刘刚
,
张国君
,
江峰
,
丁向东
,
孙院军
,
王林
,
罗建海
,
孙军
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.03.06
传统方法制备的稀土氧化物弥散强化钼合金(ODS钼合金)强度有限且塑性较差,导致其变形深加工能力不足,严重制约了其工业应用.分析了ODS钼合金制备工艺-微观组织-力学性能之间的因果关系,提出了铝合金纳米掺杂强韧化的新思路,即纳米尺度稀土氧化物颗粒均匀弥散分布在细晶钼基体晶粒内部、同时部分颗粒分布在晶界上的多层级微观结构优化原则,发展了制备该类新型钼合金的液液掺杂方法,所得到的高性能钼合金在拉伸屈服强度达到800 MPa量时,拉伸延伸率仍近40％,与传统方法制备的ODS钼合金相比,屈服强度提高了约15％,拉伸延伸率提高了逾160％,实现了强度和延性的同步提升.进一步建立了强韧化理论模型,对强度和延性的改善进行了量化描述.这种高性能钼合金由于力学性能优异、加工性能好,已获得了工业应用,其微观组织调控原则以及制备方法对其它难熔金属结构材料的高性能化同样具有借鉴意义.
关键词:
钼合金
,
强韧化
,
纳米稀土氧化物
,
液液掺杂
,
多层级微观结构
,
高延性
张国君
,
刘刚
,
丁向东
,
孙军
,
佟振峰
,
邵跃锋
,
陈康华
稀有金属材料与工程
基于疲劳裂纹尖端的应力和应变以及高强铝合金中不同尺度第二相性态对其延性的影响,建立了高强铝合金中粗大第二相、中间尺度第二相以及细小时效强化相性态与其疲劳裂纹扩展速率之间的多元非线性关系模型.结果表明:对于2024铝合金的疲劳扩展速率,该模型的预测趋势与他人的实验研究结果吻合良好.同时借助于对该模型的理论分析,提出了在确保高强铝合金强度不降低的前提下降低其疲劳裂纹扩展速率的优化方案.
关键词:
铝合金
,
第二相
,
疲劳裂纹扩展速率
,
模型
王瑞红
,
丁向东
,
刘刚
,
肖林
,
孙军
稀有金属材料与工程
利用SEM原位观察,研究了氢化物在Zr-4合金中的形貌,大块团状分布的氢化物,稀疏分布的氢化物和单个氢化物的变形行为.结果表明Zr-4合金中的氢化物在室温下具有一定的塑性变形能力,可以随基体发生较大的变形,且氢化物的变形行为和其形貌密切相关.大块团状分布的氢化物的变形能力较差,断裂较早,稀疏分布的氢化物的变形能力较好,断裂较晚,而单个氢化物的变形能力最好,不易断裂.
关键词:
Zr-4合金
,
氢化物
,
塑性变形
,
原位观察
刘刚
,
张国君
,
丁向东
,
孙军
,
陈康华
稀有金属材料与工程
以析出热力学、长大动力学及强化理论为基础,研究了具有盘/片状、棒/针状析出相铝合金在时效过程中的析出相尺寸、体积分数变化及其对时效合金强化效果的影响,得到了合金成分、时效参数与组织参数、屈服强度间的解析关系式,进而从微观-宏观相结合的角度建立起了具有盘/片状、棒/针状析出相铝合金的时效工艺-屈服强度量化模型,并将该模型应用于6061合金和Al-Zn-Mg合金的时效性能预测,取得了较满意的结果.同时,详细讨论了析出相长径比对时效温度以及合金处理状况的依赖关系.
