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热处理工艺对TA15钛合金力学性能和耐磨性的影响

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材料热处理学报 2025年第1期46卷 30-40页

作者：袁飞曹宇何维均胥政李俊杰田宇禾蒋斌重庆大学材料科学与工程学院重庆400045

采用退火热处理、双重热处理和β热处理3种不同工艺对锻态TA15钛合金进行热处理,研究不同热处理工艺对其力学性能和耐磨性能的影响规律。采用场发射扫描电镜和X射线衍射等微观表征技术揭示合金力学性能和耐磨性能演变的微观机理。结果表... 详细信息

采用退火热处理、双重热处理和β热处理3种不同工艺对锻态TA15钛合金进行热处理,研究不同热处理工艺对其力学性能和耐磨性能的影响规律。采用场发射扫描电镜和X射线衍射等微观表征技术揭示合金力学性能和耐磨性能演变的微观机理。结果表明,双重热处理态TA15钛合金的综合性能最好,组织为初生α、编织交错的片状α和少量的β转变基体构成的三态组织,其强韧匹配最佳,抗拉强度为1090.04 MPa,硬度为443.7 HV0.1,冲击韧性为40.90 J·cm^(-2),伸长率为19.39%。当摩擦磨损温度为25和500℃时,双重热处理态TA15钛合金的耐磨性能均为最佳,比磨损率分别为1.54×10^(-7)和5.58×10^(-7)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)。

关键词：钛合金力学性能耐磨性能微观组织

Zr-4合金管材皮尔格轧制过程数值模拟分析:宏观模型的建立、验证及塑性变形分析（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第1期47卷 82-88页

作者：何维均袁改焕栾佰峰王练储林华刘庆重庆大学重庆400044 国核宝钛锆业股份公司陕西宝鸡721013 陕西省核级锆合金重点实验室陕西宝鸡721013

皮尔格轧制变形对于锆合金管材的性能有着重要影响,受到学者们的高度重视。长期以来,由于皮尔格轧制是一个高度非线性的三维变形过程,开展实验研究不但成本高昂而且周期较长。本研究以ABAQUS/standard平台,根据多行程皮尔格轧制的运动特... 详细信息

皮尔格轧制变形对于锆合金管材的性能有着重要影响,受到学者们的高度重视。长期以来,由于皮尔格轧制是一个高度非线性的三维变形过程,开展实验研究不但成本高昂而且周期较长。本研究以ABAQUS/standard平台,根据多行程皮尔格轧制的运动特点,建立了Zr-4合金管材皮尔格轧制有限元模型,并开展一整个道次的轧制过程模拟。模拟结果表明:预测的管材几何尺寸与实验结果吻合良好,而模拟的轧制力与经典的舍瓦金公式计算结果也比较相符,验证了所建立模型的准确性,可用于进一步仿真分析。模拟结果还表明开口处的管坯应力状态与轧槽底部管坯的应力状态有显著的差别。此外,轧制过程中还存在有明显的剪切变形,而且还有较大幅度的周期性波动,这主要与孔型开口以及管坯回转送进有关。

关键词：锆合金皮尔格轧制有限元模拟塑性变形

TA2/不锈钢/Q235复合板的界面结构和失效行为

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材料热处理学报 2021年第11期42卷 11-19页

作者：黄钊何维均陈泽军重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

采用热轧复合法制备了TA2/不锈钢/Q235复合板,并对其开展了不同温度的轧后退火处理。利用扫描电镜、能谱以及X射线衍射等分析了退火温度对复合板界面附近微观组织、金属间化合物等特征的影响。通过显微硬度计和平面内压缩试验研究了退... 详细信息

采用热轧复合法制备了TA2/不锈钢/Q235复合板,并对其开展了不同温度的轧后退火处理。利用扫描电镜、能谱以及X射线衍射等分析了退火温度对复合板界面附近微观组织、金属间化合物等特征的影响。通过显微硬度计和平面内压缩试验研究了退火温度对复合板变形以及力学性能的影响。结果表明:从不锈钢侧到钛侧,界面依次由σ相(富Cr的Fe基固溶体)、χ相(富Cr的TiFe^(2)相)、TiCr_(2)+TiFe_(2)、TiFe等化合物组成。随着退火温度的升高,σ相和TiFe的层厚相较于χ相和TiCr_(2)+TiFe_(2)增加更明显。显微硬度测试表明,随着退火温度的升高,Q235层硬度逐渐降低,而Ti层硬度则是先降低后升高,硬度升高主要与元素扩散有关。平面内压缩过程中,会发生TA2与不锈钢之间的层间开裂,且随着退火温度的升高,层间开裂越早,这主要与越厚的金属间化合物易萌生裂纹有关。

