赵鹏程
,
俞树荣
,
李淑欣
,
何燕妮
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160606
为了加深对风机轴承失效的进一步理解,从而提高其服役寿命,本文提出并研究了轴承钢GCr15在动载荷下的失效模式,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对轴承钢GCr15进行动态冲击试验,借助光学显微镜、SEM和FIB/TEM研究动态载荷下绝热剪切带的形成机理和组织变化.研究表明:冲击载荷下GCr15内部产生致密的绝热剪切带,且裂纹伴随着剪切带产生.剪切带中的晶粒被严重细化,由亚结构和纳米等轴晶组成.带中心部位大量位错缺陷的存在说明晶粒是在动态回复和不完全动态再结晶主导机制下逐步被细化的过程.细化的晶粒使得ASB内显微硬度值显著升高.
关键词:
GCr15
,
轴承钢
,
高速冲击
,
绝热剪切带
,
纳米晶
,
SHPB
,
动态再结晶
,
动态回复
李宏伟
,
严思梁
,
杨合
稀有金属材料与工程
材料在高速成形过程中其成形性能和成形精度更能够得到显著的提高.但是,材料在高速成形过程中的断裂机制尚不清楚或未知.因此,采用TA3钛合金材料利用Hopkinson压杆实验并结合显微镜、扫描电镜和应力响应分析手段研究了该材料在动态变形过程中的断裂机制.结果表明,绝热剪切带是导致宏观裂纹的形成和扩展以及流动软化的根源;TA3钛合金动态变形微观断裂机制为纺锤状孔洞在绝热剪切带内各自独立形核,然后各自长大从而相互贯通,形成微观裂纹;第二相粒子的偏聚是微观裂纹发生的源泉.
关键词:
钛合金
,
动态变形
,
断裂机制
,
绝热剪切带
王学滨
稀有金属材料与工程
根据梯度增强的Johnson-Cook模型,对Ti-6Al-4V绝热剪切带中心区域的宽度(绝热剪切带宽度w5%)随平均塑性剪切应变的演变规律进行了预测.结果表明,随着平均塑性剪切应变的增加,w5%先是快速减小,然后趋于稳定.当绝热剪切带总宽度为0.3235 mm时,w5%的稳定值接近Ti-6Al-4V绝热剪切带宽度的上限(55 μm);当绝热剪切带总宽度为0.0705 mm时,w5%的稳定值接近Ti-6Al-4V绝热剪切带宽度的下限(12 μm).绝热剪切带宽度受多种因素影响,例如,材料特性、加载速度、环境温度、应力及应变状态.本文的分析是在绝热条件下进行的,不存在塑性功率与热传导达到平衡(稳态)的假定.
关键词:
Ti-6Al-4V
,
绝热剪切带
,
宽度
,
平均塑性剪切应变
,
梯度塑性理论
,
Johnson-Cook模型
范景莲
,
龚星
,
祁美贵
,
刘涛
,
李树奎
,
田家敏
稀有金属材料与工程
研究晶粒细化和添加微量稀土元素Y对93W-4.9Ni-2.1Fe合金在动态压缩状态下力学行为的影响,观察分析显微组织的变化.结果表明,93W-4.9Ni-2.1Fe合金在高应变率加载下会出现应变硬化和热软化现象,合金强度和延性随着应变率的增大而增加;与传统W-Ni-Fe合金相比,细晶W-Ni-Fe合金在高应变率下具有更高的合金强度和延性,同时能在较低应变率下形成明显的局部绝热剪切带.表明细化晶粒能提高W-Ni-Fe合金的强度以及绝热剪切敏感性;另外,添加微量稀土元素Y能提高W-Ni-Fe合金在高应变率下的强度和延性,并且在低应变率下发生绝热剪切,稀土元素Y的添加有利于绝热剪切带的形成.
关键词:
93W-4.9Ni-2.1Fe
,
晶粒细化
,
绝热剪切带
,
钇
刘金旭
,
李树奎
,
郭伟
,
郑海云
,
倪芳
,
孙常青
稀有金属材料与工程
对烧结态93W-4.5Ni-2.1Fe-0-35Co钨合金进行热挤压变形强化,获得纤维组织,再通过冷扭转变形调整纤维状钨颗粒的取向,对压、扭复合工艺制备的钨合金进行动态雎缩性能测试和绝热剪切敏感性的分析,并与烧结态和冷扭转态钨合金作对比研究.结果表明,热压、冷扭复合工艺制备的钨合金在具备高屈服强度的同时,具备了较高的绝热剪切敏感性.微观分析表明,热压、冷扭复合工艺改变了条状粘结相组织的受力状态和分布状态,从而导致钨合金绝热剪切敏感性的提高.
关键词:
钨合金
,
绝热剪切
,
纤维晶粒取向
,
动态压缩
葛长健
,
李淼泉
稀有金属材料与工程
研究了TC4合金在中温变形过程中形成的绝热剪切带,应变速率为50 s-1,变形温度为560～660℃.结果表明变形温度对绝热剪切带的形成有很大影响.剪切带宽度随着变形温度的升高从85 μm增加至140 μm.因为发生了加工硬化和绝热剪切带中产生的细晶强化作用,绝热剪切带对应的维氏显微硬度比基体高.讨论了绝热剪切带中微观组织演变规律,大应变以及高温使得绝热剪切带中发生了动态再结晶,形成了等轴的再结晶晶粒,再结晶晶粒尺寸为200 nm左右.本研究中形成的绝热剪切带具有形变剪切带和相变剪切的特点.
关键词:
TC4合金
,
中温变形
,
绝热剪切带
,
微观组织演变
段春争
,
王敏杰
,
于海洋
材料科学与工艺
为了揭示高速切削过程中切屑形成以及刀具-切屑界面摩擦机理,对剪切区内剪切带及白层进行了微观观察和分析.利用光学显微镜,SEM,电子探针,TEM和X射线衍射等方法对高速切削淬硬钢锯齿状切屑剪切变形区内变质层的微细组织进行了观察,对变质层的微结构本质及其形成机理进行了分析.研究表明：在锯齿状切屑锯齿之间的第一变形区存在绝热剪切带,由切屑基体到剪切带中心依次出现马氏体板条、沿剪切方向拉长并被位错分割的板条和等轴晶粒等不同的微结构特征;在切屑底部的第二变形区存在白层,其微结构显示了非晶组织特征.剪切带形成过程中没有相变发生,其形成是基于一种旋转式动态再结晶机制,白层的形成过程中发生了非晶转变和马氏体相变,形成机理属于相变机制.
关键词:
高速切削
,
变质层
,
绝热剪切带
,
再结晶,相变
何立峰
,
肖大武
,
巫祥超
,
刘婷婷
,
蒋春丽
稀有金属材料与工程
利用材料试验机和SHPB实验装置研究了U-Ti合金在室温下的压缩力学行为,采用带剖面的圆柱样结合“应变冻结”和金相观测手段对重复加卸载动态变形过程中微观组织的演化开展了“原位观测”研究.结果表明:U-Ti合金具有显著的应变率效应,屈服强度和流动应力均随应变率升高而增大,而加工硬化随应变率升高基本不变；在应变率达到7500 s-1时,屈服强度和流动应力发生突变,迅速增大；在应变率较高的回收样中观测到绝热剪切带,绝热剪切的形成是变形过程中微裂纹的演化造成的；最后采用修正的Johnson-Cook本构模型对实验结果进行了拟合,模型预测结果与实验结果吻合很好.
关键词:
U-Ti合金
,
SHPB
,
应变率
,
绝热剪切带
,
本构模型
