石艳柯张克实胡桂娟
金属学报
采用晶体塑性理论并结合多晶集合体模型来研究多晶Cu的塑性变形, 用双向加载方式模
拟材料的双向应力状态和分段加载路径, 得到了材料的初始屈服面及在预剪切和预拉伸2种情况下
的后继屈服面. 通过对后继屈服面形状及其演化趋势的研究, 探讨了用晶体塑性理论分析多晶材料塑
性流动规律的方法. 结果表明: 后继屈服面的形状和是否出现尖角与屈服点的定义有关, 同时
还与π平面上的预加载方向有关; 通过对多晶集合体代表性单元的塑性流动方向与后继屈服面法向
的差异进行统计分析, 发现塑性流动的正交性不仅与屈服定义相关, 也与预加载方向有关.
关键词:
多晶Cu
,
crystal plasticity
,
subsequent yield surface
,
plastic flow
,
finite element simulation
S.Imatani
,
R.Kawakami
,
Y.Kawano
金属学报(英文版)
The microscopic analyses of polycrystalline material at high temperature were carried out. The crystal plasticity model proposed by Asaro and Needleman was applied to a polycrystal model in the finite element simulation and the crystal slip system was randomly provided for each crystal. The grain boundary sliding, which was characteristic at high temperature, was also taken into account. It was shown that the inhomogencous deformation develops over the polycrystal and that the strain concentration appears around the triple point of crystal grain boundary.
关键词:
crystal plasticity
,
null
,
null
杨合
,
武川
,
李宏伟
,
樊晓光
,
张大伟
,
吉喆
中国材料进展
综述了钛合金塑性成形关键技术的发展状况.重点介绍了成形与微观组织演化的研究与发展.在成形方面,主要讨论了省力成形技术在钛合金大型复杂构件成形中的应用,并给出了相关的实例,如钛合金构件的等温成形、连续/间断局部加载成形等;讨论了精确成形技术中的回弹控制与工艺优化等关键问题;在缺陷控制技术方面,主要讨论了如何控制裂纹出现及充填不满等问题;在微观组织演化方面,首先讨论了微观组织的演化机制,如织构与组织形态的演化;其次,讨论了微观组织演化的几种数值建模方法,如内变量法、晶体塑性理论及元胞自动机模型.最后,提出了钛合金构件塑性成形技术领域目前存在的问题与挑战.
关键词:
钛合金
,
等温局部加载
,
大型复杂构件
,
回弹控制
,
工艺优化
,
内变量法
,
晶体塑性有限元
,
元胞自动机
马显锋
,
施惠基
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.04.019
目的 了解表面再结晶晶粒影响涡轮叶片DZ4合金疲劳失效的机制,从而找出提高疲劳寿命的途径.方法 采用我国自主研发的涡轮叶片用定向凝固合金DZ4.对合金表面采用不同压力(0.1、0.3、0.5 MPa)进行喷丸处理,随后进行1220℃的热处理,合金表面塑性变形层发生再结晶形成再结晶晶粒.通过扫描电子显微镜等对不同条件下获得的再结晶微观组织进行观察分析.对于含表面再结晶层的DZ4试样和原始DZ4试样分别开展低周疲劳测试,以获得其循环变形行为和低周疲劳寿命.结果 在较低的喷丸压力下(如0.1 MPa),表层再结晶组织以离散的再结晶晶粒出现.在较高喷丸压力下(0.3 MPa和0.5 MPa),获得了完全的表面再结晶层,而且随喷丸压力的增大,再结晶层厚度增加.疲劳试验结果 显示,在较低喷丸压力(0.1 MPa)下获得的再结晶试样,其疲劳寿命比原始DZ4合金的明显降低;在0.5 MPa下获得的含再结晶层的DZ4试样,具有比原始DZ4合金更高的疲劳寿命.结论 定向凝固合金DZ4表面的再结晶层并不一定会降低其疲劳寿命.在较低喷丸压力(如0.1 MPa)及退火条件下形成的离散状再结晶晶粒对疲劳性能有害,疲劳寿命降低明显.在较高喷丸压力(如0.5 MPa)和退火条件下形成的致密细晶再结晶层,可提高DZ4合金的低周疲劳性能.晶体塑性模型有助于理解和预测再结晶层对疲劳性能的影响.
