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扭转冷作硬化对6061-T651铝合金动静态力学性能的影响

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材料工程 2023年第12期51卷 59-67页

作者：程文修程军超钟政烨范端西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031 顶峰多尺度科学研究所成都610207

通过扭转变形对6061-T651铝合金进行强化,扭转角度为90°,180°,360°,并对扭转前后的样品进行准静态和动态压缩性能研究。结果表明:随着扭转角度的增加,样品的晶粒尺寸先保持不变,然后开始减小;而Kernel平均取向差(Kernel average miso... 详细信息

通过扭转变形对6061-T651铝合金进行强化,扭转角度为90°,180°,360°,并对扭转前后的样品进行准静态和动态压缩性能研究。结果表明:随着扭转角度的增加,样品的晶粒尺寸先保持不变,然后开始减小;而Kernel平均取向差(Kernel average misorientation,KAM)却随着扭转角度的增加持续增大。准静态和动态压缩实验显示,随着扭转角度的增加,样品材料的屈服强度稍有提高。在扭转角度相同的条件下,动态屈服强度明显高于准静态下的屈服强度。应变率实验显示样品的屈服强度随着应变率的增加而增大,但是相比于未扭转样品,扭转360°样品的应变率效应显著降低。基于实验数据,拟合了Cowper-Symonds本构模型中的参量,该模型得到的应力-应变曲线与实验结果能够较好地吻合。

关键词： 6061铝合金扭转变形分离式霍普金森杆力学性能本构模型

200系奥氏体不锈钢热轧裂纹的产生原因及其工艺改进

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机械工程材料 2010年第4期34卷 79-83页

作者：钟政烨盛光敏重庆大学材料科学与工程学院重庆400030

采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等对200系奥氏体不锈钢在轧制过程中出现裂纹的原因进行了分析;在此基础上,运用Gleeble 1500D型热模拟试验机对该系钢进行了高温拉伸试验,获取热变形数据以改进生产工艺。结果表明:网状分布的铁... 详细信息

采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等对200系奥氏体不锈钢在轧制过程中出现裂纹的原因进行了分析;在此基础上,运用Gleeble 1500D型热模拟试验机对该系钢进行了高温拉伸试验,获取热变形数据以改进生产工艺。结果表明:网状分布的铁素体是热轧开裂的主要原因,断口周围的夹杂物、σ相、碳化物、氧化物和金属间化合物是开裂的另一诱因;为避免开裂,应严格控制轧制温度范围,D11和J4钢的控制在(1 200±25)℃,D7钢为(1 100±25)℃,终轧温度保持在950℃以上。

关键词： 200系奥氏体不锈钢裂纹热轧脆性断裂

ECAP形变对高纯铝微结构及冲击层裂损伤的影响

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材料科学与工艺 2020年第4期28卷 48-56页

作者：佘其海李超钟政烨材料先进技术教育部重点实验室(西南交通大学) 成都610031

在高应变率冲击载荷下,金属材料的主要失效方式之一是层裂损伤。为探讨微结构对层裂损伤的影响,本文利用等径角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)技术制备了不同微结构的高纯铝,并对改性后的高纯铝进行平板撞击实验,通过电子... 详细信息

在高应变率冲击载荷下,金属材料的主要失效方式之一是层裂损伤。为探讨微结构对层裂损伤的影响,本文利用等径角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)技术制备了不同微结构的高纯铝,并对改性后的高纯铝进行平板撞击实验,通过电子背散射衍射表征加载后样品的孔洞分布和晶界取向差。研究发现:高纯铝在ECAP挤压变形过程中发生动态再结晶和动态回复,导致采用ECAP技术无法获得超细晶高纯铝;降低挤压温度可抑制动态再结晶,并得到尺寸相对较小的晶粒(约50μm)。平板撞击实验结果表明,晶粒尺寸对弹性极限、层裂强度等宏观力学性能影响较小。回收样品分析表明,大晶粒样品中孔洞尺寸大而数量少,小晶粒样品中孔洞尺寸小,但数量多。孔洞在晶界(沿晶孔洞)及晶界附近(晶内孔洞)均可成核。晶内孔洞比沿晶孔洞数量多但尺寸小。大角度晶界比小角度晶界更容易导致沿晶孔洞成核,而晶内孔洞倾向于在45°~55°晶界附近成核。