关键词:
铝合金
,
盘/片状析出相
,
棒/针状析出相
,
时效强化模型
王航
,
丁向东
,
肖林
,
孙军
金属学报
研究了冷变形Zr-4合金在双轴比例和非比例加载下的循环变形行为, 结果表明: 当循环应变幅较低时，Zr-4合金表现为循环初始硬化，随后饱和的特征; 随着应变幅提高，初期硬化后，表现为连续循环软化特征；高应变幅下，初期硬化消失，表现为急剧的循环软。相同等效应变幅下，非比例加载下的Mises循环等效应力明显高于比例加载，表现为非比例附加硬化现象, 相位角30?时，非比例附加硬化程度最高。非比例加
载下疲劳寿命低于比例加载。双轴疲劳变形亚结构TEM观察表明：当加载方式由比例加载转化为非比例加载
时，疲劳位错结构由拉长的位错条带向位错缠结和位错胞转化，材料内部各向同性强化机理加强是Zr-4合金非比例潜在硬化的原因。
关键词:
Zr-4合金
,
null
,
null
丁向东
,
胡平
金属学报
运用空间轴对称弹塑性有限元方法, 研究了短纤维增强金属基复合材料拉伸应力场分布. 研究表明, 基体和纤维的应力分布及基体塑性行为具有明显的不均匀性, 材料参数（纤维长径比, 纤维体积分数, 纤维根间距和基体应变硬化指数）以不同方式通过影响应力传递基体约束变形和基体应变硬化进而影响应力场分布.
关键词:
金属基
,
null
,
null
,
null
张国君
,
刘刚
,
丁向东
,
孙军
,
陈康华
金属学报
以析出热力学、长大动力学及位错理论为基础, 研究了铝合金在时效过程中盘/片状、棒/针状析出相尺寸、体积分数对时效合金强化效果的影响, 从微观-宏观相结合的角度建立了具有盘/片状、棒/针状细小时效强化相铝合金的时效工艺屈服强度量化模型, 并通过513 K温度下时效Al-Cu-Mg合金和463 K温度下时效Al-Mg-Si合金的实验结果对模型进行了验证, 取得了较满意的吻合结果. 并对本模型的模拟精度与时效析出相参数之间的关系进行了讨论.
关键词:
铝合金
,
null
,
null
,
null
王航
,
丁向东
,
肖林
,
孙军
稀有金属材料与工程
研究了不同程度渗氢处理Zr-4合金的双轴循环变形行为.结果表明:当氢含量为CH=400μg/g时,在相同等效应变幅和相同相位角下,渗氢Zr-4合金的疲劳寿命高于原始冷变形状态Zr-4合金.当氢含量增加到CH=580μg/g时,渗氢处理Zr-4合金的双轴疲劳寿命却低于原始冷变形状态的Zr-4合金.透射电镜和金相显微镜观察表明,冷变形Zr-4合金渗氢后析出的氢化物具有良好的塑性变形能力.渗氢过程中中温条件下长时间保持导致基体产生去应力退火效应是Zr-4合金疲劳寿命提高的主要原因.
关键词:
Zr-4合金
,
渗氢
,
疲劳变形
,
位错
,
比例加载
,
非比例加载
丁向东
,
刘刚
,
王瑞红
,
孙军
,
江中浩
,
连建设
金属学报
运用空间轴对称弹塑性有限元方法和混合律模型,给出了应力应变分配系数与复合材料的弹性模量,屈服强度以及切线模量之间的定量关系式,并由此提出了一种新的定义颗粒增强金属基复合材料比例极限和屈服行为的方法.进而研究了颗粒形状(球体.正圆柱体以及椭球体)和材料结构参数(颗粒体积分数和颗粒根间距)对颗粒增强金属基复合材料拉伸变形行为的影响.研究表明.通过研究应力应变分配系数及其二阶导数来确定复合材料屈服行为的方法不仅适用于短纤维增强金属基复合材料,而且也适用于颗粒增强金属基复合材料该方法可以较好地反映出颗粒形状和材料结构参数对复合材料屈服行为的影响,预测的比例极限与已发表的实验结果吻合较好.
关键词:
金属基复合材料.有限元分析
连建设
,
丁向东
,
江中浩
,
胡平
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2000.02.020
运用空间轴对称弹塑性有限元方法和混合律模型,推导出应力应变分配系数的解析表达式,并由此提出了一种新的定义复合材料比例极限和屈服强度的方法,进而研究了材料参数(纤维长径比、纤维体积分数、纤维根间距和基体应变硬化指数)对短纤维金属基复合材料拉伸变形行为的影响研究表明,应力应变分配系数及其变化速率可以定量描述复合材料的屈服行为及应力分配作用;低应变阶段的应力应变分配系数与复合材料弹性模量之间存在确定的关系.该方法可以反映出材料参数对复合材料屈服行为的影响,预测的弹性模量和屈服强度与实验结果及Eshelby模型吻合很好.
关键词:
金属基复合材料
,
限元分析
,
弹性极限
,
弹性模量
,
屈服强度
