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时效Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金的力学行为和变形机理的研究

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太原理工大学学报 2024年第3期55卷 465-473页

作者：罗顺辉常慧王强张佳鑫张团卫王志华太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所太原030024 太原理工大学山西省材料强度与结构冲击重点实验室太原030024

【目的】设计了一种新型的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金。【方法】在非等原子比Ni-Co-Cr基体的中熵合金中加入微量的Si、Al和Ti元素,并且通过不同温度的时效热处理进一步引入弥散的共格L12相沉淀。【结果】结果表... 详细信息

【目的】设计了一种新型的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金。【方法】在非等原子比Ni-Co-Cr基体的中熵合金中加入微量的Si、Al和Ti元素,并且通过不同温度的时效热处理进一步引入弥散的共格L12相沉淀。【结果】结果表明,700℃时效后的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金具有最优异的力学性能,其屈服强度为783MPa,极限抗拉强度为1252MPa,伸长率为41.6%;相比退火处理样品,经过700℃时效处理使得合金的屈服强度提升了310MPa.分析合金在700℃时效样品的初始微观结构,可以确定合金中不仅存在共格的L12相结构,还有微量的金属间化合物Ni16Ti6Si7相。同时,由于高轧制量的冷轧变形和短时间的退火处理,在初始结构中发现微量的层错、纳米层错网格、Lomer-cottrell锁和位错钉扎现象的存在。其几何必需位错在拉伸过程中呈现出均匀分布,主要的变形模式以滑移为主,且具有层错结构,并没有发现变形孪晶。

关键词：中熵合金成分设计时效处理力学性能析出强化变形机理

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多应变率下Ti-811钛合金针状组织压缩变形及断裂机制

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稀有金属材料与工程 2020年第5期49卷 1799-1802页

作者：石晓辉曹祖涵张团卫王志华乔珺威太原理工大学材料科学与工程学院机械与运载工程学院山西太原030024

采用Instron力学试验机及分离式Hopkinson压杆系统,分别对Ti-811钛合金针状组织进行静、动态压缩实验,以研究其不同应变率下的变形及断裂机制。结果表明:随应变率升高,针状组织屈服强度依次呈现正-负-正的应变速率敏感性,其内在原因是... 详细信息

采用Instron力学试验机及分离式Hopkinson压杆系统,分别对Ti-811钛合金针状组织进行静、动态压缩实验,以研究其不同应变率下的变形及断裂机制。结果表明:随应变率升高,针状组织屈服强度依次呈现正-负-正的应变速率敏感性,其内在原因是位错滑移机制和孪生变形机制的相互竞争。针状组织在静态和动态加载下的断裂机制明显不同,分别呈现为双剪切及单剪切断裂模式。动态加载试样端面部位可形成连续锯齿形金属屑,这是由高速变形过程中主剪切带两侧金属的剧烈错动被入射杆与透射杆遏制所导致。

关键词： Ti-811 动态压缩变形断裂

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轧态CrCoNi中熵合金动态拉伸本构模型的建立和变形机理研究

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机械工程学报 2022年第20期58卷 350-360页

作者：常慧张团卫王建军李志强王志华太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所太原030024 太原理工大学山西省材料强度与结构冲击重点实验室太原030024

CrCoNi中熵合金在准静态拉伸下具有良好的强度和塑性,而其动态拉伸力学行为还有待研究。利用霍普金森拉杆分别对CrCoNi中熵合金试样进行了室温(298K)和低温(77K)下不同应变率的动态拉伸力学行为研究,建立了修正的J-C(Johson-Cook)本构... 详细信息

