基于微观组织演化的P91钢长时蠕变寿命预测 被引量：2

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作者 朱麟 刘新宝 +2 位作者 辛甜 潘成飞 刘剑秋 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期137-140,145,共5页

通过对P91耐热钢在高温长时蠕变过程中微观组织演化行为的综合考察,探讨了影响其长时蠕变寿命的主要因素,其中包括强化相(M_(23)C_6、MX)与析出相(Laves、Z相)的粗化现象以及和位错间的交互作用等。在此基础上,通过对蠕变幂率本构方程... 通过对P91耐热钢在高温长时蠕变过程中微观组织演化行为的综合考察,探讨了影响其长时蠕变寿命的主要因素,其中包括强化相(M_(23)C_6、MX)与析出相(Laves、Z相)的粗化现象以及和位错间的交互作用等。在此基础上,通过对蠕变幂率本构方程中耦合相应内应力参量,并结合Monkman-Grant方程,从微观组织演化的角度建立了P91耐热钢长时蠕变寿命预测模型。最后利用该模型对873K(600℃)时的P91耐热钢的相关蠕变寿命进行了预测,结果显示其计算数值与实验数据吻合较好,从而进一步表明基于微观组织演化的预测模型在P91耐热钢长时蠕变寿命的研究中具有重要意义。 展开更多

关键词 材料科学基础科学 蠕变寿命预测 微观组织演化 内应力

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切削过程中剪切区微观组织演化的预测模型 被引量：3

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作者 周滔 何林 +2 位作者 田鹏飞 杜飞龙 吴锦行 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期82-92,共11页

金属切削过程中强烈的热力载荷会引起切屑内微观组织的变化。为了反映材料微观组织对剪切区力学行为的影响,提出了一种基于位错密度的剪切区微观组织演化解析模型,对切屑形成过程中塑性变形引起的微观组织演化过程进行了建模。首先,使... 金属切削过程中强烈的热力载荷会引起切屑内微观组织的变化。为了反映材料微观组织对剪切区力学行为的影响,提出了一种基于位错密度的剪切区微观组织演化解析模型,对切屑形成过程中塑性变形引起的微观组织演化过程进行了建模。首先,使用非等距剪切区解析模型计算出剪切区应变和应变率的分布;然后,用基于位错密度的材料模型替换Johnson-Cook流动应力模型,迭代计算剪切区温度场;最后,模拟出直角切削无氧铜、铝合金的剪切区位错密度和晶粒尺寸的演化过程。结果表明,结合位错密度建立的剪切区微观演化解析模型可较好地反映切削过程中变形场和微观组织演化的基本特征,在不同切削参数下的切削力和切屑内晶粒尺寸预测值与实验数据具有较好的一致性。 展开更多

关键词 剪切区 微观组织演化 位错密度 晶粒尺寸 材料模型

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无模旋压成形微观组织演化研究现状

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作者 贾震 王广瑞 《沈阳航空航天大学学报》 2025年第2期20-30,共11页

随着航空航天领域的发展及科技的进步,无模旋压应用的领域越来越广泛,其无需芯模支撑即可通过旋压的方法获取预成形工件,达到效率高、耗材少的目的。然而,缺少芯模支撑会导致原始坯料在成形过程中的金属流动方向和速度难以确定。对成形... 随着航空航天领域的发展及科技的进步,无模旋压应用的领域越来越广泛,其无需芯模支撑即可通过旋压的方法获取预成形工件,达到效率高、耗材少的目的。然而,缺少芯模支撑会导致原始坯料在成形过程中的金属流动方向和速度难以确定。对成形工件的微观结构进行研究可以反映宏观上的金属流动及塑性形变,也可以深度揭示旋压成形方法的相关机理。目前,关于无模旋压成形微观组织演化的研究尚少,对其进行总结概述,根据其微观特征分析旋压参数对成形精度的影响;通过微观结构的晶粒取向与晶粒尺寸对旋压工艺过程中金属流动进行细致分析;根据旋压工件的微观结构特点对其力学性能进行研究,有助于揭示旋压工艺的成形机理。 展开更多

关键词 无模旋压 微观组织演化 晶粒 金属流动 成形精度

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重卡传动轴用高强7075铝合金热流变行为及径向锻造微观组织演变

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作者 张超 赵升吨 +3 位作者 邢轲 郑文浩 李坤 王永飞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期124-135,共12页

