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初生α相含量对TC4 ELI钛合金动态应力应变行为的影响

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中国有色金属学报 2012年第10期22卷 2749-2755页

作者：刘清华惠松骁叶文君王国胡光山北京有色金属研究总院、有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对低间隙Ti-6Al-4V(TC4 ELI)钛合金中4种初生α相含量不同的等轴组织在不同应变速率(2 000、3 000和4 000 s 1)下进行动态压缩试验,通过动态压缩试验得到材料的动态真应力—应变(σ—ε)曲线,并利用... 详细信息

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对低间隙Ti-6Al-4V(TC4 ELI)钛合金中4种初生α相含量不同的等轴组织在不同应变速率(2 000、3 000和4 000 s 1)下进行动态压缩试验,通过动态压缩试验得到材料的动态真应力—应变(σ—ε)曲线,并利用金相显微镜(OM)等对试验后发生剪切失效破坏试样的端面进行观察分析。结果表明:随着初生α相含量的增加,TC4 ELI的平均动态流变应力、均匀动态塑性应变和冲击吸收功(E)的变化规律不明显,在4 000 s 1应变速率加载条件下,4组试样均发生剪切失效破坏,在失效试样的端面观察到几乎呈同心的圆弧形白亮绝热剪切带(ASB),部分剪切带发生分叉,裂纹在剪切带内形核、长大和聚合,最终导致试样断裂。

关键词： TC4ELI钛合金初生α相分离式霍普金森压杆绝热剪切带

TB5钛合金板材冷变形及退火过程结构演变和力学性能研究

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TB5钛合金板材冷变形及退火过程结构演变和力学性能研究

作者：胡光山北京有色金属研究总院

学位级别：硕士

TB5钛合金(Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)是美国空军开发的新型亚稳p钛合金。该合金具有良好的铸造性能和冷成型性能,可以加工成板材、带材和管材等形式的成品,其缺点是弹性模量低,冷变形时回弹大,各向异性较强。本文采用OM、XRD和EBSD等分析方法... 详细信息

TB5钛合金(Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)是美国空军开发的新型亚稳p钛合金。该合金具有良好的铸造性能和冷成型性能,可以加工成板材、带材和管材等形式的成品,其缺点是弹性模量低,冷变形时回弹大,各向异性较强。本文采用OM、XRD和EBSD等分析方法对TB5合金板材采用不同冷轧及退火工艺过程中,织构、组织演变规律及其对力学性能的影响进行了研究。研究结果表明,板材原始组织为典型的p等轴晶粒,晶粒尺寸在60μm左右。经过冷轧变形量分别为50%、60%、70%和80%的冷轧变形后,晶粒沿着轧制方向伸长,长度超过200μm。冷轧后的合金板材在800℃下进行退火处理,保温5min,即开始发生再结晶,保温15min再结晶完成。采用单向冷轧,冷轧变形量为50%、60%、70%和80%,都形成以{113}和{112}为主,{001}为辅的冷轧织构。一次换向冷轧,冷轧变形量由50%增加到70%,形成的冷轧织构主要为{112}和{113}。两次换向冷轧,形成冷轧织构主要是{001}。冷轧后的合金板材经过800℃退火处理,所形成的退火织构主要是{113}和{113},与原始固溶态合金板材织构类型一致。板材经单向冷轧,冷轧变形量由50%增加至80%,抗拉强度由1050MPa增加到1180MPa,屈服强度由950MPa增加至1110MPa,延伸率从9.2%降低至5.2%。一次换向冷轧,冷轧变形量由50%增加至70%,抗拉强度从1060MPa增加至1125MPa,屈服强度由957MPa增加至990MPa,延伸率由9.5%降低至6.5%。二次换向,冷轧变形量为70%,抗拉强度为1100MPa,屈服强度为980MPa,延伸率为7.0%。板材冷轧后再进行退火处理,抗拉强度和屈服强度都出现显著的降低,延伸率出现显著的增加。单向冷轧后退火,抗拉强度范围是740-795MPa,屈服强度范围是705-740MPa,延伸率范围是21.2%-28.2%。一次换向冷轧后退火,抗拉强度范围在777-785MPa,屈服强度范围是725-742MPa,延伸率范围是22.2%-28.0%。二次换向冷轧后退火,合金板材的抗拉强度范围在785-792MPa,屈服强度范围是728-740MPa,延伸率范围是19.2%-21.5%。

关键词：钛合金冷变形织构力学性能

挤压态ZM61-Sn合金的显微组织及高温力学性能（英文）

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稀有金属材料与工程 2017年第8期46卷 2102-2107页

作者：唐甜张丁非胡光山胥钧耀潘复生重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044 重庆市科学技术研究院重庆401123

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高温拉伸对挤压态ZM61-x Sn(x=2,4,8,质量分数,%)合金的显微组织、高温力学性能和断裂机制进行了研究。结果表明添加Sn元素可有效细化合金组织且细化效果随Sn含量的增加而增强。挤... 详细信息

