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第二相对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金挤压板材冲击韧性的影响

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稀有金属 2023年第2期47卷 218-228页

作者：唐昌平张超刘文辉陈旭刘筱湖南科技大学材料科学与工程学院高温耐磨材料及制备技术湖南省国防科技重点实验室新能源储存与转换先进材料湖南省重点实验室湖南湘潭411201 华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广东广州510641 湘潭大学材料科学与工程学院湖南湘潭411105

通过固溶处理和时效处理,获得了具有不同第二相特征的样品。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、硬度测试和冲击韧性测试等方法,研究了第二相对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金挤压板材冲击韧性的影响,结果表明:挤压板材中存... 详细信息

通过固溶处理和时效处理,获得了具有不同第二相特征的样品。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、硬度测试和冲击韧性测试等方法,研究了第二相对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金挤压板材冲击韧性的影响,结果表明:挤压板材中存在大量微米级动态析出相,经固溶处理可基本消除;时效处理对挤压态样品的冲击韧性无明显影响,挤压态、欠时效态和峰时效态样品的冲击韧性相差不大,冲击韧性值在4.2~4.7 J·cm^(-2)范围内波动,微米级动态析出相是影响合金冲击韧性的主要因素;时效处理对固溶态试样的冲击韧性具有显著的影响,固溶态试样的冲击韧性值最高(14.3 J·cm^(-2)),随着时效时间的延长,冲击韧性急剧降低,峰时效状态下,合金的冲击韧性值为4.9 J·cm^(-2),微米级动态析出相的溶解是固溶态合金冲击韧性提升的主要因素,纳米级时效析出相则是使固溶-时效处理试样冲击韧性降低的主要因素。

关键词：镁合金固溶处理时效处理第二相冲击韧性

7475铝合金中η相沿E/Al相界的非均匀析出机理

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稀有金属材料与工程 2022年第7期51卷 2483-2489页

作者：李茂华杨延清陈志龙宋宇峰唐昌平湖南科技大学材料科学与工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学高温耐磨材料及制备技术湖南省国防科技重点实验室湖南湘潭411201 西北工业大学材料学院陕西西安710072

采用高分辨透射电镜(HRTEM)和高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)中的三维重构技术,研究了7475铝合金中η相沿E/Al相界的非均匀析出行为及其形核和生长机理。结果表明,η相在不同的E相颗粒(具有不同形态和不同体积)或同一个E相颗粒... 详细信息

采用高分辨透射电镜(HRTEM)和高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)中的三维重构技术,研究了7475铝合金中η相沿E/Al相界的非均匀析出行为及其形核和生长机理。结果表明,η相在不同的E相颗粒(具有不同形态和不同体积)或同一个E相颗粒的界面析出时,其形核位置、形核率、生长速率和形态有很大差异。E相的界面能和弹性应变能是η相在E/Al相界形核、生长和粗化的决定性因素。η相长大属于扩散控制转变,主要通过相界高速扩散传输溶质原子。

关键词： 7475铝合金 E/Al相界非均匀析出相变机理

基于粘塑性自洽模型研究中温高速冲击下预孪晶AZ31镁合金的变形机理及力学行为

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中国有色金属学报 2022年

作者：刘筱胡铭月谢超朱必武马旻唐昌平刘文辉湖南科技大学高功效轻合金构件成形技术及耐损伤性能评价湖南省工程研究中心湖南科技大学高温耐磨材料及制备技术湖南省国防技术重点实验室宁波大学机械工程与力学学院

本文以预孪晶AZ31镁合金为研究对象，结合粘塑性自洽(VPSC)模型仿真，研究中温高速冲击下预孪晶镁合金的变形机理和力学行为，拓展了VPSC模型的应用领域，为镁合金动态载荷下的变形机理和力学行为研究提供了新的手段。结果表明：中温高... 详细信息

本文以预孪晶AZ31镁合金为研究对象，结合粘塑性自洽(VPSC)模型仿真，研究中温高速冲击下预孪晶镁合金的变形机理和力学行为，拓展了VPSC模型的应用领域，为镁合金动态载荷下的变形机理和力学行为研究提供了新的手段。结果表明：中温高速冲击过程中，基面滑移和二阶锥面滑移是协调变形的主要机制，孪生也起到了重要的作用；大量孪晶的出现引起流变应力在变形初期发生波动；压缩孪晶的出现引起织构最大极密度位置向半径方向(Radial direction， RD)偏转，二次孪晶的产生有利于形成双峰织构。

关键词： AZ31镁合金中温高速冲击粘塑性自洽模型力学行为预孪晶织构

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双峰分布晶粒在铜、铝、镁合金中的研究进展

材料热处理学报 2022年第3期43卷 1-10页

作者：陈佳俊唐昌平谢红梅刘筱高温耐磨材料及制备技术湖南省国防科技重点实验室新能源储存与转换先进材料湖南省重点实验室湖南科技大学材料科学与工程学院湖南湘潭411201 广东省精密装备与制造技术重点实验室华南理工大学广东广州510641 长江师范学院材料科学与工程学院重庆408100

