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关键词: NiCrFe-7 焊缝金属; 失延裂纹; Nb; M23C6; MX; 力学性能;
DOI：10.12074/202303.00495V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用相图计算、焊材设计、焊材制备、现场焊接和焊缝金属解剖的方法, 研究Nb含量对NiCrFe-7 焊缝金属组织、缺陷和力学性能的影响. 结果表明, 随焊缝金属中Nb含量增加, 焊缝金属晶内MX (M=Nb, Ti, X=C, N)析出相增加, 晶界M23C6(M=Cr, Fe)的初始析出温度降低, 晶界M23C6析出相减少, 且M23C6由多列连续分布转变为单列离散分布; 焊缝金属中的高温失延裂纹(ductility-dip-cracking, DDC)的数量和尺寸减少; 焊缝金属的强度、塑性和弯曲性能显著提高.
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DOI：10.12074/202303.00532V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过制备不同尺寸的Ti45.7Zr33Ni2.9Cu5.9Be12.5非晶复合材料样品, 研究了冷却速率和高径比对内生枝晶相增强钛基非晶复合材料力学性能的影响. 随着制备过程中冷却速率的降低, 非晶复合材料中枝晶相的尺寸逐渐增大, 同时枝晶相熟化的现象也趋于明显. 在力学性能方面表现为非晶复合材料的强度降低而塑性增强. 与以往非晶复合材料性能对高径比比较敏感所不同的是, 本工作中的Ti45.7Zr33Ni2.9Cu5.9Be12.5非晶复合材料的力学性能对高径比的变化并不敏感, 原因在于晶态相的存在以及其中的形变诱发马氏体相变行为的发生对非晶复合材料内部应力分布的调节.
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关键词: [011]取向高温合金; 预压缩; 蠕变; 微观组织; 形筏; 滑移系;
DOI：10.12074/202303.00625V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过蠕变性能测试及组织形貌观察, 研究了横向预压缩对[011]取向镍基单晶高温合金在1040 ℃, 137 MPa条件下拉伸蠕变行为的影响. 结果表明, [011]取向镍基单晶高温合金在1040 ℃, 180 MPa条件下沿[100]方向预压缩38 h 后形成了总体上平行于压应力轴方向的P 型g ' 筏状组织. 预压缩期间不同晶面不同的应变能密度分布及晶格应变是g ' 相筏形化的主要原因. 位错在基体通道中的滑移是有/无预压缩[011]取向合金在稳态蠕变阶段主要的变形机制, 其中在预压缩合金内存在较多的位错攀移运动. 横向预压缩显著提高了[011]取向合金在1040 ℃, 137 MPa条件下的蠕变抗力. 合金内的“山墙型”基体通道的消除、稳态蠕变阶段较小的g 基体宽度、筏状组织横向连接形成的微观瓶颈状g 基体通道和“迷宫式”的组织以及较多数量滑移系的开动, 均有助于通过限制位错的运动, 提高预压缩合金的蠕变抗力.
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关键词: Ni 单晶体; 加工硬化; 塑性变形; 数字图像相关; 非均匀性;
DOI：10.12074/202303.00529V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过数字图像相关方法获取全场应变信息, 从应变非均匀性的角度研究Ni 单晶体的加工硬化行为. 首先提出一种适用于描述单晶体变形的数字图像相关方法, 用于准确获取应变场. 拉伸实验结果表明, Ni 单晶体的塑性应变具有显著的局部化特征, 这与滑移带的形成、发展密切相关. 根据应变场的演化特征, 3 种变形机制可被确定, 且发现它们与材料的3 个加工硬化阶段具有一一对应关系. 在位错理论框架下, 两者之间的内在联系得到了合理的解释, 并通过对材料微观结构演化的实验观测得到了很好的验证.