CrCoNi中熵合金在准静态拉伸下具有良好的强度和塑性,而其动态拉伸力学行为还有待研究。利用霍普金森拉杆分别对CrCoNi中熵合金试样进行了室温(298K)和低温(77K)下不同应变率的动态拉伸力学行为研究,建立了修正的J-C(Johson-Cook)本构模型对其塑性流动行为进行了较好的描述,通过断后样品的微观组织表征揭示了其变形机理。结果表明:室温下CrCoNi中熵合金的强度和塑性随着应变率增大逐渐提高。与准静态拉伸相比,动态拉伸应变率为1200~5000 s^(-1)时,试样的屈服强度增大至560 MPa到1150 MPa,伸长率增长至60%到90%;低温下强度表现出相似的应变率效应且强度较室温下更高,但韧性有所降低。变形机理结果表明:相比于室温准静态,室温动态拉伸下试样内部孪晶密度更大且交叉孪晶出现、FCC→HCP相变发生、纳米晶形成,三者共同作用促使CrCoNi中熵合金加工硬化提高;相比于室温动态拉伸,低温动态拉伸下试样孪晶密度过大导致孪晶增厚,且纳米晶形成,促使试样加工硬化进一步提高,而孪晶增厚加强了对位错的阻碍致使韧性降低。

关键词： CrCoNi中熵合金高应变速率低温动态拉伸变形机理

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FeCoCrNiCu高熵合金的纳米压痕模拟

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太原理工大学学报 2023年

作者：孙业伟张路明马胜国张团卫辛浩太原理工大学应用力学研究所山西省材料强度与结构冲击重点实验室

采用分子动力学（MD）模拟建立FeCoCrNiCu高熵合金纳米压痕模型，从杨氏模量以及位错行为等方面对FeCoCrNiCu高熵合金进行相关力学性能分析，研究分析了纳米压痕过程中温度以及加载速度对合金基体变形的影响。经模拟以及数据拟合，杨氏... 详细信息

采用分子动力学（MD）模拟建立FeCoCrNiCu高熵合金纳米压痕模型，从杨氏模量以及位错行为等方面对FeCoCrNiCu高熵合金进行相关力学性能分析，研究分析了纳米压痕过程中温度以及加载速度对合金基体变形的影响。经模拟以及数据拟合，杨氏模量与实验结果近似一致；纳米压痕过程依次经历弹性-塑性阶段，进入塑性阶段后基体内部产生位错，随着压头的不断深入，位错不断形核扩展最终成环；由于高熵合金复杂的元素组成以及应变梯度效应，剪切应变在合金体内的分布是不均匀的。加载速度对弹性阶段影响不大，但会对位错的增长产生影响，临界塑性压深也会随加载速度的增大而增大；温度对高熵合金的变形有着显著影响，温度越高，原子运动加剧，基体易于变形，低温下压痕力明显上升，这是因为低温本身会降低原子迁移率的同时也会易于孪晶产生，使基体进一步强化。

关键词：高熵合金分子动力学纳米压痕温度加载速度

高熵合金在动态冲击加载下的微结构特征、力学行为与本构模型研究

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高熵合金在动态冲击加载下的微结构特征、力学行为与本构模型研究

CoCrFeNi高熵合金有限变形中微结构演化的实验分析和数值计算

2018年全国固体力学学术会议

作者：张团卫王志华马胜国乔珺威太原理工大学力学学院山西省材料与结构冲击重点实验室太原理工大学太原理工大学材料科学与工程学院

高熵合金,又名复杂高浓度固溶体合金,是由四种或以上元素以等原子比或近似等原子比混合以实现热力学上熵稳固的固溶体相的一类合金。高熵合金颠覆了传统合金设计理念(一种或两种元素为主,其他元素为辅),极大地拓宽了合金开发领域,并且... 详细信息

高熵合金,又名复杂高浓度固溶体合金,是由四种或以上元素以等原子比或近似等原子比混合以实现热力学上熵稳固的固溶体相的一类合金。高熵合金颠覆了传统合金设计理念(一种或两种元素为主,其他元素为辅),极大地拓宽了合金开发领域,并且体现出许多传统合金无法比拟的优异性能,使其作为新世纪非常有前途的结构和功能材料。除此之外,因其特殊的点阵结构等晶体学特征(严重的点阵扭曲和迟滞扩散效应)必然导致在变形机理上与传统合金的差异。本文工作主要集中在高熵合金在高速冲击加载下的微结构演化、力学性能以及解释变形机理的本构模型方面。应变率范围从到10～10/s,重点考察微结构中的位错、孪生、相变等微结构特征,并基于微结构特征建立相关模型解释力学属性。这对进一步认识高熵合金的变形机制和开发优异性能的高熵合金起到了参考作用。