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高温拉伸对挤压态ZM61-x Sn(x=2,4,8,质量分数,%)合金的显微组织、高温力学性能和断裂机制进行了研究。结果表明添加Sn元素可有效细化合金组织且细化效果随Sn含量的增加而增强。挤压态ZM61-x Sn(x=2,4,8)合金的平均晶粒尺寸分别为11,8和4μm。随Sn含量的增加,合金的力学性能先升高后降低。在所有的实验合金中ZM61-4Sn合金的强度最高,当在180℃下进行拉伸实验时,其极限抗拉强度和屈服强度分别为216和173 MPa。合金的延伸率随Sn含量的增加而增加,当拉伸温度为300℃时,ZM61-x Sn(x=2,4,8)合金的延伸率分别为183.8%,235.8%和258.6%。ZM61-4Sn合金具有最好的强度和塑性的结合。试样最后的断裂主要由局部缩颈引起以及试样的主要断裂机制为显微孔洞聚集。当在260和300℃下拉伸时,合金发生了不完全的动态再结晶。

关键词： ZM61-Sn合金挤压显微组织高温力学性能

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合金元素对TC4钛合金动态力学性能的影响

稀有金属材料与工程 2013年第7期42卷 1464-1468页

作者：刘清华惠松骁叶文君王国胡光山北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088

利用分离式Hopkinson压杆装置,在应变率=2000,3000,4000s-1加载条件下,对4种TC4钛合金的等轴组织试样进行了动态压缩试验,得到了不同状态下的动态真应力-应变(σ-ε)曲线。结果表明:随着Al、V含量的增加,TC4钛合金等轴组织试样的平均动... 详细信息

利用分离式Hopkinson压杆装置,在应变率=2000,3000,4000s-1加载条件下,对4种TC4钛合金的等轴组织试样进行了动态压缩试验,得到了不同状态下的动态真应力-应变(σ-ε)曲线。结果表明:随着Al、V含量的增加,TC4钛合金等轴组织试样的平均动态流变应力、均匀动态塑性应变和冲击吸收功都有所增加,动态力学性能有所提高;随着间隙元素含量的增加,TC4钛合金等轴组织试样的平均动态流变应力和冲击吸收功有所提高,而均匀动态塑性应变有所降低。

关键词：分离式Hopkinson压杆 TC4钛合金动态力学性能

挤压温度对Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y镁合金组织和性能的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2016年第5期45卷 1111-1116页

作者：胡光山张丁非唐甜蒋璐瑶潘复生重庆大学重庆400045 国家镁合金材料工程技术中心重庆400044

通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),电子背散射衍射(EBSD)以及拉伸试验对360和420℃挤压的Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y变形镁合金的组织和性能进行了研究。结果表明,合金铸态和时效态的相组成为α-Mg,Mn,Mg_7Zn_3,Mg_2Sn,... 详细信息

通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),电子背散射衍射(EBSD)以及拉伸试验对360和420℃挤压的Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y变形镁合金的组织和性能进行了研究。结果表明,合金铸态和时效态的相组成为α-Mg,Mn,Mg_7Zn_3,Mg_2Sn,和MgSnY相。挤压温度从360℃增加到420℃,动态再结晶完成,晶粒长大,合金的屈服强度、抗拉强度以及延伸率分别由259 MPa,350 MPa和18.3%降低至239 MPa,332 MPa和12.5%。理论计算和拉伸试验结果表明,细晶强化和固溶强化对合金屈服强度的增加产生决定性影响。

关键词： Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y镁合金挤压温度相组成力学性能

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AZ31镁合金钕基转化膜研究（英文）

稀有金属材料与工程 2017年第2期46卷 289-295页

作者：赵丁藏张丁非刘渝萍胡光山沟引宁潘复生重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044 重庆大学化学与化工学院重庆400044 重庆理工大学重庆400054

通过化学转化成膜在AZ31镁合金表面制备了钕基转化膜。利用称重实验和OCP测试研究了钕基转化膜的成膜过程,利用SEM,EDS和XPS表征了膜层形貌,微观结构和组成成分。研究了空白样品与镀膜样品在质量分数3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间后样品... 详细信息

通过化学转化成膜在AZ31镁合金表面制备了钕基转化膜。利用称重实验和OCP测试研究了钕基转化膜的成膜过程,利用SEM,EDS和XPS表征了膜层形貌,微观结构和组成成分。研究了空白样品与镀膜样品在质量分数3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间后样品表面形貌和成分。结果表明钕基转化膜可以有效的降低AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀速率。利用XRD和电化学测试了经过后处理以后的钕基转化膜的成分和耐蚀性能,结果说明后处理可以进一步改善钕基转化膜的腐蚀性能。

关键词： AZ31镁合金钕基转化膜成膜过程腐蚀后处理

ZMT614-xY(x=0,0.1,0.5,1.0)镁合金加工硬化行为研究

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稀有金属材料与工程 2015年第8期44卷 2015-2019页