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关键词: NiAl/Cr(Mo)基共晶合金; Zr; Heusler相; 微观组织; 压缩性能;
DOI：10.12074/202303.00601V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：研究了Zr 的添加对含Ti 和Hf 的NiAl/Cr(Mo)基共晶合金微观组织及压缩性能的影响. 结果表明, 少量Zr 的添加会显著细化合金共晶胞内的NiAl/Cr(Mo)层片, 优化共晶胞界区域的NiAl 和Cr(Mo)相尺寸; 随着Zr 含量的增加, 共晶胞界的NiAl 和Cr(Mo)相明显粗化, 且共晶胞界的Heusler 相呈半连续状分布; 当Zr 的含量增加至1% (原子分数)时, 共晶胞界的Heusler 相形成连续的网状, 且有粗大的富Cr 相形成. Zr 的添加促进了合金中NiAl 和Cr(Mo)相中粗大b-NiAl 和a-Cr 相的析出, 且Heusler 相形成元素在析出相界面的偏聚导致了大量界面位错的形成. 此外, Zr 的添加导致了细小Heusler 颗粒在Ni-Al 相中的析出. 适量Zr 的添加可显著提高Ni-33Al-28Cr-5.5Mo-1.0Ti-0.3Hf共晶合金的室温和高温压缩强度, 且几乎不降低其压缩塑性, 较多Zr的添加会降低合金的压缩塑性.
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DOI：10.12074/202303.00638V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：研究了不同Pt 含量的镍基单晶高温合金在1100 ℃, 180 MPa和1000 ℃, 310 MPa条件下的持久性能, 采用SEM和TEM等方法分析了Pt 对合金持久变形组织和位错形态的影响. 结果表明, Pt 略微降低了合金在1100 ℃, 180 MPa条件下的持久寿命, 较大降低了合金在1000 ℃, 310 MPa条件下的持久寿命. 不同Pt 含量的合金在不同条件的持久断裂均表现为塑性断裂, 断口附近可以观察到大量的微孔洞和微裂纹. 不同Pt 含量合金持久变形后均在g/g'界面上形成致密的位错网. Pt 对合金持久性能影响的主要原因在于Pt 促进了TCP相的形成, 而TCP相与基体界面吸收大量变形过程中产生的空位而导致孔洞形核, 随着变形的继续孔洞成为裂纹源.
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关键词: 镍基单晶合金; 蠕变; 位错; 层错; 变形机制;
DOI：10.12074/202303.00527V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过蠕变性能测试、组织形貌观察及位错组态的衍射衬度分析, 研究了镍基单晶高温合金在中温/高应力稳态蠕变期间的变形机制. 结果表明, 在760 ℃, 760 MPa和800 ℃, 650 MPa蠕变期间, 剪切g′相的位错可发生分解, 分解后领先的a/3<112>超点阵Shockley 不全位错切入g′相, 拖曳的a/6<112>Shockley 不全位错滞留在g′/g 相界面, 2 个不全位错之间形成超点阵内禀堆垛层错(SISF); 此外, 剪切进入g′相的超点阵位错可由{111}面交滑移至{100}面, 形成具有非平面位错芯结构的K-W锁, 可抑制位错的滑移和交滑移, 提高合金的蠕变抗力. 在850 ℃, 500 MPa蠕变期间, 合金中的层错消失, 部分剪切进入筏状g′相的a<110>超点阵位错可分解形成“2 个a/2<110>不全位错加反相畴界(APB)”的组态, 而合金中K-W锁的消失是由高温热激活致使立方体滑移的位错重新交滑移至八面体所致.
