董平
,
李瑞文
稀有金属材料与工程
采用MSC.Marc软件对铍材切削加工温度场和应力场进行热力耦合有限元分析,铍材本构关系采用Johnson-Cook模型,编写子程序模拟铍材切削断裂分离现象.结果表明:铍材切削加工过程温升不明显,最高温度约45 ℃,切削后工件表面平行和垂直于走刀方向残余应力分量均为拉应力;采用工艺获得铍材切削稳定状态下切削力和进给力分别为280和–250 N/mm.此研究有助于加深铍材切削应力形成规律认识以及切削工艺参数优化.
关键词:
铍
,
温度场
,
应力场
,
切削
,
有限元方法
李瑞文
,
汪小琳
,
李赣
,
赖新春
,
董平
,
杨江荣
稀有金属材料与工程
通过温度和压力变化精确控制U-2.5%Nb合金氢腐蚀的氢消耗量,利用万能拉伸试验机测试不同程度氢腐蚀对U-2.5Nb合金力学性能的影响,用金相和SEM表征该合金氢腐蚀的形貌和断面形貌.结果表明,材料的延伸率和断面收缩率在氢蚀后下降明显,抗拉强度随着腐蚀程度的增加略有下降.根据腐蚀形貌和断面形貌讨论了氢点蚀影响材料力学性能的机制,即氢点蚀引起的蚀坑和微裂纹是造成力学性能下降的主要原因.
关键词:
U-2.5Nb
,
氢蚀
,
力学性能
董平
,
李瑞文
稀有金属材料与工程
为了评估应力作用下铍试样裂纹尖端的微观断裂特性,设计了平面应变状态下铍的紧凑拉伸试样,采用X3000应力分析仪测试了不同载荷下铍试样裂纹尖端的应力分布,并对加载过程中铍试样内的应力应变进行了有限元计算.结果表明,离铍试样裂尖较远区域,有限元计算和实测值吻合较好,靠近裂尖区域,有限元计算高于实测值.根据铍试样拉伸时裂纹扩展的临界载荷,计算获得了铍试样裂纹尖端的最大应力、塑性区半径以及断裂强度因子.
关键词:
铍
,
裂纹尖端
,
X射线应力测试
,
有限元计算
董平
,
李瑞文
,
江帆
,
陈丕恒
稀有金属材料与工程
对铀表面Al/Ti复合镀层的热应力进行了热弹塑性有限元分析,表明Ti镀层内为压应力,Al镀层内为拉应力,并达到铝的屈服强度,靠近试样侧边,存在边缘效应引起的应力分布不均匀性,离试样侧边2倍镀层厚度处,不均匀性逐渐消失,试样侧边U-Al界面剪切应力大于中部区域.对沉积温度、镀层厚度及镀层力学性能对镀层热应力和塑性应变的研究表明,随着沉积温度升高,镀层内热应力和塑性应变明显增大,减薄Al镀层和增厚Ti镀层可降低镀层内热应力和塑性应变,Al镀层屈服强度及Ti镀层弹性模量对镀层热应力和塑性应变有重要影响.
关键词:
铀
,
Al/Ti复合镀层
,
热应力
,
有限元分析
李瑞文
,
汪小琳
稀有金属材料与工程
为了探讨U-2.5％Nb(质量分数)合金的氢腐蚀行为,利用在线显微镜研究了U-2.5％Nb合金氢蚀初期氢化物的生长动力学,研究了U-2.5％Nb合金氢化初期的氢化物形貌、生长速度、氢化反应速度等之间关系.结果表明,利用在线显微镜表征氢化物的生长速度是可行的,氢化物前沿推进距离与时间呈线性关系.在一定温度范围内,氢化物的生长速度与反应温度符合Arrhenius关系,U-2.5％Nb合金氢化物生长激活能为24.34 kJ/mol.当温度增加到125℃附近时,氢化物的生长速度达到最大值,之后,随着反应温度的升高,生长速度快速下降.
关键词:
U-2.5％Nb
,
氢化物
,
生长动力学
李瑞文
,
董平
,
白彬
,
汪小琳
稀有金属材料与工程
利用X射线应力分析仪和在线加载装置测试了紧凑拉伸(compacttension,CT)Be试样缺口前端的应力分布,利用万能拉伸试验机、引伸计和扫描电镜研究了紧凑拉伸Be试样的断裂行为.研究表明:样品加工缺陷如缺口在载荷作用下形成应力集中,样品首先在此开裂,获得了紧凑拉伸铍试样的载荷-裂纹张开曲线和平面应变断裂韧性为15.4MPa√m.扫描电镜观察表明Be断口呈现解理特征,紧凑拉伸试样断口呈现出3个特征区.裂纹尖端扩展观察表明沿基滑移面形成解理微裂纹,这些微裂纹长大后受主应力控制.利用断裂韧性评估了Be材存在微裂纹时的断裂强度.
关键词:
铍
,
紧凑拉伸试样
,
应力
,
断裂行为
李瑞文
,
汪小琳
,
李赣
材料保护
为了提高和改善铀合金材料的抗氢蚀性能,必须深入了解其氢蚀机理及影响因素.利用带显微镜的气固反应系统,采用PVT法结合显微镜原位表征铀材及其合金氢蚀初期形貌和动力学特征,研究了合金元素、热处理方式以及晶界对铀合金材料氢蚀的影响.结果显示,U-2.5%Nb合金更易发生氢蚀,孕育期短,反应速度快;U材与U-2.5%Nb合金氢蚀初期成核形貌不同,U材氢化物核点尺寸明显分为大小2种,U-2.5%Nb氢化物核点尺寸较为一致;热处理形式显著影响U-2.5%Nb合金氢蚀孕育期大小;对于铀合金的氢蚀,晶界并不是成核的优先选择,氢化物在表面尖角处和粗糙处优先成核.
关键词:
氢蚀
,
铀材
,
铀合金
,
热处理
,
晶界
李瑞文
,
鲜晓斌
,
邹觉生
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2002.04.009
采用磁控溅射离子镀和等离子喷涂方法在Be表面制备铝镀层,并分别用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、俄歇电子能谱仪(AES)和X射线应力分析仪分析了膜层微结构、表面形貌、膜与基体界面情况以及内应力等.研究表明,Be上磁控溅射离子镀Al时,在膜基界面形成宽度约为 1 μm 的 Be、Al 原子共混区,膜层由柱状晶组成,膜层应力为微压应力.等离子喷涂涂层不如前者致密,界面存在微裂纹,膜层应力为拉应力.
关键词:
铍
,
膜层
,
微观结构
,
界面
,
应力