为研究重型卡车轻量化传动轴用高强7075铝合金在径向锻造时的热变形行为,将大直径7075铝合金挤压棒料预热退火后,取样进行了不同变形条件下的等温压缩试验。分别考虑温度与应变速率对应变强化及软化的影响,构建了适用于中大型7075铝合... 为研究重型卡车轻量化传动轴用高强7075铝合金在径向锻造时的热变形行为,将大直径7075铝合金挤压棒料预热退火后,取样进行了不同变形条件下的等温压缩试验。分别考虑温度与应变速率对应变强化及软化的影响,构建了适用于中大型7075铝合金传动轴热加工的改进Hansel-Spittel本构模型。根据动态材料模型理论获得了7075铝合金的热加工图,并据此分析了7075铝合金棒料在典型径向锻造工艺中的组织变化。研究结果表明:改进Hansel-Spittel模型能更准确地模拟预热退火态7075铝合金的峰值和稳态流变应力,预测值与试验值的平均相对误差仅为2.71%;7075铝合金在温度为350~450℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)范围内具有较高的热加工稳定性,高温及低应变速率的变形条件有利于材料的微观组织演化;预热退火态7075铝合金棒料在经过截面收缩率为55.6%的径向锻造工艺和T6热处理后,原始板条晶粒转变为细化大转角晶粒组织,抗拉强度提高至651 MPa,延伸率提高至12.5%,综合性能得到显著改善。 展开更多

关键词 重型卡车轻量化 7075铝合金 本构模型 热加工图 径向锻造 微观组织演化

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高强钢大型复杂构件局部控温多道次锻造微观组织模拟

5

作者 赵明杰 卢安 +6 位作者 黄亮 刘秀良 孙朝远 施文鹏 刘声波 李建军 郭正华 《南昌航空大学学报(自然科学版)》 2024年第4期24-32,共9页

高强钢大型复杂构件多道次锻造过程中不同部位的变形量不同,导致最终的微观组织分布不均匀,进而影响其服役性能。为此,基于DEFORM3D软件集成开发了高强钢大型复杂构件多道次锻造过程微观组织演化预测系统,通过实验对比验证发现,所建立... 高强钢大型复杂构件多道次锻造过程中不同部位的变形量不同,导致最终的微观组织分布不均匀,进而影响其服役性能。为此,基于DEFORM3D软件集成开发了高强钢大型复杂构件多道次锻造过程微观组织演化预测系统,通过实验对比验证发现,所建立的预测分析系统可信度在0.98以上。利用该系统研究了局部控温工艺下高强钢大型复杂构件多道次锻造过程的微观组织演化规律。结果表明,局部控温工艺能够有效改善大型复杂构件微观组织分布不均匀的现象。这一研究为大型复杂构件高性能成形提供了新的工艺方法。 展开更多

关键词 高强钢 局部控温 大型复杂构件 微观组织演化 有限元模拟

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Mg含量对Zn-xMg合金微观组织及电化学性能的影响

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作者 吴亚楠 翟赛飞 +1 位作者 李忠慧 王启 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第10期52-58,共7页

锌合金具有良好的生物相容性和可控的降解速率,有望成为一种新型的可降解生物可植入金属材料。利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子扫描电镜、维氏硬度仪和电化学工作站研究了Mg含量对Zn-xMg合金(x=1.0,2.0,5.0,7.5,10.0,质量分数,%)显... 锌合金具有良好的生物相容性和可控的降解速率,有望成为一种新型的可降解生物可植入金属材料。利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子扫描电镜、维氏硬度仪和电化学工作站研究了Mg含量对Zn-xMg合金(x=1.0,2.0,5.0,7.5,10.0,质量分数,%)显微组织演化、显微硬度、析氢和耐腐蚀性能的影响。试验结果表明:随着Mg含量的增加,晶粒尺寸逐渐减小,并在X射线衍射谱中出现新的衍射峰,合金中生出新相Mg_(2)Zn_(11);当Mg含量达到5.0%时出现MgZn_(2)化合物,此时晶粒由等轴状转变为取向互相交叉的树枝状,且随着Mg含量的增加,树枝晶逐渐粗化。同时,随着Mg含量的增加,Zn-xMg合金的硬度呈现先增加后降低的趋势,Zn-7.5Mg合金的硬度达到最大值(120 HV_5)。Hank’s溶液介质中的电化学测试结果表明,Zn-7.5Mg合金的耐腐蚀性较好,析氢性能最好。 展开更多

