钨合金力学性能的温度响应

研究90WNiFe(90钨合金)在25～900 ℃的力学性能及断口形貌,得到了温度对90钨合金微观组织和力学性能的影响规律.研究结果表明,随着温度的升高钨合金抗拉强度逐渐下降,断口形貌由钨颗粒解理断裂和粘结相的韧性撕裂为主逐渐向钨颗粒与粘结相界面分离为主转变,钨合金的抗拉强度主要受断口断裂模式的影响;延伸率随温度的升高出现先上升后下降的变化规律,在350 ℃出现峰值,延伸率的变化是合金断口断裂模式的变化和粘结相与钨颗粒塑性变形共同作用的结果.     

B细化处理对亚共晶铝硅合金力学性能和断口形貌的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、电子拉伸试验机等检测手段对B细化处理后的亚共晶铝硅合金显微组织、断口形貌和力学性能进行了研究.结果表明,经B细化处理后,a-Al相枝晶被细化,致使铝硅合金力学性能得到明显改善.其中,B含量为0.036Wt%时,合金组织最理想,其σb、δ比未细化时分别提高了15.2%和67.8%.从断口形貌上看,试样断口形貌均呈现准解理断裂.其中,B含量为0.036wt%时的试样断口韧寄较为深而小,呈现较好的强韧性.     

钨含量和颗粒形状对钨合金力学性能的影响

采用MTS810材料疲劳实验系统,开展了不同粒径91钨合金材料的准静态单轴拉伸实验研究,获得了材料的应力应变曲线和静态力学性能参数。在此基础上,建立了能够反映钨合金材料宏微观特征的计算模型,数值计算了不同颗粒形状、不同钨含量合金材料在准静态拉伸载荷作用下的力学性能。得到了其整体的应力应变曲线以及钨合金屈服强度与钨合金微观参量之间的关系。并分析了钨合金材料的内部应力和应变场。结果表明:计算结果和实验结果吻合较好,随着钨含量的增加,钨合金的屈服强度增加,但其延伸率均降低;随着长径比的增加,钨合金的屈服强度有所增加,且随着长径比的增加,屈服强度的增加变得缓慢。为进一步钨合金材料性能的研究提供了重要的指导作用。     

细化钨合金力学性能研究与数值模拟

针对晶粒度分别为1～3μm,10～15μm,30～40μm的细化钨合金材料,采用单轴拉伸实验研究了3种材料在准静态条件下的力学性能,获得了3种材料在不同加载速率下的应力-应变曲线和静力学基本参数. 在实验的基础上,运用有限元计算软件ANSYS,建立了能够反映钨合金材料微观结构特征的计算模型,模拟了不同体积分数、不同颗粒形状、不同晶粒度钨合金材料在静态拉伸载荷作用下的力学性能,给出了钨合金材料的应力-应变曲线,分析了钨合金力学性能与钨合金各微观参量之间的关系.     

纳米多晶镍钨合金力学性能的分子动力学研究

为了研究钨原子分数与平均晶粒尺寸对镍钨合金纳米多晶力学性能的影响,本文运用分子动力学方法在10 K与300 K时对镍钨合金纳米多晶模型进行拉伸与剪切模拟,计算分析了不同钨原子分数(0%、5%、10%、15%、20%)的镍钨合金的抗拉强度、延伸率与抗剪切性能等力学性能,进一步研究了不同晶粒尺寸(2.4 nm、1.9 nm、1.5 nm)对镍钨合金多晶力学性能的影响。结果表明,当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数为0%时,在10 K或者300 K时,平均晶粒尺寸小的镍钨合金纳米多晶抗拉强度大,但是抗剪切强度反而小;当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%～20%之间时,随着钨元素含量的增加,抗拉强度与抗剪强度也逐渐增大;当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%～15%之间时,温度为10 K或者300 K时,平均晶粒尺寸为1.5 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率大于平均晶粒尺寸为1.9 nm或者2.4 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率。     

