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超细晶/纳米晶金属材料的蠕变行为研究进展

稀有金属 2016年第12期40卷 1282-1290页

作者：刘晓燕赵西成杨西荣贾江平西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 西安陕鼓动力股份有限公司陕西西安710075

超细晶/纳米晶金属材料具有优异的力学性能,广泛应用于航天、航空、机械、电气、医学等领域。蠕变经常是在高应力或高温下工作的零部件失效模型的主要变形机制之一,因此对蠕变行为进行系统深入的研究是非常必要的。近年来,蠕变形为研究... 详细信息

超细晶/纳米晶金属材料具有优异的力学性能,广泛应用于航天、航空、机械、电气、医学等领域。蠕变经常是在高应力或高温下工作的零部件失效模型的主要变形机制之一,因此对蠕变行为进行系统深入的研究是非常必要的。近年来,蠕变形为研究也成为了超细晶/纳米晶金属材料领域的一个重要发展方向。本文综述了纳米粉末合成、电解沉积和剧烈塑性变形制备的超细晶/纳米晶金属材料的蠕变行为研究进展。介绍了蠕变性能研究的主要方法——单轴蠕变试验和纳米压痕蠕变试验,对比了两种试验方法的测试数据。重点从稳态蠕变应力指数、蠕变激活能和蠕变应变速率方面论述了纳米粉末合成、电解沉积和剧烈塑性变形制备的超细晶/纳米晶金属材料的蠕变行为,分析了超细晶/纳米晶金属材料的晶界滑动和晶界扩散蠕变机制以及位错运动蠕变机制,同时进一步指出蠕变行为及机制研究中存在的问题及发展趋势。

关键词：超细晶/纳米晶单轴蠕变纳米压痕蠕变蠕变行为蠕变机制

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室温工业纯钛等径弯曲通道挤压的有限元模拟

稀有金属 2010年第4期34卷 497-502页

作者：李婷赵西成杨西荣西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

利用三维有限元模型研究工业纯钛室温等径弯曲通道挤压(ECAP)变形过程,通过数值模拟分析模具通道夹角、外圆角及摩擦条件等参数对材料变形区的应变分布及挤压载荷的影响规律,获得了在室温下对工业纯钛进行ECAP变形的最优工艺参数。模拟... 详细信息

利用三维有限元模型研究工业纯钛室温等径弯曲通道挤压(ECAP)变形过程,通过数值模拟分析模具通道夹角、外圆角及摩擦条件等参数对材料变形区的应变分布及挤压载荷的影响规律,获得了在室温下对工业纯钛进行ECAP变形的最优工艺参数。模拟结果表明:三维模型考虑了模具接触及摩擦的影响,比二维平面模型更客观、准确地反映了试样的应变分布状况。Φ=120°,Ψ=20°的模具参数为最优,试样可在较低的挤压载荷获得较大的塑性变形,增加通道背部摩擦可扩大试样主变形区体积,改善变形均匀程度。最终采用两通道夹角Φ=120°,外圆角Ψ=20°的模具,在背部不润滑的摩擦条件下成功实现了工业纯钛室温等径弯曲通道单道次变形。

关键词：等通道转角挤压(ECAP) 工业纯钛三维有限元模拟

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超细晶纯锆热压缩变形行为及组织演变研究

稀有金属 2019年第5期43卷 500-506页

作者：刘晓燕杨成罗雷杨西荣张欠欠强萌西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055

采用Gleeble-3500热模拟机对等通道转角挤压(ECAP)+旋锻复合细化工艺制备的超细晶纯锆,在温度为300~450℃、应变速率为1×10-3~1×10-1 s-1的条件下进行压缩实验,分析了超细晶纯锆在热变形过程中流变应力特点及显微组织演变规律。并使... 详细信息

采用Gleeble-3500热模拟机对等通道转角挤压(ECAP)+旋锻复合细化工艺制备的超细晶纯锆,在温度为300~450℃、应变速率为1×10-3~1×10-1 s-1的条件下进行压缩实验,分析了超细晶纯锆在热变形过程中流变应力特点及显微组织演变规律。并使用人工神经网络建立了超细晶纯锆压缩本构模型。结果表明:变形初期流变应力迅速升高,达到峰值应力后逐渐进入稳态流变阶段。随着温度的升高和应变速率的降低,稳态流变应力降低。超细晶纯锆屈服强度显著高于粗晶纯锆;超细晶纯锆的应变速率敏感指数m值为0.028~0.132,高于粗晶纯锆,而且低应变速率和高温有利于提高超细晶纯锆的塑性;透射电镜(TEM)结果表明:随着变形温度的升高和应变速率的降低,超细晶纯锆呈现明显的动态回复与再结晶,晶内位错密度减小,晶界逐渐清晰,晶粒尺寸逐渐增大。基于人工神经网络的压缩本构模型预测结果表明:预测值与实验值的平均相对误差(AARE)为0.5385%,相关系数(R)为0.9991,模型预测精度高。