合金的强度和塑性通常呈现倒置关系,即强度提高的同时往往伴随着塑性的降低。形成双峰分布晶粒被认为是解决合金强度-塑性矛盾的新方法。本文介绍了在常见的铜、铝、镁合金中形成双峰分布晶粒的研究进展,总结了这3种合金中形成双峰分布... 详细信息

合金的强度和塑性通常呈现倒置关系,即强度提高的同时往往伴随着塑性的降低。形成双峰分布晶粒被认为是解决合金强度-塑性矛盾的新方法。本文介绍了在常见的铜、铝、镁合金中形成双峰分布晶粒的研究进展,总结了这3种合金中形成双峰分布晶粒的制备方法及其对力学性能的影响。总结来看,形成双峰分布晶粒的方法可分为“细化法”和“合成法”。“细化法”和“合成法”在铜合金和铝合金中均有应用,镁合金中则主要采用“细化法”。双峰分布晶粒提高了合金的应变硬化能力和变形协调能力,与均匀的等轴晶粒组织相比,具有更为优异的力学性能,在未来有望获得持续关注。

关键词：双峰分布晶粒力学性能铜合金铝合金镁合金

中温高速冲击下预孪晶AZ31镁合金的变形机理及力学行为

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中国有色金属学报 2022年第6期32卷 1641-1654页

作者：刘筱胡铭月谢超朱必武马旻唐昌平刘文辉湖南科技大学高功效轻合金构件成形技术及耐损伤性能评价湖南省工程研究中心湘潭411201 湖南科技大学高温耐磨材料及制备技术湖南省国防技术重点实验室湘潭411201 宁波大学机械工程与力学学院宁波315211

本文以预孪晶AZ31镁合金为研究对象,结合黏塑性自洽(VPSC)模型仿真,研究中温高速冲击下预孪晶镁合金的变形机理和力学行为,拓展了VPSC模型的应用领域,为研究镁合金动态载荷下的变形机理和力学行为提供了新的手段。结果表明:中温高速冲... 详细信息

本文以预孪晶AZ31镁合金为研究对象,结合黏塑性自洽(VPSC)模型仿真,研究中温高速冲击下预孪晶镁合金的变形机理和力学行为,拓展了VPSC模型的应用领域,为研究镁合金动态载荷下的变形机理和力学行为提供了新的手段。结果表明:中温高速冲击过程中,基面滑移和二阶锥面滑移是协调变形的主要机制,孪生也起到了重要的作用;大量孪晶的出现引起流变应力在变形初期发生波动;压缩孪晶的出现引起织构最大极密度位置向半径方向(Radial direction,RD)偏转,二次孪晶的产生有利于形成双峰织构。

关键词： AZ31镁合金中温高速冲击黏塑性自洽模型力学行为预孪晶织构

基于MPCF-FPI和LPFG的高温-应变区分测量

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光电子．激光 2011年第7期22卷 1067-1071页

作者：樊荣唐昌平邓明煤炭科学研究总院重庆研究院重庆400037 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

提出并研制了一种结构简单、成本低廉的全光纤型高温-应变组合传感器,其结构是在具有微气泡腔的在线型Fabry-Perot干涉仪(FPI)后级联一个高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅(LPFG)。FPI通过采用商用化的熔接机熔接普通单模光纤(SMF)... 详细信息

提出并研制了一种结构简单、成本低廉的全光纤型高温-应变组合传感器,其结构是在具有微气泡腔的在线型Fabry-Perot干涉仪(FPI)后级联一个高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅(LPFG)。FPI通过采用商用化的熔接机熔接普通单模光纤(SMF)和多模光子晶体光纤(MPCF)形成,两类光纤间的空气泡形成FP干涉腔,由于MPCF具有较大的数值孔径并且其包层具有较大的空气孔,所以MPCF-FPI的干涉条纹具有较大的信噪比和对比度;并且,光纤的表面张力使气泡腔的表面足够光滑,不会降低熔接点的极限强度,从而确保了FPI是一种理想的耐高温应变传感器。高频CO2激光脉冲写入的LPFG能耐800℃高温,且具有较高的温度敏感性。通过分别监测MPCF-FPI和LPFG的波长漂移量,实现应变-高温的同时测量。实验结果表明,本文研制的传感器,其应变灵敏度为2.7 pm/με,温度灵敏度为0.07 nm/℃,可满足实际应用的要求。

关键词：光子晶体光纤(PCF) Fabry-Perot干涉仪(FPI) 长周期光纤光栅(LPFG) 高温应变同时测量

热扭转下AZ31镁合金微观组织和力学性能研究

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塑性工程学报 2023年第12期30卷 121-128页

作者：朱必武崔悦刘筱唐昌平肖罡刘文辉湖南科技大学机电工程学院高功效构件成形技术及耐损伤性能评价湖南省工程研究中心湖南湘潭411201 湖南大学重庆研究院重庆401120

