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塑性变形连接工艺对TC17合金/TC4合金连接界面组织与力学性能的影响

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中国有色金属学报 2023年第10期33卷 3229-3238页

作者：孙利星姜琪李莲李淼泉西安理工大学导电材料与复合技术教育部工程研究中心西安710048 西北工业大学材料学院西安710072

采用塑性变形连接方法制备了TC17合金/TC4合金连接接头,通过金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等微观组织表征方法及单向剪切试验,研究了不同连接参数下TC17合金/TC4合金连接界面的微观组织与力学性能,分析了其内在联系,并探究了空... 详细信息

采用塑性变形连接方法制备了TC17合金/TC4合金连接接头,通过金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等微观组织表征方法及单向剪切试验,研究了不同连接参数下TC17合金/TC4合金连接界面的微观组织与力学性能,分析了其内在联系,并探究了空洞组织的演化机制。结果表明:连接压力和连接温度对TC17合金/TC4合金连接界面的空洞演化、界面结合率和剪切强度影响更为显著。由于TC17合金/TC4合金连接界面塑性流动和原子扩散的协同作用,连接界面接触面积增大,界面处产生较大的局部应变,空洞由短棒状转变为椭圆形再变为圆形,并逐渐减小直至消失,从而使界面结合率提高,剪切强度增大。

关键词：塑性变形连接 TC17合金/TC4合金空洞界面结合率剪切强度

Ti-6Al-4V合金超塑性变形及微观组织演变

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稀有金属材料与工程 2012年第11期41卷 1970-1974页

作者：朱堂葵李淼泉西北工业大学陕西西安710072

通过高温拉伸试验研究了Ti-6Al-4V合金的高温变形力学行为和超塑性,并对试样断口附近的组织进行了观察。结果表明,随着变形温度的升高或初始应变速率的降低,Ti-6Al-4V合金的流动应力明显减小;Ti-6Al-4V合金的最佳超塑性变形工艺参数为88... 详细信息

通过高温拉伸试验研究了Ti-6Al-4V合金的高温变形力学行为和超塑性,并对试样断口附近的组织进行了观察。结果表明,随着变形温度的升高或初始应变速率的降低,Ti-6Al-4V合金的流动应力明显减小;Ti-6Al-4V合金的最佳超塑性变形工艺参数为880℃/0.001s-1,最大延伸率为689%,峰值应力仅为30.03MPa;在超塑性拉伸过程中,试样变形区发生明显的动态再结晶,使片层状的α相晶粒破碎、细化和等轴化,促进超塑性的增加;随着变形温度的提高、变形量增大和变形时间的加长,再结晶α相发生了聚集长大,从而使显微组织明显粗化。对于双态组织的两相钛合金,最佳超塑性变形温度应低于或等于片层状α→β转变的终了温度。

关键词： Ti-6Al-4V合金超塑性变形微观组织演变再结晶

应用第一性原理研究置氢α钛晶体的电子结构和性能

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稀有金属材料与工程 2013年第5期42卷 925-930页

作者：李淼泉姚晓燕西北工业大学陕西西安710072

基于第一性原理方法和α钛晶体计算模型,计算了α钛置氢后的能带结构、电子能态密度、价电荷密度和电荷聚居数的变化情况。结果表明:置氢不仅改变了α钛晶体能带结构的对称性,而且氢原子的离子化使能带结构发生了畸变;随着置氢量的增加... 详细信息

基于第一性原理方法和α钛晶体计算模型,计算了α钛置氢后的能带结构、电子能态密度、价电荷密度和电荷聚居数的变化情况。结果表明:置氢不仅改变了α钛晶体能带结构的对称性,而且氢原子的离子化使能带结构发生了畸变;随着置氢量的增加,氢原子的s轨道与其临近的α钛原子的p轨道和d轨道杂化,形成钛氢共价键;氢原子周围的电荷密度发生了显著变化,形成了区域共有电子区;与氢原子越近电荷转移程度越大,则α钛原子正电性越强,并且在相同区域内α钛原子的电荷转移情况相同,使得α钛原子间相互排斥作用加强,从整体上降低了α钛原子间结合力。