关键词：超细晶纯锆变形行为组织演变人工神经网络本构模型

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复合加工制备的超细晶工业纯钛室温蠕变行为

稀有金属材料与工程 2018年第7期47卷 2126-2131页

作者：杨西荣陈小龙罗雷刘晓燕蔡文华西安建筑科技大学陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055

采用工业纯钛TA1经等径弯曲通道变形(Equal channel angular pressing,ECAP)+冷轧(Cold Rolling,CR)+旋锻(Swaging)的方法制得晶粒尺寸约为120nm的超细晶工业纯钛,通过单轴拉伸蠕变实验、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等方... 详细信息

采用工业纯钛TA1经等径弯曲通道变形(Equal channel angular pressing,ECAP)+冷轧(Cold Rolling,CR)+旋锻(Swaging)的方法制得晶粒尺寸约为120nm的超细晶工业纯钛,通过单轴拉伸蠕变实验、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法,研究室温下超细晶工业纯钛蠕变变形行为及机理。结果表明:在实验应力范围内,超细晶工业纯钛存在明显的室温蠕变现象;随加载应力的升高(640～760 MPa),蠕变量增加,稳态蠕变速率增大(2.8×10^(-7)～1.5×10^(-4)s^(-1));在相同蠕变应力水平(0.8σ_s)下,超细晶工业纯钛稳态蠕变速率(2.8×10^(-7)s^(-1))低于粗晶工业纯钛(8.6×10^(-6)s^(-1)),抗蠕变性能优于粗晶工业纯钛;位错滑移机理是其主要蠕变变形机理,蠕变断裂机制为韧性断裂。

关键词：超细晶工业纯钛蠕变应力指数位错滑移

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工业纯钛板材室温ECAP变形组织性能研究

稀有金属 2015年第12期39卷 1071-1075页

作者：马伟洲杨西荣赵西成谢东王奇西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

选取热轧退火态的工业纯钛（CP-Ti）板材为研究对象,采用通道夹角Φ=135°的模具,在室温下进行CP-Ti板状试样1~8道次等径弯曲通道变形（ECAP）,利用金相显微镜（OM）和透射电镜（TEM）观察并分析了纯钛板材在不同道次变形后的组织演变... 详细信息

选取热轧退火态的工业纯钛（CP-Ti）板材为研究对象,采用通道夹角Φ=135°的模具,在室温下进行CP-Ti板状试样1~8道次等径弯曲通道变形（ECAP）,利用金相显微镜（OM）和透射电镜（TEM）观察并分析了纯钛板材在不同道次变形后的组织演变过程。通过力学性能测试实验,分析了X,Y,Z面硬度的变化过程,研究了ECAP变形对CP-Ti力学性能的影响规律。结果表明：CP-Ti板材经过ECAP变形,晶粒逐渐拉长,组织位错大量增加,出现板条状组织;8道次ECAP变形后CP-Ti板材的晶粒明显细化,晶粒尺寸由原始的57.000μm细化到0.668μm;随着挤压道次的增加,组织位错逐渐消失,小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,晶粒越来越细,最终达到纳米级别。CP-Ti板材1道次ECAP变形后硬度变化程度最大,X,Y,Z面的硬度增幅分别达32.6%,33.8%和32.9%;随着道次增加,8道次ECAP变形后,力学性能显著提高,X,Y,Z面的硬度最终达到1910,1943和1911 MPa。

关键词：工业纯钛板材等径弯曲通道变形微观组织力学性能

135°ECAP+旋锻变形工业纯钛的热稳定性研究

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材料工程 2017年第6期45卷 49-54页

作者：宋小杰杨西荣刘晓燕赵西成罗雷西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心西安710055

对经过135°ECAP+旋锻变形后的工业纯钛100,150,200,250,300,350,400,450℃和500℃下保温1h退火。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸试验机及显微硬度仪等技术研究ECAP+旋锻变形工业纯钛退火后的组织与性能变化。结... 详细信息

对经过135°ECAP+旋锻变形后的工业纯钛100,150,200,250,300,350,400,450℃和500℃下保温1h退火。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸试验机及显微硬度仪等技术研究ECAP+旋锻变形工业纯钛退火后的组织与性能变化。结果表明:在400℃以下退火时,显微组织中位错密度降低,晶界逐渐清晰,变形组织未发生明显变化,材料的抗拉强度和显微硬度略有降低,伸长率增加不明显;在400℃以上退火时,随着退火温度的升高,发生再结晶,晶粒尺寸明显增大,平均晶粒尺寸约为5μm,材料的抗拉强度和显微硬度均出现明显降低,伸长率增加。拉伸断口表明,ECAP+旋锻变形退火后工业纯钛的拉伸断裂均为韧性断裂。随着退火温度的升高,韧窝尺寸变大,韧窝深度变深。