关键词： TA2/不锈钢/Q235复合板扩散金属间化合物层界面失效

轧制及退火温度对Zr705合金组织及性能的影响

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材料热处理学报 2019年第12期40卷 85-92页

作者：唐维维何维均周正刘庆重庆大学材料科学与工程学院

对锆合金(Zr705)在液氮和室温条件下进行了不同变形量的轧制变形以及后续不同温度的真空退火处理。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计及压缩实验等分析了轧制以及退火温度对Zr705合金微观组织及力学性能的影响。结果表明,Zr... 详细信息

对锆合金(Zr705)在液氮和室温条件下进行了不同变形量的轧制变形以及后续不同温度的真空退火处理。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计及压缩实验等分析了轧制以及退火温度对Zr705合金微观组织及力学性能的影响。结果表明,Zr705合金由等轴的初生α相+(α+β)两相区组成,(α+β)两相区内的α与β相呈片层状。在轧制过程中,合金的(α+β)两相区内片状组织的取向发生旋转,且随变形量增大逐渐平行于轧制方向。随着退火温度的升高,Zr705合金的硬度与强度先升高后降低,先升高的原因主要是因为析出了细小弥散的ω粒子,后降低的原因主要是发生了回复与再结晶。在相同变形量与退火温度条件下,液氮轧制变形态以及峰值时效态的强度与硬度要高于室温轧制样品,这可能是液氮温度有效地抑制了轧制变形过程中的动态回复,保留的位错密度更高,导致β→ω转变驱动力更大,致使退火过程中析出了更多的ω粒子所致。

关键词：锆合金热处理轧制变形微观组织力学性能

累积叠轧Mg/Ti复合板的微观组织与力学性能

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材料热处理学报 2023年第10期44卷 59-67页

作者：唐意智何维均蒋斌重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

相较于钛合金、钢等结构材料,镁(Mg)及其合金的绝对强度较低、塑性相对较差,阻碍了其广泛应用。层状复合材料能结合不同金属的优异性能,近年来被广泛应用于提高镁合金的综合性能。在本项研究中,通过累积叠轧法(ARB)制备了Mg/Ti层状复合... 详细信息

相较于钛合金、钢等结构材料,镁(Mg)及其合金的绝对强度较低、塑性相对较差,阻碍了其广泛应用。层状复合材料能结合不同金属的优异性能,近年来被广泛应用于提高镁合金的综合性能。在本项研究中,通过累积叠轧法(ARB)制备了Mg/Ti层状复合材料,利用光学显微镜、扫描电镜以及电子背散射衍射等分析了其在不同道次轧制条件下的微观组织,利用单向拉伸和数字图像相关(DIC)技术对Mg/Ti复合材料的力学性能和变形行为进行了分析。结果表明,进行了一次ARB后,Mg/Ti复合材料具有优异的综合性能,这归功于应变硬化和良好的层间结合强度。继续进行更多道次的ARB,Mg/Ti复合材料的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率明显下降,这与Ti层不再连续分布有关。

关键词：累积叠轧 Mg/Ti复合材料微观组织力学性能

淬火处理对T8/Q235多层钢板组织和性能的影响

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材料热处理学报 2021年第12期42卷 27-35页

作者：马兆旺何维均陈泽军重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

采用热轧复合法制备了T8/Q235多层钢板,并对其开展了不同温度和保温时间的轧后淬火处理,以调控其碳元素分布及组织特征。采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和三点弯曲试验等分析了T8/Q235多层钢板在不同状态时的微观组织和力学性能... 详细信息

采用热轧复合法制备了T8/Q235多层钢板,并对其开展了不同温度和保温时间的轧后淬火处理,以调控其碳元素分布及组织特征。采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和三点弯曲试验等分析了T8/Q235多层钢板在不同状态时的微观组织和力学性能。结果表明:轧制复合态时,T8层主要由珠光体和铁素体组成,Q235层主要为铁素体,在T8/Q235界面处形成了梯度分布的组织。淬火处理后,T8层主要由马氏体组成,而Q235层随着淬火温度的升高或保温时间的延长,马氏体的比例逐渐增多。随淬火温度升高或保温时间延长,T8层中的碳含量降低,导致T8层硬度逐渐下降,而Q235层硬度先升高后降低。三点弯曲过程中,当预制缺口位于塑性较好的层时,能延缓弯曲过程中主裂纹的萌生与扩展。

