郑黎
,
张士宏
,
何维均
,
宋鸿武
,
Dirk Helm
材料科学与工艺
为了研究循环加载过程中织构对多晶材料Baushinger效应的影响，利用经典晶体塑性模型及含随动硬化的晶体塑性模型模拟AA6104铝合金循环加载力学行为。研究了多晶体中晶粒取向差异对材料宏观塑性行为的影响。详细分析了经典晶体塑性模型可描述多晶体循环加载Bauschinger效应机理，定量分析了多晶有限元模型中晶体取向差异对模拟结果的影响。结果表明多晶体中由于晶粒取向差异而造成的晶粒间相互作用力使得多晶体模型宏观卸载时晶粒内的残余应力是产生Bauschinger效应的主要原因，采用含随动硬化的晶体塑性模型能够较好地模拟具有织构的AA6014铝合金的循环加载过程。
关键词:
Bauschinger效应
,
循环加载
,
晶体塑性模型
,
数值模拟
,
随动硬化
宋鸿武
,
程明
,
张士宏
,
门菲
,
王忠堂
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2008.06.005
采用等温压缩实验研究了具有马氏体组织的TC11合金在两相区的变形行为及微观组织演变规律.等温压缩实验在Gleeble3500热模拟实验机上进行,其中变形温度为920～980℃,应变速率为0.1～10s-1,变形量为70%.基于动态材料模型(DMM),建立了具有马氏体组织的Tcll合金两相区变形的热加工图.在低温(＜940℃)区和高温(＞960℃)高应变速率(＞1 s-1)区域存在失稳现象,主要表现为低温时的表面开裂和高应变速率区的绝热剪切带;在塑性加工安全区域,分别对应着片层扭折和片层球化的组织机制,其中变形量70%时应变速率敏感因子在980℃,0.1 s-1时取得峰值为0.73,此时可得到完全球化的细晶组织(等轴α尺寸约为0.7μm).具有马氏体组织的TC11合金两相区变形时,为避免缺陷并得到细的等轴组织,合适的加工工艺为温度:950～980℃,应变速率0.1～1 s-1.
关键词:
TC11钛合金
,
等温压缩
,
组织机制
,
工艺优化
王彬
,
程明
,
张士宏
,
宋鸿武
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.06.009
在Gleeble-3800热模拟试验机上,采用热压缩实验研究了不同变形条件下Inconel 690合金的高温变形行为与组织演变特点.实验中采用的变形温度为1000～1200℃,变形量为70％,变形速率为1.0 ～80.0 s-1.根据实验结果获得了该合金的应力-应变关系,并对峰值应力进行了线性回归,由此得到了该合金的高温材料常数,激活能Q =417.6 kJ.mo1-1,α =0.003196 MPa-1,n=7.51,并最终得到了Incone1690合金的高温变形本构方程.通过金相显微镜研究了合金动态再结晶规律与温度和应变速率的关系,结果表明:变形温度对Inconel 690合金组织的影响很大,随温度的升高,动态再结晶百分数逐渐增加,且伴随着晶粒的长大；而提高应变速率,变形的时间缩短,位错密度迅速增大,动态再结晶的驱动力增加,也可以使再结晶后的晶粒细化；当温度为1150℃左右,应变速率50～80 s-1时,能够得到均匀细晶组织.
关键词:
Inconel 690合金
,
热变形
,
本构方程
,
动态再结晶
阚盈
,
刘振刚
,
张士宏
,
张立文
,
程明
,
宋鸿武
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.04.001
SiCp/Al复合材料具有高比强度、高比刚度、高耐磨性、低热膨胀系数和高热导率的优点,主要应用于航空航天领域中的关键结构件.轧制是生产SiCp/Al复合材料最常用的塑性加工手段之一.在轧制SiCp/Al复合材料时,坯料容易产生边部裂纹缺陷,这种缺陷除了与复合材料塑性较差有关之外,还与轧制压下量选择不合理有关.为了准确预测SiCp/Al复合材料的轧制缺陷,建立了基于SiCp/Al复合材料真实微观结构的板材轧制过程有限元模型,该模型中嵌入了基体延性损伤断裂、颗粒脆性断裂和界面损伤断裂模型.用实验曲线校对法确定了损伤断裂模型参数.模拟了相对压下量为5％,10％,20％和25％时SiCp/Al复合材料的轧制过程,结果表明,在相对压下量为25％时,变形不均匀引起的边部拉应力导致了对应区域微观结构的损伤断裂,从而使复合材料板材产生边裂缺陷.在拉应力作用下,孔隙在增强颗粒与基体材料界面处形核,随着变形进行,孔隙在基体材料中扩展聚集,最终导致复合材料产生边裂缺陷.SiCp/Al复合材料板材轧制的数值模拟结果与实验结果吻合较好.
