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高应变速率下 AA6014 铝合金的力学性能

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塑性工程学报 2022年第8期29卷 168-172页

作者：金飞翔王康文秦强廉美转钟华合肥学院先进制造工程学院安徽合肥230601 合肥学院智能制造技术与应用协同创新中心安徽合肥230601 安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽合肥230041

研究了高应变速率下不同应变速率对AA6014-T4铝合金板材力学性能的影响。针对1.0 mm厚的AA6014-T4铝合金板材,采用Hopkinson拉杆试验装置进行了不同高应变速率下的动态拉伸试验,获得了745~4500 s^(-1)范围内AA6014-T4铝合金板材的应力-... 详细信息

研究了高应变速率下不同应变速率对AA6014-T4铝合金板材力学性能的影响。针对1.0 mm厚的AA6014-T4铝合金板材,采用Hopkinson拉杆试验装置进行了不同高应变速率下的动态拉伸试验,获得了745~4500 s^(-1)范围内AA6014-T4铝合金板材的应力-应变数据,并对试验结果进行了对比分析。结果表明,当应变速率为745 s^(-1)时,AA6014-T4铝合金产生塑性变形但试样未断裂;当应变速率为4500 s^(-1)时,抗拉强度为238.45 MPa,塑性应变为0.467,高应变速率下的断裂应变明显大于准静态下的断裂应变。与准静态相比,高应变速率下的AA6014-T4铝合金板材具有一定应变强化效应。在高应变速率条件下,随应变速率的增加,铝合金板材的应变塑性效应得到明显强化。基于高应变速率条件下不同应变速率对AA6014-T4铝合金板材力学性能的影响试验研究和分析,得到了高应变速率对铝合金板材力学性能的影响规律。

关键词：铝合金高应变速率力学性能 Hopkinson

高应变速率下Mg-3Zn-1Y镁合金的各向异性及变形机制

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金属学报 2018年第4期54卷 557-565页

作者：李旭东毛萍莉刘晏宇刘正王志王峰沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870

采用分离式Hopkinson压杆装置(SHPB)测试了挤压态Mg-3Zn^(-1)Y稀土镁合金在应变速率分别为1000、1500和2200 s^(-1)时的动态真应力-真应变曲线;采用OM和SEM等分析了其高速变形过程中的组织演变规律及断口形貌,从微观变形机制的角度探讨... 详细信息

采用分离式Hopkinson压杆装置(SHPB)测试了挤压态Mg-3Zn^(-1)Y稀土镁合金在应变速率分别为1000、1500和2200 s^(-1)时的动态真应力-真应变曲线;采用OM和SEM等分析了其高速变形过程中的组织演变规律及断口形貌,从微观变形机制的角度探讨了具有强烈初始基面织构的挤压态镁合金产生各向异性的原因。分析结果表明:在高速变形条件下,由于加载方向不同,挤压态Mg-3Zn^(-1)Y镁合金的压缩行为表现出较明显的各向异性。挤压态Mg-3Zn^(-1)Y镁合金宏观上的各向异性是由于不同的微观变形机制所引起的。沿挤压方向压缩时,当应变较小时,变形机制主要为拉伸孪晶,当应变增加时,会有柱面滑移参与变形,当应变达到一定值时滑移成为其主要的变形方式。而沿挤压横向压缩时,随着应变速率增加,变形方式由压缩孪生为主变为基面滑移和二次锥面滑移协同变形。

关键词：镁合金各向异性高应变速率变形机制

高应变速率载荷下ZK60镁合金的动态析出研究

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矿冶工程 2023年第5期43卷 144-148页

作者：胡丽香杨扬中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410081

采用霍普金森压杆(SHPB)对T4态变形ZK60镁合金进行了高应变速率动态加载实验,结果表明,随着应变速率增大,合金流变应力增大。透射电子显微镜观测结果表明,动态加载后合金内部有大量第二相析出。硬度测量结果表明,3 000 s^(-1)应变速率... 详细信息