关键词：第一性原理钛氢电子结构性能

TC8钛合金等温压缩变形过程中的不连续屈服特征（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2016年第6期26卷 1583-1588页

作者：王柯李淼泉西北工业大学材料学院西安710072

基于TC8钛合金的等温压缩实验,对其高温变形过程中的不连续屈服现象(DYP)进行研究。首先引入上、下屈服点差值(?σUL)和应力振荡结束时的应变(εOSC)两个参数,根据应力-应变曲线,对TC8钛合金的不连续行为进行数值表征;然后,分析变形工... 详细信息

基于TC8钛合金的等温压缩实验,对其高温变形过程中的不连续屈服现象(DYP)进行研究。首先引入上、下屈服点差值(?σUL)和应力振荡结束时的应变(εOSC)两个参数,根据应力-应变曲线,对TC8钛合金的不连续行为进行数值表征;然后,分析变形工艺参数对?σUL值和εOSC值的影响。结果表明:?σUL值和εOSC值随着应变速率的增大而增大;在不同的应变速率下,变形温度对?σUL值的影响不同。最后,透射电子显微镜(TEM)观察结果为不连续屈服行为的动态理论提供了证据,不连续屈服行为归因于晶界产生的移动位错。同时,光学显微镜(OM)观察结果表明,初生α相和β相的晶粒尺寸随应变速率的增大而减小,从而揭示了变形工艺参数对?σUL和εOSC值的影响机制。

关键词：钛合金流动应力不连续屈服动态理论

中温变形下TC4合金绝热剪切带研究（英文）

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稀有金属材料与工程 2014年第9期43卷 2069-2074页

作者：葛长健李淼泉西北工业大学陕西西安710072

研究了TC4合金在中温变形过程中形成的绝热剪切带,应变速率为50 s-1,变形温度为560-660℃。结果表明变形温度对绝热剪切带的形成有很大影响。剪切带宽度随着变形温度的升高从85μm增加至140μm。因为发生了加工硬化和绝热剪切带中产生... 详细信息

研究了TC4合金在中温变形过程中形成的绝热剪切带,应变速率为50 s-1,变形温度为560-660℃。结果表明变形温度对绝热剪切带的形成有很大影响。剪切带宽度随着变形温度的升高从85μm增加至140μm。因为发生了加工硬化和绝热剪切带中产生的细晶强化作用,绝热剪切带对应的维氏显微硬度比基体高。讨论了绝热剪切带中微观组织演变规律,大应变以及高温使得绝热剪切带中发生了动态再结晶,形成了等轴的再结晶晶粒,再结晶晶粒尺寸为200 nm左右。本研究中形成的绝热剪切带具有形变剪切带和相变剪切的特点。

关键词： TC4合金中温变形绝热剪切带微观组织演变

置氢α-钛和β-钛晶体结构的第一性原理研究

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稀有金属材料与工程 2013年第3期42卷 530-535页

作者：李淼泉姚晓燕西北工业大学陕西西安710072

基于第一性原理方法建立了α-钛和β-钛置氢后的晶体结构模型,优化了稳态结构。在此基础上,计算了α-钛和β-钛置氢后的体积、体积膨胀率、晶格常数与比值的变化情况。计算结果表明:置氢量对α-钛的晶轴夹角和体积膨胀影响显著,为氢化... 详细信息

基于第一性原理方法建立了α-钛和β-钛置氢后的晶体结构模型,优化了稳态结构。在此基础上,计算了α-钛和β-钛置氢后的体积、体积膨胀率、晶格常数与比值的变化情况。计算结果表明:置氢量对α-钛的晶轴夹角和体积膨胀影响显著,为氢化物的形成提供了必要的能量条件;置氢量低于0.2597%(质量分数)时,氢在β-钛中占据四面体间隙位,置氢量高于0.5181%时,占据八面体间隙位。