增强聚丙烯断口形貌特征分析

本文对两种玻璃纤维增强聚丙烯在拉伸、弯曲和冲击载荷下的断口形貌特征进行了观察分析,探讨了典型形貌特征的形成原因和增强聚丙烯在不同外载条件下的断裂过程。     

锈损冷成型钢表面形貌及力学性能

为研究锈蚀对冷成型钢表面形貌特征和力学性能的影响,对工业环境下服役10 a的冷成型钢进行表面三维形貌扫描、单调拉伸试验和断口扫描,得到了锈蚀钢材表面二维和三维形貌图、锈蚀损伤参数、应力-应变曲线、力学性能指标以及微观断口形貌图,并分析了锈蚀损伤参数、力学性能指标的变化规律,最后建立了锈蚀冷成型钢材料本构模型.结果表明:随着锈蚀程度增加,钢材表面蚀坑数量减少且蚀坑形貌发生明显变化,均匀锈蚀所占比例、最大蚀坑深度逐渐增大,锈蚀钢材表面变得越来越粗糙;弹性模量、屈服强度、极限强度、断后伸长率随材料损失率的增加呈线性下降趋势,屈服平台变短甚至消失,宏、微观断口形貌变化明显,并且所建立的本构模型能够精准地反映锈蚀冷成型钢应力-应变曲线的变化趋势.     

Fe-C合金动态拉伸力学性能温度和应变率效应分子动力学

爆炸冲击荷载作用下温度和应变率对钢材动态力学性能的影响一直备受关注。Fe-C合金体系是钢材的基本组成部分,本文以Fe-C合金为基本研究对象,采用分子动力学方法模拟九种温度和四种应变率条件下Fe-C合金的单轴动态拉伸过程。结果表明：在所研究的温度和应变率范围内,Fe-C合金弹性模量对于应变率变化不敏感,对于温度变化非常敏感,随着温度的升高,弹性模量明显减小;相同温度条件下,屈服强度和峰值应变随应变率的增大而增大;相同应变率条件下,屈服强度和峰值应变随温度的升高而减小;温度和应变率对屈服强度的影响不具有相关性。基于分子动力学模拟,建立的纳米尺度下Fe-C合金动态拉伸力学性能计算公式能反映温度和应变率效应的共同影响,为钢材在爆炸冲击作用下动态拉伸力学性能描述提供依据。     

形变TZM合金的拉伸性能和断口组织

采用粉末冶金方法制备出TZM合金并进行热轧处理,测试不同变形量TZM合金的拉伸性能,分析显微组织和断口形貌.结果表明,TZM合金无论变形与否拉伸断裂均含有沿晶脆性断裂;TZM合金随变形量的增加,加工态纤维组织增多,力学性能增强,断裂表现为由沿晶脆性断裂、解理断裂和穿晶解理断裂向沿晶韧性断裂和准解理断裂转变;随变形量的增加,TZM合金的碳化物相分散均匀、弥散度提高,晶界结合力增强,从而TZM合金的力学性能得以提高.     

化学镀Fe-W-P合金的工艺和镀层的形貌研究

采用铜铝金属偶,在铜基底上利用化学镀的方法制备了Fe-W-P合金镀层.镀液主要组分为硫酸亚铁铵、钨酸钠、次亚磷酸钠和柠檬酸钠等,研究了镀液的组成对化学镀Fe-W-P的结构、形貌和沉积速率的影响.     

注射成形钨合金的显微结构对其力学性能的影响

采用一种新型半固态塑料体系粘结剂和多组元低分子混合溶剂进行快速溶剂脱脂、热脱脂、烧结,制备了性能较高的拉伸试样、冲击韧性试样和钨棒弹芯材料.测试了拉伸试样、冲击韧性试样及弹芯材料的显微组织与性能,研究了显微组织结构特征对其力学性能的影响.研究结果表明,注射成形弹芯材料的力学性能都优于传统方法制备的弹芯材料的力学性能,其拉伸断口和冲击断口均呈现大量的钨晶粒穿晶解理断裂;与标准拉伸样和冲击样相比,弹芯厚度较大的试样,完全脱除粘结剂很困难,试样中仍存在少量残留杂质,这些杂质大部分存在于晶界,使其冲击断口和拉伸断口上呈现较多的钨晶粒沿晶断裂,导致弹芯材料合金性能降低;烧结温度对断口形貌和力学性能也有较大影响.     