采用霍普金森压杆(SHPB)对T4态变形ZK60镁合金进行了高应变速率动态加载实验,结果表明,随着应变速率增大,合金流变应力增大。透射电子显微镜观测结果表明,动态加载后合金内部有大量第二相析出。硬度测量结果表明,3 000 s^(-1)应变速率加载后样品硬度由T4态的64.40HV提高到了93.05HV。高应变速率形变过程中,合金内部产生了高密度位错,且基体中析出了大量β′1、β′2等强化相。

关键词：高应变速率动态析出 ZK60镁合金维氏硬度析出相 β′1相 β′2相

应变速率对HCP/FCC双相CoCrFeNiNb_(0.5)高熵合金力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第4期33卷 1144-1155页

作者：马自豪侯兵秦冬阳李玉龙西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学民航学院西安710072

利用分离式霍普金斯压杆、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究应变速率对铸态CoCrFeNiNb_(0.5)高熵合金力学行为的影响。CoCrFeNiNb_(0.5)高熵合金由先共析密排六方(HCP)相和共析组织构成,合金的共析结构为片层状的HCP相和片层状的面... 详细信息

利用分离式霍普金斯压杆、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究应变速率对铸态CoCrFeNiNb_(0.5)高熵合金力学行为的影响。CoCrFeNiNb_(0.5)高熵合金由先共析密排六方(HCP)相和共析组织构成,合金的共析结构为片层状的HCP相和片层状的面心立方(FCC)相。当应变率从1×10^(-4)s^(-1)增加至6×10^(3)s^(-1)时,合金的屈服强度不会显著增加;然而,合金的破坏应变剧烈降低。片层状HCP相的准静态塑性变形机理为缠结状位错的增殖,而其动态塑性变形机理转变为剪切。片层状HCP相的剪切变形能够导致CoCrFeNiNb_(0.5)高熵合金在低压缩应变(ε=0.1)下形成微裂纹。由于片层状HCP相中微裂纹的数量随着动态压缩应变的提高而增加,微裂纹的扩展引发材料的雪崩式断裂。因此,铸造态CoCrFeNiNb_(0.5)高熵合金表现出显著的应变速率诱发脆性特性。

关键词：高熵合金共析结构高应变速率剪切韧-脆转变

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高应变速率下镁合金组织演变及力学性能研究

高应变速率下镁合金组织演变及力学性能研究

作者：任军超河北工业大学

学位级别：硕士

随着镁合金应用越加广泛,镁合金服役环境逐渐扩展到应变速率超高的动态环境,掌握镁合金动态力学行为,对进一步开发镁材料并生产应用具有重大意义。稀土镁合金具有良好的强韧性、耐腐蚀性等优点。通过铸造、热处理和热挤压相结合的工艺,... 详细信息

随着镁合金应用越加广泛,镁合金服役环境逐渐扩展到应变速率超高的动态环境,掌握镁合金动态力学行为,对进一步开发镁材料并生产应用具有重大意义。稀土镁合金具有良好的强韧性、耐腐蚀性等优点。通过铸造、热处理和热挤压相结合的工艺,可以制备含大量纳米间距堆垛层错(SFs)的Mg-RE-Zn合金,在室温下具有良好的力学性能。目前,镁合金高应变速率研究大多集中在组织演变和力学性能方面,但是镁合金SFs亚结构在高应变速率下变化却鲜有报道,因此研究镁合金SFs在高应变速率下对合金显微组织和力学性能影响具有重要价值。本研究以Mg-6Er(E6)合金和Mg-6Er-1Zn(EZ61)合金为研究对象,通过熔炼和热挤压制备不含SFs的E6合金和含SFs的EZ61合金。对挤压态EZ61合金进行500℃/12 h保温后随炉冷却,可使SFs析出长大。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术对制备的合金进行高速冲击试验,利用Johnson-Cook模型预测材料的动态行为,并依托多种物相表征手段,探讨了镁合金中SFs对合金显微组织的影响和SFs随应变速率的变化。对比挤压态E6合金和EZ61合金,结果表明,E6合金加入少量Zn元素可以形成一定量的SFs,同时减少了孪晶的生成。孪晶和SFs对位错滑移均有阻碍作用,但SFs能更好的提高合金的力学性能。经过动态冲击后,合金应力随着应变速率的增加,表现出一定的应变速率硬化效应。挤压E6合金在应变速率较高时因绝热温度升高,变形过程出现绝热剪切带。高应变速率下位错缠结在孪晶和SFs周围聚集形成小角度晶界(LAGBs),LAGBs运动增加位错取向角以形成大角度晶界(HAGBs),相比于无SFs的E6合金,含SFs的EZ61合金晶粒细化更加明显。挤压态EZ61合金在500℃/12 h保温后,采用了温水淬火和随炉冷却两种冷却方式。研究结果表明,随炉冷却可使片层状SFs析出长大,SFs析出温度在432℃和445℃左右,同时SFs具有热稳定性,析出为不可逆过程。热处理后晶粒长大导致合金整体强度降低,长大后的SFs对位错钉扎作用有限,对合金强度提升不明显。经过动态冲击后,淬火态和炉冷态合金在高应变速率下未表现出正应变速率效应。SFs长大可以使合金组织变形更为均匀,在高应变速率冲击后,SFs在晶内向垂直于变形的方向偏转并发生轻微弯曲。通过原始Johnson-Cook模型建立的本构方程拟合曲线,与试验合金的应力-应变曲线存在较大偏差。而修正后的本构模型可以在室温高应变速率下对合金的动态行为进行预测,预测结果与试验数据偏差较小,可以在宽范围应变速率下较为准确地预测合金的动态行为。

