黄亮
,
徐哲
,
代春
,
惠松骁
,
叶文君
,
王国
,
谢水生
,
李宏伟
稀有金属材料与工程
皮尔格冷轧技术制备的TA18钛合金管材具有高比强度、冷加工性能好、织构分布合理等优异的综合性能,在飞机和航天器液压管路系统、石油勘探钻杆中得到了广泛的应用.根据多行程皮尔格冷轧过程力学分析,获得了成形过程的精确运动模式和管材应力状态.然后,基于有限元软件ABAQUS/Explicit,建立了TA18钛合金管材多行程皮尔格冷轧三维有限元模型,并解决了建模关键技术,包括:虚拟曲柄连杆机构实现方法、多行程周期式运动控制方法、复杂模具几何实体定义、滚动与滑动摩擦定义.利用能量守恒原理和实验验证了模型的可靠性,以及利用成形过程等效应力和等效塑性应变分布评估了模型.
关键词:
TA18钛合金管材
,
皮尔格冷轧
,
三维有限元模型
,
力学分析
黄亮
,
徐哲
,
代春
,
惠松骁
,
叶文君
,
王国
,
谢水生
,
李宏伟
稀有金属材料与工程
利用己建立的TA18钛合金管材多行程皮尔格冷轧三维有限元模型,研究了φ25.4 mm×1.32 mm的TA18钛合金管材轧制塑性变形行为.结果表明:平均总轧制力模拟结果比理论结果稍大.轧成管最大等效塑性应变对称出现在轧辊周向面孔型脊部偏转约63.80°的位置,而最小/最大等效塑性应变的位置相差约90°.轧成管径向和周向受压应力,轴向受拉应力,且变形程度径向最大,轴向次之,切向最小.轧成管各向异性程度从外表面到中性层再到内表面依次减小.工作锥径向塑性真应变矢量的变化分为3个阶段,其变化趋势和Q值各不相同,塑性真应变矢量的应变比变化范围是从-30°(Q=0)到0°(Q=1)再到+30°(Q=∞),且工作锥经历了从径向织构到周向织构的转变,使得最终应变比保持在20°到27°之间,管材达到了六方晶体管材织构分布的稳定状态.
关键词:
三维有限元模拟
,
平均总轧制力
,
塑性真应变矢量
,
Q值
,
应变比
刘清华
,
惠松骁
,
叶文君
,
王国
,
胡光山
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.04.002
利用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对低间隙Ti-6Al-4V( TC4 ELI)合金的等轴组织、双态组织和魏氏组织试样进行了动态压缩试验.应变率分别为e =2000,3000,4000 s-1,得到了动态压缩真应力-应变(σ-ε)曲线,并对试验后发生剪切失效破坏的试样沿纵剖面切开,利用金相显微镜(OM)进行显微组织观察.结果表明:动态压缩条件下TC4 ELI合金3种组织试样的真应力-应变曲线大致分为弹性阶段和塑性阶段,没有明显的屈服平台,3种组织状态下的试样在高应变率下应变强化效应不明显,表现出一定的应变率强化效应；在4000 s-1应变率加载条件下,平均动态流变应力(σ)、均匀动态塑性应变(ε)以及冲击吸收功(E)按等轴组织、双态组织和魏氏组织顺序依次减小,等轴组织试样的σ,ε和E分别达到了1400 MPa,0.34％和470 kJ·m-3,具有较好的动态力学性能；在4000s-1应变率加载条件下3种组织状态的试样均发生了剪切失效破坏,并在其纵剖面上都观察到了一条白亮的绝热剪切带(ASB),裂纹沿着绝热剪切带由圆柱试样的圆柱面向中心扩展,与ASB形成和扩展的方向一致,剪切带与导致断裂的裂纹密切相关.
关键词:
分离式霍普金森压杆
,
TC4 ELI
,
动态力学性能
,
绝热剪切带
黄伟九
,
李兆峰
,
王国
,
沟引宁
稀有金属材料与工程
采用磁过滤直流阴极真空弧源沉积技术在Ti6Al4V合金表面制备类金刚石多层膜,采用原子力显微镜和纳米压痕仪观测其表面形貌及硬度;采用微磨粒磨损试验机及三电极电化学测试系统考察类金刚石多层膜在模拟体液环境中的摩擦学和耐蚀性能,并与Ti6Al4V合金进行对比.结果表明:类金刚石多层膜由致密分布的纳米颗粒组成,表面粗糙度为4.86 nm,硬度和弹性模量分别为54.82和342.27 GPa;在模拟体液中类金刚石膜显著提高了Ti6Al4V合金的抗磨能力和减摩性能,其磨损率仅为Ti6Al4V合金磨损率的11.7%～22.6%.随着载荷增加,Ti6Al4V合金和类金刚石膜的腐蚀电位降低,腐蚀电流增加;类金刚石多层膜可有效提高Ti6Al4V合金的耐蚀能力.
关键词:
Ti6Al4V合金
,
类金刚石膜
,
微磨粒磨损
,
模拟体液
,
摩擦学性能
,
耐蚀性
刘清华
,
惠松骁
,
叶文君
,
王国
,
胡光山
稀有金属材料与工程
利用分离式Hopkinson压杆装置,在应变率ε=2000,3000,4000 s-1加载条件下,对4种TC4钛合金的等轴组织试样进行了动态压缩试验,得到了不同状态下的动态真应力-应变(σ-ε)曲线.结果表明:随着Al、V含量的增加,TC4钛合金等轴组织试样的平均动态流变应力、均匀动态塑性应变和冲击吸收功都有所增加,动态力学性能有所提高;随着间隙元素含量的增加,TC4钛合金等轴组织试样的平均动态流变应力和冲击吸收功有所提高,而均匀动态塑性应变有所降低.
关键词:
分离式Hopkinson压杆
,
TC4钛合金
,
动态力学性能
郑自芹
,
黄伟九
,
王国
机械工程材料
用TE66型试验机分析了TZNT钛合金的微粒磨粒磨损行为,用15JE型数显式测量显微镜测量了磨斑直径,研究了料浆中碳化硅含量(0.05～0.25 g·cm-3)对合金磨损体积的影响,并建立了磨损机制图.结果表明:在0.05～0.50 N载荷下,TZNT钛合金的磨损体积均随着料浆中碳化硅含量的增加而增大;且在相同条件下,其在Hank's模拟体液中的磨损体积小于其在蒸馏水中的磨损体积;随着料浆中碳化硅含量的增加,TZNT钛合金的磨损形式由二体磨损向混合磨损和三体磨损转变.
关键词:
TZNT合金
,
磨粒磨损
,
碳化硅
