示试样断口处存在由于发生动态再结晶和晶粒长大而形成的粗大晶粒,断裂形式为空洞长大并连接导致的韧性断裂.     

辽宁吕家堡子辽河群变形大理岩的超微构造研究

本文重点讨论了凤城县吕家堡子铅锌矿区变形方解石大理岩的超微构造特征。总结出不同构造部位具有不同的超微构造特征。该矿区主要经?过三期变形作用。第一期低温(<300°C±)高应变,产生走向褶皱。局部高温(400—600°C)低应变,产生翼部小褶皱(小走向褶皱);第二期高温(600℃±)低应变,产生倾向褶皱;第三期低温高应变,产生脆性与断裂构造。