关键词 Zn-Mg合金 Mg含量 微观组织演化 显微硬度 腐蚀性能 析氢性能

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金属增材制造中微观组织相场法模拟研究进展 被引量：9

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作者 耿汝伟 杜军 +1 位作者 魏正英 魏培 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1145-1150,1180,共7页

金属增材制造技术是近30年发展起来的一项具有战略意义的先进制造技术。目前对增材制造的研究主要集中在制造装备与控制系统研发、产品性能测试等方面,对构件内微观组织的形成以及宏微观结构性能的关系研究较少。本文简要介绍了金属增... 金属增材制造技术是近30年发展起来的一项具有战略意义的先进制造技术。目前对增材制造的研究主要集中在制造装备与控制系统研发、产品性能测试等方面,对构件内微观组织的形成以及宏微观结构性能的关系研究较少。本文简要介绍了金属增材制造发展现状以及在微观组织演化方面研究的不足,揭示了微观组织演化研究的重要性和迫切性。针对相场法的基本原理和优势,着重分析相场法应用于金属增材制造中的模型选取、非材料物性参数的确定等问题及解决方法,从相场数值模拟的角度来探讨工艺参数对微观组织的影响。文章最后指出利用相场法模拟金属增材制造过程中微观组织演化符合未来的发展趋势。 展开更多

关键词 金属增材制造 微观组织演化 相场法 数值模拟

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航空大型钛框等温局部锻造材料流动规律、缺陷分析及组织预测 被引量：2

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作者 魏科 马庆 +1 位作者 唐海兵 王高潮 《华东交通大学学报》 2021年第2期94-102,共9页

探明等温局部锻造过程中的材料流动规律,避免宏观成形缺陷并预测微观组织演变,对于实现航空大型钛框承力构件的省力成形一体化制造具有重要意义。从宏微观两个角度出发,回顾了航空大型钛框等温局部锻造成形方面的研究进展。首先给出了... 探明等温局部锻造过程中的材料流动规律,避免宏观成形缺陷并预测微观组织演变,对于实现航空大型钛框承力构件的省力成形一体化制造具有重要意义。从宏微观两个角度出发,回顾了航空大型钛框等温局部锻造成形方面的研究进展。首先给出了锻件在多变形区交互作用下材料跨区流动行为,其次阐述了局部锻造缺陷的形成机制和相应的改善措施,随后预测了不同加载区域钛合金初生α相再结晶和晶粒尺寸分布,最后总结并展望了等温局部锻造省力成形中仍然存在的难题和挑战。 展开更多

关键词 航空大型钛框构件 等温局部锻造 材料跨区流动 成形缺陷 微观组织演化

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含钪超高强铝合金在应变速率10^(-3)s^(-1)下的热流变及动态再结晶行为

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作者 李昂 张毅 +2 位作者 陈开媛 吴福 高蔚 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期169-177,共9页

采用等温热压缩实验和电子背散射衍射分析技术,研究了Al-11.1Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.05Sc合金在应变速率10^(-3)s^(-1),变形温度653~733 K条件下的热流变及动态再结晶行为,建立动态再结晶临界应力、临界应变、相对含量、晶粒平均尺寸的拟合... 采用等温热压缩实验和电子背散射衍射分析技术,研究了Al-11.1Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.05Sc合金在应变速率10^(-3)s^(-1),变形温度653~733 K条件下的热流变及动态再结晶行为,建立动态再结晶临界应力、临界应变、相对含量、晶粒平均尺寸的拟合方程。结果表明:相关特征参数的拟合方程可以较好地描述含钪铝合金在实验条件范围内的动态再结晶行为。变形温度的升高会增加晶粒内部的取向差,减弱晶粒沿法向的择优取向,有助于动态再结晶的发生。动态回复是含钪铝合金的主要软化机制。随着温度的变化,铝合金微观组织存在不连续动态、连续动态及几何动态三种再结晶机制。 展开更多

关键词 含钪铝合金 动态再结晶 热流变行为 低应变速率 微观组织演化

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钛合金筒形件轧-旋成形研究进展 被引量：4

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作者 郭靖 詹梅 杨合 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期275-283,261,共9页