关键词:
颗粒增强复合材料
,
轧制
,
损伤模型
,
基于微观结构的模型
赵建国
,
张士宏
,
程明
,
宋鸿武
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2009.02.004
通过Gleeble压缩试验,系统地研究了TC21合金在α+β两相区、β单相区的热变形行为及其组织演变.对流动应力的分析表明,峰值应力与变形温度和应变速率间符合双曲正弦形式的Arrhenius本构关系.变形死区的组织观察表明,随着变形温度的升高,合金中细小α相首先转变为β相;进入单相区后,取向相近的β晶粒间相互合并而迅速长大.应变速率对微观组织的形貌和尺寸有一定影响,在低应变速率时等轴α相的形貌并没有明显变化,变形以β相为主;随着应变速率的升高,α相沿轴向方向被压扁,β相呈现纷乱不均的分布;进入单相区后,粗大的β晶粒被压扁,并在晶界处生成新的等轴β晶粒.
关键词:
TC21合金
,
热变形
,
组织演变
程明
,
赵建国
,
宋鸿武
,
张士宏
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.01.005
对α相平均尺寸分别为6μm,12μm,20μm的等轴TC4合金在890～950℃,应变速率0.1～10s-1范围进行等温热压缩实验,并研究了初始α相尺寸对合金高温变形行为的影响.微观组织和动力学分析表明,等轴TC4合金变形的热激活过程受相变和晶粒长大作用的综合影响,计算获得的激活能偏大.在初始α相尺寸较小(6μm)的情况下变形,晶粒易于吞并长大,使变形后的组织粗化;在初始α相尺寸增大(12μm)的情况下会促进相变过程的进行,获得的变形组织中α相尺寸较细小;初始α相尺寸进一步增大(20μm),则变形组织的晶粒尺寸基本不再发生变化.
关键词:
TC4合金
,
流动应力
,
α相尺寸
,
相变
,
激活能
,
晶粒长大
宋鸿武
,
张士宏
,
程明
,
李臻熙
,
曹春晓
稀有金属材料与工程
基于连续损伤力学(CDM)理论,同时考虑包括温度和应变速率在内的变形历史影响,建立TC11钛合金热变形过程中的损伤演化方程,提出宏观裂纹预测的断裂准则,并采用高温拉伸试验确定方程和准则中的参数.将提出的方法用于TC11合金热压缩变形过程中的数值模拟,模拟结果同实验结果的对比表明该方法可以很好地预测合金在热变形过程中裂纹的起裂和裂纹的扩展行为.
关键词:
钛合金
,
热变形
,
断裂准则
,
数值模拟
于宝义
,
包春玲
,
宋鸿武
,
刘正
,
于海朋
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.05.020
研究了挤压比为6时镁合金AZ91D坯料前期分别经过预挤,固溶时效,预挤+固溶时效,预挤+固溶时效+固溶之后对挤压管件组织和力学性能的影响.结果表明:预挤使AZ91D坯料得到细化的等轴晶粒,使挤压出的管件的屈服强度提高15.72%,伸长率提高170%;坯料经固溶时效处理后,β-Mg17Al12从α-Mg固溶体中成断续状析出,挤压后管件的抗拉强度略有降低;坯料经预挤+固溶时效+固溶之后挤压管件,晶粒明显细化,且经二次固溶,析出相均匀弥散分布于基体中,固溶强化作用较第一次固溶时明显,抗拉强度提高7.5%,坯料的二次固溶和预挤的综合作用使得挤压管件的伸长率提高345%.
关键词:
镁合金
,
挤压管
,
坯料预处理
,
组织
,
力学性能
宋鸿武
,
陈岩
,
程明
,
张士宏
,
包春玲
材料导报
综述了异种材料累积叠轧技术,介绍了累积叠轧的工艺原理及异种材料累积叠轧试样的宏观结构和力学性能研究进展,分析了层状复合材料累积叠轧工艺的复合机理和强化机制,最后展望了异种材料累积叠轧工艺的应用和发展并对进一步的研究提出了建议.
关键词:
累积叠轧
,
层状复合材料
,
宏观结构
,
复合机理
,
强化机制
王彬
,
程明
,
张士宏
,
宋鸿武
材料热处理学报
研究了1050～1200℃固溶处理对Inconel 690合金微观组织的影响。结果表明：固溶温度对合金微观组织的影响比较大,当固溶温度为1050℃时,晶粒由初始约10μm长大到19μm,当温度超过1125℃时,晶粒长大速度加快,当温度达到1150℃时,晶粒迅速长大到66.1μm。合金中的富铬碳化物含量随固溶温度的升高而逐渐减少,在1125～1150℃进行固溶处理时,碳化物全部溶解。由公式计算,结合扫描电镜结果,确定出合金中富铬碳化物的完全溶解温度为1136℃左右。
关键词:
Inconel
,
690合金
,
固溶处理
,
微观组织