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关键词: 脆性断裂; 充氢; 微区塑性变形; 高强度低合金钢; 中子衍射; 晶格应变;
DOI：10.12074/202303.00548V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用飞行时间法中子衍射对比研究了充氢与未充氢1250 MPa超高强度钢的拉伸变形行为与轴向晶格变形特征,并观察了断口区组织形貌与晶粒取向特征. 在无加载条件下, 充氢试样的轴向(110)与(200)面间距分别大于和小于未充氢试样的对应面间距, 显示出四面体间隙中H原子的进入使轴向(110)面间距有所增加, 同时内部应力的平衡作用使轴向(200)面间距有所减少. 未充氢试样达到1250 MPa抗拉强度发生颈缩塑性断裂, 而含有8.0×10-6可扩散氢的试样在分步加载至500 MPa时发生脆性断裂. 中子衍射分析表明, 未充氢试样在拉应力加载至500 MPa时均基本符合线弹性变形, 但至700 MPa时, 轴向{200}晶粒比其余取向晶粒优先显示非线弹性变形, 至800 MPa时轴向{110}晶粒也出现非线弹性变形, 轴向{200}晶粒优先产生微屈服现象, 而轴向{211}晶粒仍然处于线弹性阶段; 充氢试样在拉伸至300 MPa时, 轴向{110}晶粒出现非线弹性变形, 至400 MPa时轴向{200}晶粒也出现非线弹性变形, 轴向{110}晶粒优先产生微屈服现象, 轴向{211}晶粒仍处于线弹性阶段. 断口剖面观察显示未充氢试样内形成明显的轴向<110>拉伸纤维织构, 而氢脆试样内除了明显的晶界裂纹萌生, 还有晶内裂纹扩展与局部晶体转动特征. 基于不同取向晶粒的微屈服概念, 解释了充氢导致轴向{110}晶粒优先微屈服而不是轴向{200}晶粒优先微屈服, 同时以氢伴随微区塑性变形的方式发生脆性断裂.
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关键词: GH4169 合金; 电场处理; d 相; γ"相;
DOI：10.12074/202303.00555V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：将静电场应用于γH4169 合金的时效过程, 研究了静电场对合金d 相沉淀析出行为的影响规律, 并探讨了其机理. 结果表明, 合金在850 ℃以8 kV/cm静电场强度进行15 min 时效, d 相开始在晶界析出; 时效1 h 晶内分布大量γ"相. 随时效时间延长, d 相尺寸增大、体积分数增加, γ"相尺寸亦增大. 与未加静电场时效处理相比, 静电场时效处理后合金中d 相体积分数降低、尺寸减小, γ"相体积分数升高; 晶界d 相中Nb原子分数降低、Fe 和Cr 原子分数升高, 晶界d 相点阵常数c 减小、a 和b增大. 由于静电场时效处理后合金中平均空位浓度升高, 促进了Fe 和Cr 原子扩散, 同时Fe 和Cr 原子置换晶界d 相中Nb原子, Nb原子固溶入晶内. 另一方面, 空位浓度的升高增加了γ"相非匀质形核几率, 促进γ"相析出. 同时, 空位亦可松弛基体γ相与γ"相的共格畸变, 有效抑制了γ"相向d 相转变, 增加了强化相γ"相的稳定性.
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关键词: 热自压连接; 热应力-应变过程; 束流功率; 显微组织; 力学性能;
DOI：10.12074/202303.00567V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：以电子束为热源, 采用不同的束流功率对TC4 钛合金进行刚性拘束热自压连接, 测试分析了连接接头界面焊合质量、组织和力学性能. 同时, 在实验基础上对刚性拘束热自压连接热应力应变过程进行有限元数值分析, 实验研究和数值模拟相结合分析了束流功率对连接接头界面焊合质量以及组织和性能的影响规律. 结果表明, 束流功率增加, 加热温度、高温区停留时间、高温区体积以及界面金属压缩塑性变形随之增加, 促进界面两侧原子扩散, 界面焊合质量提高. 束流功率显著影响连接接头组织, 小束流功率加热时能获得组织均匀的连接接头, 大束流功率加热时, 界面加热区产生针状a 相, 且a/a相界取向差主要位于59.85°附近, 呈现出在同一b 相晶粒内部产生的特点. 连接接头的力学性能受界面焊合率和加热区组织共同影响, 束流较小时, 界面未焊合缺陷多, 结合强度低; 束流较大时, 加热区发生显著组织转变, 晶粒粗大, 接头塑性差.束流功率为330W时, 接头组织均匀且界面焊合质量好, 获得综合力学性能优异的连接接头.
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