关键词：第一性原理钛氢晶体结构

高温变形过程中Ti-6Al-2Zr-2Sn-2Mo-1.5Cr-2Nb合金的流动应力和晶粒尺寸的模型预测（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第6期47卷 1716-1722页

作者：罗皎高峻李淼泉西北工业大学陕西西安710072

采用前向型模糊神经网络模型预测Ti-6Al-2Zr-2Sn-2Mo-1.5Cr-2Nb合金等温压缩过程中的流动应力和晶粒尺寸。金相和SEM观察后,采用定量分析软件测量初生α相晶粒尺寸,并且研究了变形温度和应变速率对微观组织的影响。部分流动应力和晶粒... 详细信息

采用前向型模糊神经网络模型预测Ti-6Al-2Zr-2Sn-2Mo-1.5Cr-2Nb合金等温压缩过程中的流动应力和晶粒尺寸。金相和SEM观察后,采用定量分析软件测量初生α相晶粒尺寸,并且研究了变形温度和应变速率对微观组织的影响。部分流动应力和晶粒尺寸作为样本数据用于训练模型,另一部分流动应力和晶粒尺寸作为非样本数据用于测试模型的可靠性。结果表明:模型的预测精度较高,该模型较好地描述了钛合金在高温变形过程中的流动行为和微观组织演变。

关键词：钛合金模糊神经网络微观组织流动应力晶粒尺寸

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网篮组织TC17合金的球化定量分析和建模

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2022年第3期32卷 850-867页

作者：庞昊宇罗皎张志刚韩文超许铿烽李淼泉西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

研究具有网篮组织TC17合金的球化行为和机理,建立动态和静态球化的动力学模型。定量和金相结果表明:α相的球化对变形和热处理工艺参数十分敏感。通过EBSD分析,α内晶界的形成和演化机制与不连续动态再结晶和连续动态再结晶两种机制有关... 详细信息

研究具有网篮组织TC17合金的球化行为和机理,建立动态和静态球化的动力学模型。定量和金相结果表明:α相的球化对变形和热处理工艺参数十分敏感。通过EBSD分析,α内晶界的形成和演化机制与不连续动态再结晶和连续动态再结晶两种机制有关,并在热处理后分别形成和相邻晶粒取向差大和取向差小的两种α晶粒。基于球化行为和机理,建立两种修正JAMK模型,分别用于预测动态和静态球化动力学。10.67%和13.80%的平均相对误差绝对值(MARE)表明动态和静态球化动力学模型的准确性。研究结果可以为钛合金的显微组织调控提供指导。

关键词： TC17合金网篮组织球化定量分析动力学模型

预变形对Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr退火过程中球化的影响（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2018年第5期28卷 912-919页

作者：李莲李淼泉西北工业大学材料学院西安710072

研究Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr在退火过程中的显微组织演变。结果表明,合金在810°C、1.0 s^(-1)条件下经20%和50%的压缩变形后再在810°C进行退火处理,在前20 min退火过程中,β相楔入形成热沟槽十分充分,球化率迅速增大;随退火时间延长,... 详细信息

研究Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr在退火过程中的显微组织演变。结果表明,合金在810°C、1.0 s^(-1)条件下经20%和50%的压缩变形后再在810°C进行退火处理,在前20 min退火过程中,β相楔入形成热沟槽十分充分,球化率迅速增大;随退火时间延长,球化率继续增加。对经较大变形程度(50%)的合金进行4 h的退火处理获得了近似完全球化的组织。合金在810°C、0.01 s^(-1)条件下经50%变形后再在810°C进行退火处理,在前20 min退火过程中,热沟槽作用并不明显,且保留了大量的大角度晶界。通过长时间退火,在大角度晶界、末端迁移和Ostwald熟化的共同作用下形成了项链状α相晶粒。因此,在Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr退火前应进行较高应变速率与较大程度的变形以获得等轴组织。

关键词： Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金退火热沟槽球化大角度晶界