关键词：镁合金高应变速率本构方程显微组织力学性能

高应变速率条件下1200MPa级冷轧双相钢塑性变形微观机理的研究

同方学位论文库评论

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机械工程学报 2016年第12期52卷 23-29页

作者：蔡恒君胡靖帆宋仁伯王林炜杰于三川代启锋北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 鞍钢股份有限公司冷轧厂鞍山114021

通过在CMT4105试验机上进行准静态拉伸试验,在Hopkinson拉杆试验机上进行动态拉伸试验。在常温下,对DP1200冷轧双相钢进行应变速率为1×10^(-4) s^(-1)、1×10^(-3) s^(-1)、1×10^(-2) s^(-1)的准静态拉伸试验,以及应变速率为500 s-1、... 详细信息

通过在CMT4105试验机上进行准静态拉伸试验,在Hopkinson拉杆试验机上进行动态拉伸试验。在常温下,对DP1200冷轧双相钢进行应变速率为1×10^(-4) s^(-1)、1×10^(-3) s^(-1)、1×10^(-2) s^(-1)的准静态拉伸试验,以及应变速率为500 s-1、1 000 s-1、2 250 s-1的动态拉伸试验,并对拉伸断口进行形貌分析。结果表明:DP1200冷轧双相钢在准静态和动态变形条件下,随应变速率的增大,屈服强度s0.2从723 MPa增加到998 MPa,抗拉强度sb从1 205 MPa增加到1 515 MPa,断后伸长率从9.0%下降到7.7%,屈强比从0.60上升到0.66。准静态和动态拉伸的韧断口都呈现窝状,为韧性断口。应变速率为1×10^(-4) s^(-1)、1×10^(-3) s^(-1)、1×10^(-2)s^(-1)、500 s^(-1)、1 000 s^(-1)、2 250 s^(-1)断口韧窝平均尺寸分别为7.5μm、7.2μm、6.9μm、4.3μm、3.5μm和2.6μm,准静态拉伸不同应变速率下韧窝形貌变化不大,动态拉伸条件下随应变速率的增加断口韧窝变深。

关键词：高应变速率双相钢断口形貌微观变形机理板条马氏体

CrCoNi中熵合金优异的高应变速率拉伸力学性能

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Science China Materials 2022年第3期65卷 811-819页

作者：高鹏马自豪顾及倪颂索涛李玉龙宋旼米耀荣廖晓舟 School of Aerospace Mechanical&Mechatronic EngineeringThe University of SydneySydneyNSW 2006Australia State Key Laboratory of Powder Metallurgy Central South UniversityChangsha 410083China School of Aeronautics Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710072China