钨对Ni-W-P合金镀层的结构和性能的影响

通过现代测试技术研究了化学沉积Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金镀层的结构、热稳定性、硬度、耐蚀性和抗冲刷腐蚀性能的影响．结果表明：Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金镀层的结晶状态主要由磷含量决定,但钨却使镀层形成非晶态结构所需的磷含量降低,同时钨的存在大大提高了合金镀层的热稳定性、硬度、耐蚀性和抗冲刷腐蚀性能．     

不同加载应变率下钨合金变形及破坏机理研究

采用准静态压缩、霍普金森动态压缩以及爆炸加载3种不同加载方式,研究了钨质量分数为97.5%的高钨合金在不同加载应变率条件下的变形以及破坏机理.试验结果表明:钨合金在应变率为10-4s-1准静态加载条件下,大量钨颗粒在与轴向呈45°方向发生拉伸塑性变形并在径向发生解理断裂;在应变率为103s-1量级的动态压缩条件下,钨合金在与加载应力呈45°方向发生了局部剪切,径向外表面发生钨-钨断裂以及钨颗粒解理断裂;爆炸加载应变率达到105～106s-1的条件下,钨合金内部产生大量钨颗粒碎块,且在个别钨颗粒内产生条状花样,同时钨颗粒内部产生大量形变孪晶作为裂纹萌生源,增加了钨合金内钨颗粒解理断裂.钨合金在高应变率加载条件下为纯脆性断裂.     

钨丝/铜复合材料的力学性能

采用石英管渗流水淬法制备了钨丝/铜复合材料,研究了其力学性能.结果表明,体积分数为60%的钨丝/铜复合材料具有1 185 MPa的拉伸强度和1 340 MPa的压缩强度,压缩时的塑性应变达到6.4%,复合材料存在一定的拉压不对称性.     

钨合金力学行为的计算机数值模拟─—宏观力学性能

在微观力学行为分析的基础上，对90W合金宏观力学性能及其与微观结构因素（粘结相力学参数）之间的关系进行了计算机数值模拟研究．结果表明：钨合金性能与粘结相力学参数密切相关．随着粘结相弹性模量增加，合金的抗拉强度增加，但延伸率降低．当粘结相屈服强度800MPa时，合金抗拉强度随粘结相屈服强度增加而增大，在粘结相屈服度为800MPa时达到最大值．随粘结相抗拉强度增加，合金抗拉强度和延伸率均呈近似线性规律增加．合金延伸率对粘结相应变硬化模量极为敏感．     

Y2O3对钨合金微观组织与性能的影响

研究钨合金中添加不同质量分数的Y2O3时,Y2O3的含量对微观组织与性能的影响. 试验结果表明,随着Y2O3质量分数的增加,钨合金中钨颗粒直径由30.5μm减小到15.0μm,钨颗粒形状由近似球形变为不规则的多面体形;Y2O3粒子降低了钨-钨、钨-黏结相界面结合强度,随着Y2O3质量分数的增加,钨合金静态抗拉强度和延伸率降低;动态压缩条件下,随Y2O3质量分数的增加,钨合金抗压强度先增加后降低,当Y2O3质量分数低于1.0%时,随Y2O3质量分数的增加抗压强度增加,当Y2O3的质量分数超过1.5%时,抗压强度随Y2O3质量分数的增加而下降.     

Mn和Si对Al-Mg-Si-Cu合金组织和性能的影响

通过拉伸实验以及扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和透射电镜(TEM)分析,研究了Mn和Si含量变化对新型Al-Mg-Si-Cu合金显微组织和力学性能的影响.研究结果表明,随Mn含量的增加,合金的时效硬化性降低.当添加质量分数0.35%Mn时,合金的Rm变化不大但ReL和Ae明显提高;继续增至质量分数为0.7%Mn时,强度和延伸率均下降,这是由于添加Mn同时增加了粗大夹杂相和细小弥散相的体积分数所致.随Si含量的增加,合金的时效硬化性提高,合金的Rm提高但ReL和Ae降低,时效强化相β″的析出密度增加.     

固溶处理对ZC61镁合金显微组织和力学性能的影响

采用金相显微镜、显微硬度仪、材料万能试验机研究了固溶处理对ZC61铸造镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,经440℃×24 h固溶处理后,铸态ZC61镁合金中沿晶界呈粗大、近似连续网状分布的非平衡共晶组织发生大量溶解,以细小、不连续颗粒状分布在基体上.合金的室温拉伸性能得到了明显的改善,固溶态合金的最大抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为229.5 MPa、132.8 MPa和13.6％,较铸态合金分别提高了19.9％、16.3％和51.1％.