关键词：多层钢板淬火微观组织力学性能

晶体塑性模型描述多晶体循环加载中的Bauschinger效应

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材料科学与工艺 2014年第6期22卷 78-84页

作者：郑黎张士宏何维均宋鸿武 Dirk Helm 中国科学院金属研究所沈阳110016 Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM

为了研究循环加载过程中织构对多晶材料Baushinger效应的影响,利用经典晶体塑性模型及含随动硬化的晶体塑性模型模拟AA6104铝合金循环加载力学行为.研究了多晶体中晶粒取向差异对材料宏观塑性行为的影响.详细分析了经典晶体塑性模型可... 详细信息

为了研究循环加载过程中织构对多晶材料Baushinger效应的影响,利用经典晶体塑性模型及含随动硬化的晶体塑性模型模拟AA6104铝合金循环加载力学行为.研究了多晶体中晶粒取向差异对材料宏观塑性行为的影响.详细分析了经典晶体塑性模型可描述多晶体循环加载Bauschinger效应机理,定量分析了多晶有限元模型中晶体取向差异对模拟结果的影响.结果表明多晶体中由于晶粒取向差异而造成的晶粒间相互作用力使得多晶体模型宏观卸载时晶粒内的残余应力是产生Bauschinger效应的主要原因,采用含随动硬化的晶体塑性模型能够较好地模拟具有织构的AA6014铝合金的循环加载过程.

关键词： Bauschinger效应循环加载晶体塑性模型数值模拟随动硬化

钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能

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塑性工程学报 2019年第1期26卷 188-193页

作者：陈泽军周廷李博新何维均王莹重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 攀钢集团研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室四川攀枝花617000

利用真空热轧复合方法制备了钒中间层钛/钢复合板,采用SEM、EDS和XRD等分析结合界面形貌、元素扩散行为和界面相组成。结果表明:钒中间层钛/钢复合板界面实现了良好的冶金结合。与拉剪强度测试相结合,研究了钒中间层钛/钢复合板结合界... 详细信息

利用真空热轧复合方法制备了钒中间层钛/钢复合板,采用SEM、EDS和XRD等分析结合界面形貌、元素扩散行为和界面相组成。结果表明:钒中间层钛/钢复合板界面实现了良好的冶金结合。与拉剪强度测试相结合,研究了钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能。结果表明:钒中间层钛/钢复合板剪切强度均优于国家标准(140 MPa)。950℃轧制的复合板界面扩散层厚度大于900℃轧制的复合板扩散层厚度。钒中间层与Ti、Fe元素形成固溶体,有效阻止了金属间化合物TiFe和TiFe_2的产生。900℃轧制的钛钢复合板剪切强度为223 MPa,大于950℃轧制的复合板剪切强度。对剪切断口的分析表明裂纹多沿钒铁固溶体产生并扩展。

关键词：复合板钒中间层轧制复合剪切强度界面结构

AZ31镁合金波纹坯料轧制后的微观组织与力学性能

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材料热处理学报 2022年第11期43卷 27-38页

作者：何鹏飞何维均刘国佳蒋斌重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

为了调控AZ31镁合金板材的织构以及微观组织,设计了单面与双面波纹型坯料板,并且通过多道次热轧将其轧制为成品平板,平均轧制变形量为50%。为了对比,还开展了30%、50%以及70%轧制变形量的平板轧制,平板轧制温度以及轧后退火工艺与波纹... 详细信息

为了调控AZ31镁合金板材的织构以及微观组织,设计了单面与双面波纹型坯料板,并且通过多道次热轧将其轧制为成品平板,平均轧制变形量为50%。为了对比,还开展了30%、50%以及70%轧制变形量的平板轧制,平板轧制温度以及轧后退火工艺与波纹坯料轧制保持一致。采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了平板、单面波纹板以及双面波纹板轧制后的微观组织以及织构特征。结果表明:轧制后,波纹板的平均晶粒尺寸比对照平板的大,而波纹板的基面织构强度要弱于对照平板。波纹板轧制后不同部位的组织分布不均匀,织构以及晶粒尺寸呈梯度分布,且双面波纹板的梯度结构比单面波纹板更加明显。室温下单向拉伸以及杯突测试结果表明:波纹板(特别是双面波纹板)轧制后的拉伸性能以及杯突值都要优于对照平板。

关键词： AZ31镁合金波纹轧制织构微观组织杯突