关键词：高熵合金冲击加载微结构演化变形机理本构模型

来源： cnki会议评论

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CoCrFeNi高熵合金有限变形中微结构演化的实验分析和数值计算

考虑位错密度和损伤的NiCoCrFe高熵合金晶体塑性有限元分析

2018年全国固体力学学术会议

作者：赵聃吕品张团卫金涛马胜国王志华太原理工大学力学学院材料强度与结构冲击山西省重点实验室

本文实验研究了CoCrFeNi高熵合金在有限变形过程中其微结构演化的特点,重点讨论了不同应力状态以及应变率等因素对微结构的影响。利用场发射扫描电镜(SEM)以及电子背散射衍射(EBSD)等实验手段对微观结构进行了定量的标定和表征。同时,... 详细信息

本文实验研究了CoCrFeNi高熵合金在有限变形过程中其微结构演化的特点,重点讨论了不同应力状态以及应变率等因素对微结构的影响。利用场发射扫描电镜(SEM)以及电子背散射衍射(EBSD)等实验手段对微观结构进行了定量的标定和表征。同时,考虑位错密度以及材料微观结构的演化,基于塑性流动理论,建立了反映材料有限变形的宏、微观本构关系。以滑移系剪切应变为控制变量对损伤进行描述,从微观层面分析材料损伤演化的特点。模型的计算结果与实验进行了对比,并对计算模型的精度和效率进行了讨论。

关键词：位错密度晶体塑性损伤有限变形

来源： cnki会议评论

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材料工程 2022年第3期50卷 60-68页

作者：胡广赵英杰马胜国张团卫赵聃王志华太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所太原030024 材料强度与结构冲击山西省重点实验室太原030024 太原理工大学力学国家级实验教学示范中心太原030024

结合实验和晶体塑性有限元方法研究准静态加载NiCoCrFe高熵合金有限变形过程中的宏观和微观力学响应、损伤行为以及微观结构演化。使用电子背散射衍射技术(EBSD)对拉伸实验变形前后NiCoCrFe的微观结构进行表征。通过修改强化模型和流动... 详细信息

结合实验和晶体塑性有限元方法研究准静态加载NiCoCrFe高熵合金有限变形过程中的宏观和微观力学响应、损伤行为以及微观结构演化。使用电子背散射衍射技术(EBSD)对拉伸实验变形前后NiCoCrFe的微观结构进行表征。通过修改强化模型和流动准则分别在CPFEM模型中引入位错密度内部状态变量和连续介质损伤因子,并结合拉伸实验应力-应变曲线确定NiCoCrFe相关的模型参数。结果表明:考虑位错密度和损伤的CPFEM模型可以有效地描述NiCoCrFe宏观和微观力学响应。CPFEM模型合理预测NiCoCrFe颈缩区域的变形形状和尺寸,其中实验获得的颈缩区域长度比预测结果小7%,CPFEM预测的颈缩区域宽度比实验结果大23%。CPFEM模型预测NiCoCrFe拉伸变形后的织构演化同EBSD表征结果大致相同,均表现为弱的(100)∥RD以及强的(111)∥RD纤维织构。在三维微观结构损伤分析中,CPFEM模型预测的损伤在应力集中以及位错密度集中的晶界处萌生,表现为晶间损伤机制,并且随着变形的增加损伤逐渐向晶粒内部扩展。

关键词：高熵合金晶体塑性有限元损伤位错密度织构

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冲击波载荷作用下火炮身管易损性研究

兵工学报 2024年

作者：乔臻程伟汪衡张团周立南京理工大学机械工程学院重庆红宇精密工业集团有限公司研究一所

针对冲击波载荷作用下火炮身管易损性理论研究方法欠缺、判据模型构建不完善，提出冲击波载荷作用下火炮身管易损性理论研究方法。基于Euler-Bernoulli梁模型和刚塑性梁模型，建立冲击波载荷作用下火炮身管动力学模型。依据身管弹-塑性... 详细信息