拥有优异的力学强度和拉伸塑性对于结构合金是非常重要的.然而,合金在高应变速率或者低温下变形时通常拉伸塑性非常有限.本文展示了块体CrCoNi中熵合金在高应变速率和低温下优异的综合拉伸力学性能.我们使用一种带冷却装置的电磁霍普金... 详细信息

拥有优异的力学强度和拉伸塑性对于结构合金是非常重要的.然而,合金在高应变速率或者低温下变形时通常拉伸塑性非常有限.本文展示了块体CrCoNi中熵合金在高应变速率和低温下优异的综合拉伸力学性能.我们使用一种带冷却装置的电磁霍普金森拉杆装置得到了在2000 s^(-1)和77 K下完整的拉伸力学曲线.结果表明合金在1.8 GPa下具有超高的拉伸真应力(σ_(UTS,T)),在σ_(UTS,T)下的拉伸真应变为~54%.该合金优异的力学性能主要归因于大量变形孪晶的启动.高应变速率和低温都促使了孪晶的形成.变形孪晶、滑移、动态再结晶引起的晶粒细化促进了加工硬化,从而增加了拉伸塑性.

关键词：高应变速率拉伸塑性霍普金森拉杆动态再结晶变形孪晶加工硬化晶粒细化真应力

不同组织Ti6321钛合金在低温高应变速率下的变形和断裂行为

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兵工学报 2022年第12期43卷 3221-3227页

作者：李严星王琳闫志维安瑞周哲宁子轩程焕武程兴旺北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学冲击环境材料技术国家级重点实验室北京100081 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

针对目前关于船用钛合金在低温和高应变率速率下的研究不足的问题,通过热处理获得3种组织的Ti6321钛合金,研究不同组织在温度-80~25℃、应变速率2500 s^(-1)及3500 s^(-1)左右的变形和断裂行为。采用低温分离式霍普金森压杆实验装置进... 详细信息

针对目前关于船用钛合金在低温和高应变率速率下的研究不足的问题,通过热处理获得3种组织的Ti6321钛合金,研究不同组织在温度-80~25℃、应变速率2500 s^(-1)及3500 s^(-1)左右的变形和断裂行为。采用低温分离式霍普金森压杆实验装置进行加载,通过光学显微镜和扫描电子显微镜等表征方法,对其微观组织演化进行观察分析。研究结果表明:随着温度的降低,Ti6321钛合金强度增加,塑性减小;在室温下,双态组织具有较好的强塑性匹配;随着温度的降低,等轴组织具有较高的强度和较好的低温塑性变形能力,表现出良好的低温动态压缩性能。断裂机制研究表明等轴组织和双态组织表现出典型的韧性断裂特征;魏氏组织断口出现高低不平的解理面,表现出明显的脆性断裂倾向。

关键词： Ti6321钛合金低温高应变速率微观组织断裂行为

Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金在低温高应变速率下的变形行为

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稀有金属材料与工程 2022年第12期51卷 4369-4375页

作者：李严星王琳安瑞赵平洛闫志维程焕武程兴旺北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学冲击环境材料技术国家级重点实验室北京100081 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

在变形温度为193~298 K、应变速率为2000~3000 s^(-1)的范围内,对Ti6321钛合金进行动态压缩试验,研究温度和应变速率对材料力学性能和变形行为的影响。采用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)表征和分析了合金... 详细信息

在变形温度为193~298 K、应变速率为2000~3000 s^(-1)的范围内,对Ti6321钛合金进行动态压缩试验,研究温度和应变速率对材料力学性能和变形行为的影响。采用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)表征和分析了合金的微观结构演变。结果表明,随着温度的降低和应变速率的增加,Ti6321钛合金的动态屈服强度和平均流动应力均增大,而断裂应变明显降低。采用Johnson-Cook本构方程预测了Ti6321钛合金在低温高应变速率下的力学行为,拟合结果与实验结果吻合较好。微观结构分析表明,随着变形温度的降低,{1121}和{1011}2种孪晶的含量明显增加,即变形机制逐渐由孪晶的辅助作用转变为孪晶占主导地位。

关键词： Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金低温高应变速率微观组织演化变形机制