钛合金筒形件具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,在航空、航天和兵器领域有着广泛的应用与需求。针对目前的钛合金筒形件成形制造工艺难以满足大直径薄壁长筒形件的高效、低成本制造要求,提出了一种环轧-旋压(轧-旋)成形工艺制造钛合金筒形... 钛合金筒形件具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,在航空、航天和兵器领域有着广泛的应用与需求。针对目前的钛合金筒形件成形制造工艺难以满足大直径薄壁长筒形件的高效、低成本制造要求,提出了一种环轧-旋压(轧-旋)成形工艺制造钛合金筒形件的方法。在轧-旋成形工艺中,坯料历经环轧线接触与旋压点接触下的连续局部加载增量成形和显著的不均匀变形,其变形过程复杂,微观组织不均匀,容易发生破裂,影响筒形件的成形质量。为此,基于两相钛合金自洽模型和Oyane韧性准则,建立了耦合损伤的轧-旋宏微观仿真模型,研究了TA15钛合金筒形件轧-旋过程中的宏观变形行为、微观组织和损伤破裂演化规律。发现工件经轧-旋成形后,外层应变较大,中间层和内层基本相同;工件温度沿壁厚由内到外逐渐降低;α晶粒尺寸外层最小,内层和中间层相差不大;α相体积分数沿壁厚由内到外逐渐降低;工件内表面在环轧后的旋压过程中,由于正应力三轴度以及高应变速率的共同作用,最易发生破裂。 展开更多

关键词 钛合金 环轧-旋压 有限元 微观组织演化 损伤演化

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不同取样方向AZ31B镁合金应变率效应 被引量：1

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作者 杨勇彪 王富耻 +2 位作者 谭成文 吴园园 才鸿年 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1347-1351,共5页

采用分离式Hopkinson压杆获得了冲击压缩方向与热轧态AZ31B镁合金板材法向分别成90°、45°及0°的动态应力—应变曲线,利用光学显微镜及透射电子显微镜对微观组织演化过程进行了分析。结果表明:应变率约为1 200 s-1,压缩... 采用分离式Hopkinson压杆获得了冲击压缩方向与热轧态AZ31B镁合金板材法向分别成90°、45°及0°的动态应力—应变曲线,利用光学显微镜及透射电子显微镜对微观组织演化过程进行了分析。结果表明:应变率约为1 200 s-1,压缩方向与板面法向成90°时,孪晶的面积分数随应变量的增大逐渐增加,孪生是主要变形机制,其曲线为凹型;压缩方向与板面法向成45°及0°时,其塑性变形以位错滑移为主,曲线形状分别为近似线型和凸型;应变率约为2 800 s-1,压缩方向与板面法向成90°时,孪晶面积分数迅速增加,大多数晶粒取向发生了改变,有利于滑移,其曲线由较低应变率的凹形变为凸型。 展开更多

关键词 金属材料 AZ31B镁合金 微观组织演化 位错滑移 孪晶面积分数

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有第二相粒子阻碍的晶粒粗化元胞自动机模拟 被引量：2

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作者 范昌胜 郭强 刘泽照 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第3期23-26,44,共5页

采用元胞自动机算法模拟晶粒粗化过程中第二相粒子的阻碍现象。通过CA法,在考虑第二相粒子阻碍的晶粒粗化过程中模拟了其动力学、拓扑学及形态学的演化,并研究了温度及时间对粗化过程的影响。模拟结果显示:考虑第二相粒子,晶粒的粗化动... 采用元胞自动机算法模拟晶粒粗化过程中第二相粒子的阻碍现象。通过CA法,在考虑第二相粒子阻碍的晶粒粗化过程中模拟了其动力学、拓扑学及形态学的演化,并研究了温度及时间对粗化过程的影响。模拟结果显示:考虑第二相粒子,晶粒的粗化动力学指数接近3,而不是2;但是拓扑学特征与理想条件的粗化相同,即晶粒边数为6的晶粒占的比例最大,其次为五边形和七边形,而晶粒边数为3或10的晶粒所占比例很低,约为5%左右;CA法模拟晶粒粗化过程组织形态演化表明,随着保温时间的增加或温度的升高,晶粒平均尺寸在增大。模拟结果与相关文献中的结论相同,表明了本文CA模型的可靠性。 展开更多

关键词 元胞自动机算法 微观组织演化 晶粒粗化 各向异性

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