针对冲击波载荷作用下火炮身管易损性理论研究方法欠缺、判据模型构建不完善，提出冲击波载荷作用下火炮身管易损性理论研究方法。基于Euler-Bernoulli梁模型和刚塑性梁模型，建立冲击波载荷作用下火炮身管动力学模型。依据身管弹-塑性状态的转变和塑性变形的程度，构建身管功能毁伤的物理毁伤判据。基于身管固有振动周期和冲击波正压作用时间与冲击波毁伤准则的关系，提出了冲击波毁伤准则确定系数，并构建可定量化确定冲击波毁伤准则的关系式。基于爆炸相似律，构建冲击波载荷作用下火炮身管毁伤判据数学模型。基于该理论方法，获得了冲击波载荷作用下的身管毁伤判据。该理论方法对火炮身管武器易损性研究和抗冲击波毁伤设计具有重要的意义。

关键词：火炮身管冲击波易损性毁伤判据

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阿留申低压与东亚冬季风关系的年代际变化

大气科学学报 2024年第2期47卷 173-183页

作者：杨崧林楠张团团中山大学大气科学学院/南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000 中山大学广东省气候变化与自然灾害研究重点实验室广东珠海519000

东亚冬季风系统是北半球冬季最活跃的环流系统,通过与西伯利亚高压、阿留申低压、东亚大槽和东亚西风急流等系统之间的相互作用,对东亚地区的气候产生重要影响。本文主要关注阿留申低压与东亚冬季风关系的年代际变化特征,利用经验正交... 详细信息

东亚冬季风系统是北半球冬季最活跃的环流系统,通过与西伯利亚高压、阿留申低压、东亚大槽和东亚西风急流等系统之间的相互作用,对东亚地区的气候产生重要影响。本文主要关注阿留申低压与东亚冬季风关系的年代际变化特征,利用经验正交函数分析方法,提取阿留申低压的强度变化、南北移动、西北-东南传播型和东西移动模态,并研究这4种模态与冬季风的北部型、南部型模态关系。结果表明阿留申低压的强度变化与2种东亚冬季风型的关系都不显著。阿留申低压的南北移动与南部型冬季风的相关性较强且具有年代际变化特征。1995年后南北涛动中心受ENSO(El Ni1o-Southern Oscillation)影响向东移动,阿留申低压和西伯利亚高压的配置不利于中国东南部气压梯度的形成,导致阿留申低压的南北移动与南部型冬季风的相关性降低。另外,1975年后北大西洋涛动在中西伯利亚地区激发正位势高度异常,扩大传播型模态影响范围,给中高纬地区带来东北风异常,有利于北部型冬季风的形成,此时传播型模态与北部型冬季风显著相关。东亚冬季风系统是北半球冬季最活跃的环流系统,通过与西伯利亚高压、阿留申低压、东亚大槽和东亚西风急流等系统之间的相互作用,对东亚地区的气候产生重要影响。本文主要关注阿留申低压与东亚冬季风关系的年代际变化特征,利用经验正交函数分析方法,提取阿留申低压的强度变化、南北移动、西北-东南传播型和东西移动模态,并研究这4种模态与冬季风的北部型、南部型模态关系。结果表明阿留申低压的强度变化与2种东亚冬季风型的关系都不显著。阿留申低压的南北移动与南部型冬季风的相关性较强且具有年代际变化特征。1995年后南北涛动中心受ENSO(El NinoSouthern Oscillation)影响向东移动,阿留申低压和西伯利亚高压的配置不利于中国东南部气压梯度的形成,导致阿留申低压的南北移动与南部型冬季风的相关性降低。另外,1975年后北大西洋涛动在中西伯利亚地区激发正位势高度异常,扩大传播型模态影响范围,给中高纬地区带来东北风异常,有利于北部型冬季风的形成,此时传播型模态与北部型冬季风显著相关。

关键词：东亚冬季风阿留申低压年代际变化 ENSO

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