作者：胡光山张丁非赵丁藏蒋璐瑶余大亮潘复生重庆大学重庆400045 国家镁合金材料工程技术中心重庆400044

利用光学金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)对不同Y含量的ZMT614-x Y(x=0,0.1,0.5,1.0)合金挤压态和时效态的微观组织和加工硬化行为进行了研究。结果表明:ZMT614-x Y(x=0,0.1,0.5,1.0)合金挤压态和时效态的... 详细信息

利用光学金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)对不同Y含量的ZMT614-x Y(x=0,0.1,0.5,1.0)合金挤压态和时效态的微观组织和加工硬化行为进行了研究。结果表明:ZMT614-x Y(x=0,0.1,0.5,1.0)合金挤压态和时效态的晶粒尺寸随着Y含量的增加而减小。当Y质量分数达到1%时,出现新的不规则块状Mg Sn Y相。通过ZMT614-x Y(x=0,0.1,0.5,1.0)合金挤压态和时效态的真应力-应变曲线得到加工硬化率(θ)和加工硬化指数(n)。由于晶粒细化,合金挤压态和时效态的加工硬化率θ随着Y含量的增加而减小。在合金的塑性变形过程中,发生位错的动态回复,合金挤压态和时效态的加工硬化率θ随着变形量的增加而减小。

关键词： ZMT614合金 Y 力学性能加工硬化

Sn对时效态ZM61镁合金高温力学性能的影响

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材料工程 2016年第11期44卷 9-15页

作者：唐甜张丁非孙静胡光山胥钧耀潘复生重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高温拉伸对时效态ZM61-xSn(x=0,6,8,10,质量分数/%,下同)合金的高温拉伸性能及断裂机制进行了研究。结果表明:ZM61-xSn(x=6,8,10)合金的物相由α-Mg,α-Mn,MgZn2,Mg2Sn相组成。添... 详细信息

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高温拉伸对时效态ZM61-xSn(x=0,6,8,10,质量分数/%,下同)合金的高温拉伸性能及断裂机制进行了研究。结果表明:ZM61-xSn(x=6,8,10)合金的物相由α-Mg,α-Mn,MgZn2,Mg2Sn相组成。添加Sn元素可有效细化ZM61合金组织,提高合金高温强度,但降低合金塑性。ZM61-xSn(x=6,8,10)合金在300℃下拉伸的抗拉强度分别为149,140,145MPa,较相同温度下拉伸的ZM61合金的抗拉强度分别提高了26%,17%,23%。ZM61-xSn(x=0,6,8,10)合金在300℃下拉伸的伸长率分别为39.95%,5.65%,7.01%和6.33%。拉伸温度对ZM61-xSn(x=6,8,10)合金的断裂机制产生显著影响。当拉伸温度低于220℃,合金为穿晶断裂;高于220℃时,合金变为沿晶断裂。

关键词： ZM61-Sn合金显微组织高温拉伸性能断裂机制

不同组织状态TC4 ELI钛合金动态力学性能研究

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稀有金属 2012年第4期36卷 517-522页

作者：刘清华惠松骁叶文君王国胡光山北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088

利用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对低间隙Ti-6Al-4V(TC4 ELI)合金的等轴组织、双态组织和魏氏组织试样进行了动态压缩试验。应变率分别为ε=2000,3000,4000 s-1,得到了动态压缩真应力-应变(σ-ε)曲线,并对试验后发生剪切失效破坏... 详细信息

利用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对低间隙Ti-6Al-4V(TC4 ELI)合金的等轴组织、双态组织和魏氏组织试样进行了动态压缩试验。应变率分别为ε=2000,3000,4000 s-1,得到了动态压缩真应力-应变(σ-ε)曲线,并对试验后发生剪切失效破坏的试样沿纵剖面切开,利用金相显微镜(OM)进行显微组织观察。结果表明:动态压缩条件下TC4 ELI合金3种组织试样的真应力-应变曲线大致分为弹性阶段和塑性阶段,没有明显的屈服平台,3种组织状态下的试样在高应变率下应变强化效应不明显,表现出一定的应变率强化效应;在4000 s-1应变率加载条件下,平均动态流变应力(σ)、均匀动态塑性应变(ε)以及冲击吸收功(E)按等轴组织、双态组织和魏氏组织顺序依次减小,等轴组织试样的σ,ε和E分别达到了1400 MPa,0.34%和470 kJ.m-3,具有较好的动态力学性能;在4000 s-1应变率加载条件下3种组织状态的试样均发生了剪切失效破坏,并在其纵剖面上都观察到了一条白亮的绝热剪切带(ASB),裂纹沿着绝热剪切带由圆柱试样的圆柱面向中心扩展,与ASB形成和扩展的方向一致,剪切带与导致断裂的裂纹密切相关。

关键词：分离式霍普金森压杆 TC4 ELI 动态力学性能绝热剪切带