关键词：等径弯曲通道变形旋锻工业纯钛退火

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工业纯锆室温蠕变性能及显微组织

稀有金属材料与工程 2019年第11期48卷 3701-3707页

作者：杨西荣王欣晗朱振罗雷刘晓燕赵西成西安建筑科技大学陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055 西安欧中材料科技有限公司陕西西安710018

研究了不同状态工业纯锆在0.9RP0.2、0.925RP0.2、0.95RP0.2、0.975RP0.2蠕变应力下的室温蠕变性能,计算了不同状态工业纯锆的稳态蠕变速率及蠕变应力,并分析了退火前后以及蠕变前后工业纯锆的微观组织。结果表明:不同状态工业纯锆的室... 详细信息

研究了不同状态工业纯锆在0.9RP0.2、0.925RP0.2、0.95RP0.2、0.975RP0.2蠕变应力下的室温蠕变性能,计算了不同状态工业纯锆的稳态蠕变速率及蠕变应力,并分析了退火前后以及蠕变前后工业纯锆的微观组织。结果表明:不同状态工业纯锆的室温蠕变均存在阈值应力,当外加蠕变应力大于阈值应力时,随着蠕变应力的增加,工业纯锆位错密度显著增加,晶界处呈现出明显的位错塞积现象;与粗晶工业纯锆相比,经250℃退火处理后的超细晶工业纯锆,既能维持晶粒尺寸及稳定的显微组织状态,同时还能保证原有的高强度并提高其塑性;另外,250℃退火处理显著提高超细晶工业纯锆室温蠕变性能,使室温蠕变应力敏感性降低,室温蠕变抗性增加。

关键词：超细晶工业纯锆蠕变性能稳态蠕变速率显微组织

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纯钛、纯锆在模拟口腔唾液中的腐蚀行为研究

热加工工艺 2021年第18期50卷 69-73,78页

作者：杨西荣胡佳乔西安建筑科技大学冶金学院陕西西安710055 陕西省冶金工程技术中心陕西西安710055

采用正交实验法与电化学实验研究了纯钛、纯锆在模拟口腔唾液中的腐蚀行为。采用SEM分析了腐蚀表面的微观结构特点。结果表明:模拟口腔唾液中的氟离子浓度对实验结果影响最大,氟离子浓度越高,材料越不耐腐蚀;模拟口腔唾液中的pH值对材... 详细信息

采用正交实验法与电化学实验研究了纯钛、纯锆在模拟口腔唾液中的腐蚀行为。采用SEM分析了腐蚀表面的微观结构特点。结果表明:模拟口腔唾液中的氟离子浓度对实验结果影响最大,氟离子浓度越高,材料越不耐腐蚀;模拟口腔唾液中的pH值对材料的腐蚀影响小于氟离子浓度。经过复合超细化处理的超细晶材料耐腐蚀性能提高,并且纯钛的耐腐蚀性能优于纯锆的。

关键词：正交实验法电化学实验模拟口腔唾液

冶金工业中基于COM+分布式PDM框架研究

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铸造技术 2005年第10期26卷 872-875页

作者：杨西荣赵西成周永欣西安建筑科技大学陕西西安710055 西安理工大学陕西西安710048

通过对冶金企业现状的分析,指出在冶金企业应用PDM系统可使企业内部的信息孤岛有机的联系起来,从而使企业中各种应用数据被高度集中,协调和共享,并使市场需求与实际生产、管理等环节紧密结合,以使得冶金企业能更好的适应现在多变的市场... 详细信息

通过对冶金企业现状的分析,指出在冶金企业应用PDM系统可使企业内部的信息孤岛有机的联系起来,从而使企业中各种应用数据被高度集中,协调和共享,并使市场需求与实际生产、管理等环节紧密结合,以使得冶金企业能更好的适应现在多变的市场需要。同时依据对COM+组件技术的安全性和分布性的分析,提出在冶金企业采用COM+技术来实现分布式PDM集成框架的体系结构。在实现时可以对某一服务(或接口方法)进行角色(不同权限组)级的安全设置,从而保证数据共享时数据的安全性。由于COM+组件服务器可以分布存放,同时数据仓库亦可以与其分布存放,从而使得PDM系统的灵活性和分布性大大提高。因此基于COM+的冶金PDM集成框架可以很好地提供安全、分布的数据共享与管理。

关键词：产品数据管理(PDM) COM+ 集成框架