关键词:
定向凝固合金
,
再结晶
,
表面处理
,
涡轮叶片
,
疲劳寿命
,
晶粒尺寸
,
晶体塑性
J.L. Su
,
G.K. Hu
金属学报(英文版)
An analytical micromechanical method is proposed to examine the dependence of plastic deformation on the microstructure for a PST crystal. The sub-domain microstructure of the γ phase and the effect of the α2 phase are taken into account by a proper micromechanical formulation, the dislocation slip and twinning deformation mechanisms are considered in the context of crystal plasticity. The model can well predict the dependence of stress-strain relations on loading angle with respect to the microstructure. The influence of the twinning and lamellar spacing on the deformation behavior and biaxial yield surfaces for PST crystals are also examined.
关键词:
TiAl alloy
,
null
,
null
王佰智
,
温志勋
,
刘大顺
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
对Ni3Al(y,)沉淀相尺寸对镍基单晶高温合金拉伸性能的影响进行了研究.对镍基单晶高温合金而言,材料的屈服来源于位错以Orowan机制绕过沉淀相,而Orowan应力与沉淀相间距有关.根据这一机理,基于晶体塑性理论,引入一个本构方程以表征沉淀相尺寸对镍基单晶高温合金屈服强度的影响.采用该本构模型,分别计算了在[001]以及[111]2个取向下,含有尺寸为0.2～2.5 μm沉淀相的镍基单晶高温合金屈服强度,并与试验结果进行了对比验证.结果表明,该模型可以准确表征镍基单晶高温合金沉淀相的尺度效应.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
本构模型
,
Orowan应力
,
晶体塑性
,
尺度效应
唐斌
,
谢韶
,
刘毅
,
韩逢博
,
寇宏超
,
李金山
稀有金属
基于晶体塑性模型,研究了近β钛合金中(α+β)两相组织的不协调变形行为.首先,双晶体模型的计算结果表明(α+β)两相组织中的塑性变形是不协调的,而且α相的变形行为与晶体取向和加载方向密切相关.另外,通过耦合三维Voronoi几何模型,探讨了近β钛合金中球状初生α相对宏观力学响应的影响.利用该CPFE-VT数值模型,研究发现α相与β相的不协调变形导致了合金强度随α相体积分数的增加而成线性降低.此外,β基体中α相的分布对合金应力-应变响应也有较大的影响.针对具有两相组织的近β钛合金建立的晶体塑性有限元模型为钛合金组织控制技术的发展以及性能预测提供了重要的途径.
关键词:
晶体塑性
,
有限元模拟
,
变形行为
,
钛合金
唐斌
,
谢韶
,
刘毅
,
韩逢博
,
寇宏超
,
李金山
稀有金属
基于率相关晶体塑性理论,以滑移作为主要的变形机制,建立了描述多晶钛合金室温拉伸变形行为的本构模型.并采用三维Voronoi几何模型仿真初始组织创建了多晶集合体.利用该数值模型,探讨了多晶集合体特征对合金宏观力学响应的影响.研究结果表明,多晶集合体三边的尺寸差异将导致集合体的应力应变关系沿3个方向出现各向异性,同时在长度方向上易发生颈缩现象.此外,多晶集合体中的晶粒形貌与取向分布对合金的宏观应力应变响应也有重要的影响.针对单相钛合金建立的晶体塑性有限元模型为钛合金组织控制技术的发展以及加工工艺的优化提供了重要的技术途径.
关键词:
晶体塑性
,
钛合金
,
Voronoi图
,
应力应变响应
,
多晶集合体