关键词：高纯铝 ECAP 微结构晶粒尺寸层裂损伤晶界晶界取向差

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孪晶诱导塑性钢的非均匀形变研究

实验力学 2020年第4期35卷 607-615页

作者：陈月李超钟政烨西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室四川成都610031

通过原位电子背散射衍射(EBSD, Electron backscatter diffraction)和数字图像相关(DIC, Digital image correlation)技术,对孪晶诱导塑性(TWIP, Twinning induced plasticity)钢拉伸过程中的非均匀形变进行研究。结果发现,拉伸应变不均匀,应变集中于高角度晶界与大晶粒内部。滑移带的开启并不完全遵从斯密特(Schmid)定律,且滑移带与晶界作用明显。非均匀变形导致晶粒的取向梯度增大。研究表明,TWIP钢在拉伸过程中,出现明显非均匀形变现象,非均匀程度随着变形的增大而降低,且降低速率逐渐减小,应变超过12%后非均匀程度趋于稳定,但其值相对较大导致TWIP钢在应变较大时(15%),非均匀变形现象依然明显。滑移带容易在高角度晶界处产生集中,在低角度的晶界处穿过晶界。晶粒内各区域不同的变形量造成晶格朝不同方向旋转,或者朝同一方向旋转不同的角度而形成较大的取向差,且随着应变的增加而增加。非均匀变形主要是由斯密特因子(Schmid factor, SF)的大小、晶粒内滑移带可滑移的长度、滑移带间的相互作用和晶界对滑移带阻碍强度等因素共同影响。

关键词： TWIP钢原位EBSD 数字图像相关(DIC) 非均匀性

基于X射线相干衍射成像方法的微纳米梁变形场测量

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实验力学 2021年第4期36卷 534-542页

作者：肖雨佳陈森钟政烨西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室四川成都610031 顶峰多尺度科学研究所四川成都610031

微纳米结构在外加荷载下的变形场测量对于描述和预测微纳米结构力学性能、建立相关模型和理论具有重要意义。目前仍然缺少原位实时测量微纳结构变形场的实验方法,这对微纳米结构的力学性能研究形成了一定的制约。本文结合大规模MD(molec... 详细信息

微纳米结构在外加荷载下的变形场测量对于描述和预测微纳米结构力学性能、建立相关模型和理论具有重要意义。目前仍然缺少原位实时测量微纳结构变形场的实验方法,这对微纳米结构的力学性能研究形成了一定的制约。本文结合大规模MD(molecular dynamics,分子动力学)模拟和X射线CDI(coherent diffraction imaging,相干衍射成像)模拟,对通过X射线CDI方法准确测量微纳米结构变形场的可行性进行了验证。首先,通过MD模拟给出纳米梁结构在准静态加载和动态加载后的原子结构模型,然后使用X射线CDI模拟基于实验几何和探测器参数给出原子结构模型的二维X射线相干衍射信号。对得到的相干衍射信号进行二维图像重建,提取出位移场,并与从原子构型提取的位移场进行对比,从而实现对该方法准确性的验证。结果表明,通过X射线CDI获得微纳米结构变形场方法的是可行的,且具有较高的精度。该方法为通过变形场进一步提取微纳米结构纳米尺度的表面特性,如表面杨氏模量和残余表面应力提供了可行方案。

关键词： X射线相干衍射成像分子动力学(MD)模拟纳米梁变形场测量

基于同步辐射X射线的SiC颗粒/Al复合材料变形损伤

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复合材料学报 2019年第12期36卷 2860-2868页

作者：宋广军别必雄范端黄俊宇钟政烨西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031 顶峰多尺度科学研究所成都610207

通过原位X射线成像系统研究了两种SiC粒径配比(45μm和(45+100)μm)对70vol%SiC颗粒(SiCP)/Al复合材料变形损伤行为的影响。在准静态压缩加载下,利用X射线数字图像相关方法(XDIC)计算了SiCp/Al复合材料在不同变形阶段的应变场分布。宏... 详细信息