为了研究热扭转变形温度对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响,利用TTM103型微机控制电子扭转试验机对挤压态AZ31镁合金棒材进行了25~300℃的热扭转试验。结果表明:在同一变形区域内,随着变形温度的升高,孪晶密度先升高后降低;在变形... 详细信息

为了研究热扭转变形温度对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响,利用TTM103型微机控制电子扭转试验机对挤压态AZ31镁合金棒材进行了25~300℃的热扭转试验。结果表明:在同一变形区域内,随着变形温度的升高,孪晶密度先升高后降低;在变形温度达到250℃时,有动态再结晶产生,之后随变形温度的持续升高,动态再结晶体积分数逐渐增大,抗扭强度逐渐降低,塑性逐渐提高,硬度先增大后减小;在同一变形温度下,扭转边缘区域至中心区域的孪晶密度和动态再结晶体积分数逐渐降低,平均晶粒尺寸逐渐增大,而硬度逐渐减小;热扭转变形在200~300℃下的断裂方式以韧-脆性断裂方式为主,其它温度下以脆性断裂为主。

关键词： AZ31镁合金扭转变形动态再结晶力学性能脆性断裂

基于生命周期评价的镁合金汽车轮毂环境影响评价（英文）

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Journal of Central South University 2018年第8期25卷 1870-1878页

作者：易秋平唐昌平 Institute for Hunan Innovation & Development Research Hunan University of Science and Technology Key Defense Laboratory of High Temperature Wear-resisting Materials and Preparation Technology of Hunan Province Hunan University of Science and Technology

为了探明镁合金汽车轮毂替代铝合金汽车轮毂对环境的影响,本文基于生命周期评价理论研究了2种轮毂生产及使用过程中的资源、能源消耗及污染物排放情况。结果表明:采用镁合金轮毂替代铝合金轮毂,可有效降低对环境的不利影响,与铝合金轮... 详细信息

为了探明镁合金汽车轮毂替代铝合金汽车轮毂对环境的影响,本文基于生命周期评价理论研究了2种轮毂生产及使用过程中的资源、能源消耗及污染物排放情况。结果表明:采用镁合金轮毂替代铝合金轮毂,可有效降低对环境的不利影响,与铝合金轮毂相比,镁合金轮毂在整个生命周期中可使温室效应降低39.6%,对人体健康的损害程度降低24.0%;CO_2是两种轮毂生命周期中的主要污染物,且贯穿于轮毂的生产及使用过程,颗粒物则主要产生于轮毂的制备阶段;与铝合金轮毂相比,镁合金轮毂的绿色效应主要归功于减重所带来的油耗降低。

关键词： LCA理论镁合金铝合金轮毂环境影响

中等应变速率轧制制备多尺度混晶镁合金工艺及组织性能

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中国有色金属学报 2023年第3期33卷 678-688页

作者：刘筱杨伟成朱必武吴远志唐昌平刘文辉宋宇峰湖南科技大学高功效轻合金构件成形技术及耐损伤性能评价湖南省工程研究中心湘潭411201 湖南科技大学高温耐磨材料及制备技术湖南省国防技术重点实验室湘潭411201 湖南工学院汽车零部件技术研究院衡阳421002

为了研究中等应变速率轧制下AZ31镁合金的组织演变过程和力学性能,获得同时提升强度和塑性的优良轧制工艺,对均匀化铸态AZ31镁合金进行平均应变速率分别为1.9 s^(-1)、4.8 s^(-1)和7.8 s^(-1),变形温度分别为370℃、410℃和460℃,下压量... 详细信息

为了研究中等应变速率轧制下AZ31镁合金的组织演变过程和力学性能,获得同时提升强度和塑性的优良轧制工艺,对均匀化铸态AZ31镁合金进行平均应变速率分别为1.9 s^(-1)、4.8 s^(-1)和7.8 s^(-1),变形温度分别为370℃、410℃和460℃,下压量为75%的中等应变速率轧制,并构建嵌入式混晶结构的增塑模型。结果表明:中等应变速率轧制可制备多尺度混晶镁合金板材,410℃时可形成粗晶镶嵌在多层细晶中的嵌入式结构组织,在(410℃、4.8 s^(-1))时可形成细晶、中等晶粒和粗晶占比均匀并夹极少量超细晶和粗大晶粒的嵌入式结构组织;在410℃时轧制板材具有较好的强度和塑性匹配,尤其是在(410℃、4.8 s^(-1))时的轧制板材强度和塑性最为均衡,抗拉强度达279.4 MPa、伸长率达21.2%;相较于高应变速率轧制的细晶镁合金轧板,中等应变速率轧制的多尺度混晶组织镁合金轧板的强度明显提高,最大提高了19.7%,伸长率亦有提高;在410℃时轧制板材以韧性断裂为主,其他以韧-脆性断裂为主;微观组织为粗晶镶嵌在多层细晶中的嵌入式结构相比其他混晶结构具有更好的塑性。

关键词： AZ31镁合金中等应变速率轧制多尺度混晶嵌入式结构增强增塑