通过原位X射线成像系统研究了两种SiC粒径配比(45μm和(45+100)μm)对70vol%SiC颗粒(SiCP)/Al复合材料变形损伤行为的影响。在准静态压缩加载下,利用X射线数字图像相关方法(XDIC)计算了SiCp/Al复合材料在不同变形阶段的应变场分布。宏观应力-应变曲线表明,因颗粒尺寸引起的SiCp/Al复合材料的强度差异较小,但粒径配比为45μm的SiCP/Al的延展性明显优于(100+45)μm的SiCP/Al。细观应变场分析表明,粒径配比为(100+45)μm的SiCP/Al比45μm的SiCP/Al更早出现变形损伤带,且前者在变形后期其应变场不均匀性更高。这是由于(100+45)μm SiCP/Al中更早在大颗粒附近出现应变集中点,而且这些集中点会迅速长大和汇聚进而形成宏观裂纹,导致材料更早失效和破坏。因此,减小颗粒尺寸和促进颗粒均匀分布有利于提高颗粒增强金属基复合材料的延展性。断口回收分析表明:两种颗粒尺寸的SiCP/Al复合材料的断裂模式都属于脆性断裂,且断口中都发现有颗粒破坏和界面脱粘现象存在。

关键词： SiCP/Al复合材料变形损伤同步辐射 X射线数字图像相关应变场

室温动态等径角挤压CP-Ti的变形孪晶研究

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有色金属工程 2020年第7期10卷 20-25,39页

作者：冯永智卢磊钟政烨西南交通大学教育部先进材料与技术重点实验室成都610031

室温下运用动态等径角挤压(D-ECAP)技术实现了工业纯钛(CP-Ti)在L型模具内的高应变率剪切变形,结合电子背散射衍射(EBSD)技术研究了CP-Ti动态剧烈塑性变形过程中的孪生行为。结果表明,D-ECAP变形在CP-Ti中激发了大量的一次{1122}和{1012... 详细信息

室温下运用动态等径角挤压(D-ECAP)技术实现了工业纯钛(CP-Ti)在L型模具内的高应变率剪切变形,结合电子背散射衍射(EBSD)技术研究了CP-Ti动态剧烈塑性变形过程中的孪生行为。结果表明,D-ECAP变形在CP-Ti中激发了大量的一次{1122}和{1012}孪晶,同时生成了少量的一次{1121}、{1011}、{1123}和{1124}孪晶。在单个晶粒内部,一次{1122}压缩孪晶和一次{1012}拉伸孪晶分别存在四种和两种孪晶变体,以一次{1122}压缩孪晶和一次{1012}拉伸孪晶为基体可进一步激发二次{1122}-{1121}、{1122}-{1012}和{1012}-{1122}孪晶以及三次{1122}-{1012}-{1122}和{1012}-{1122}-{1012}孪晶,其中二次{1122}-{1012}和{1012}-{1122}孪晶均存在两种孪晶变体。

关键词：动态等径角挤压变形工业纯钛变形孪晶

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电解抛光工艺对工业纯钛表面特性的影响

电镀与涂饰 2019年第9期38卷 426-430页

作者：关新兴卢磊钟政烨材料先进技术教育部重点实验室西南交通大学

选用高氯酸与甲醇混合溶液作为电解液,在-32℃下对预压缩工业纯钛电解抛光3min。探讨了电解抛光电压和电流密度对纯钛表面特性的影响。采用基于扫描电镜的电子背散射衍射(EBSD)和数字图像相关(DIC)原位法,研究了预压缩工业纯钛中的退孪... 详细信息

选用高氯酸与甲醇混合溶液作为电解液,在-32℃下对预压缩工业纯钛电解抛光3min。探讨了电解抛光电压和电流密度对纯钛表面特性的影响。采用基于扫描电镜的电子背散射衍射(EBSD)和数字图像相关(DIC)原位法,研究了预压缩工业纯钛中的退孪晶变形。当电解抛光电压和电流密度分别为16V和8.3~9.3mA/mm^2时,EBSD花样标定率和DIC相关性均最好。工业纯钛退孪晶变形表现为较大尺寸孪晶的侧向变窄,部分小尺寸孪晶消失,孪晶附近应变集中。

关键词：工业纯钛退孪晶变形电解抛光电子背散射衍射数字图像相关

中国工程物理研究院中子应力分析平台及其应用

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