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研究了应力三轴度、温度、应变速率对颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)断裂应变的影响. 结果显示, 高温下PRMMCs的断裂应变对应力三轴度非常敏感, 断裂应变和应力三轴度的指数函数exp(1.5?σm/)成反比关系. 高温断裂应变值随应变速率的增加呈抛物线形式下降, 而随温度的降低呈线性减小. 断口分析显示, 高温变形时, 材料韧窝的直径随应力三轴度的增大而减小; 室温拉伸应力三轴度与韧窝的大小无关.

关键词: 复合材料 , 应力三轴度 , 温度 , 应变速率 , 断裂应变

热变形参数对Co40NiCrMo合金微观组织的影响

郭生武 , 吴会平 , 程羽 , 郭成

稀有金属材料与工程

通过等温压缩试验和金相分析研究了变形温度、变形程度、应变速率对Co40NiCrMo合金微观组织的影响,研究结果表明:再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加而增大;随着应变速率的增大呈先减小后略有增大的趋势,再结晶体积分数随着变形程度的增加而增大,晶粒尺寸随着变形程度的增加而减小.

关键词: Co40NiCrMo合金 , 微观组织 , 晶粒度

半固态连接不锈钢-铝合金界面断裂性能分析

刘洪伟 , 郭成 , 程羽 , 刘旭峰 , 邵光杰

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.02.002

采用半固态连接技术制备了不锈钢-铝合金双金属材料,参照ASTM-E813标准,对这种双金属材料界面断裂行为进行了试验及数值分析,以KIC为评价指标,对不锈钢-半固态铝合金界面与铝合金基体的断裂韧性进行了比较.研究结果表明:采用三点弯曲实验方法,可以显著降低界面裂纹尖端的复杂应力水平;半固态连接不锈钢-半固态铝合金界面断裂为典型的脆性断裂,界面临界断裂韧性略低于基体铝合金的断裂韧性.

关键词: 半固态连接 , 双金属材料 , 界面断裂 , 三点弯曲 , 断裂韧性

热挤压对颗粒增强金属基复合材料组织和性能的影响

程羽 , 郭生武 , 郭成 , 陈金德

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2000.02.007

研究了挤压对SiC颗粒增强铝基复合材料组织和性能的影响.结果表明,挤压变形可显著提高PM法制备材料的室温性能,细化增强颗粒,改善颗粒分布,消除坯料内部的孔隙.因此将热挤压引入PRMMCs制备技术中,能比通常PM法制备的材料获得更优良的组织和性能.

关键词: 挤压 , 复合材料 , 组织 , 性能

SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料的制备与压缩性能研究

郭成 , 程羽 , 易树清 , 朱维斗 , 金志浩

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1999.01.002

把梯度功能材料(FGM)的设计思想用于金属基复合材料(MMCs)的开发之中,成功地制备出了SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料.对该材料的组织结构和高温压缩性能进行了实验研究.结果表明:采用复压烧结粉末冶金工艺能提高材料致密度,消除梯度层间界面;高温下材料的真实应力-应变曲线可分为初始硬化和逐渐软化两个阶段,材料强度主要由基体决定;高温下变形时,材料梯度层间界面无相对滑动,变形情况与梯度分布方式有关.

关键词: 梯度复合材料 , 粉末冶金 , 压缩性能

木塑复合材料疲劳性能的研究

程羽 , 郭成 , 景成芳 , 金浩 , 叶克林

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2001.04.025

研究了杨木和桦木两种不同结构的木材与木塑复合材料(WPC)的疲劳性能和疲劳裂纹的扩展机理.研究结果表明,WPC的最大应力与循环寿命的对数呈线性关系;木材的疲劳载荷随树脂含量的增加呈线性增大,杨木的S-N曲线斜率受树脂含量的影响,疲劳裂纹沿木纤维方向扩展.桦木塑料复合材料(PC＞30 wt.%)疲劳裂纹以"Z"字型方式扩展.

关键词: 木塑复合材料 , 疲劳性能 , 裂纹扩展

SiC颗粒增强铝合金基复合材料断裂与强化机理

郭成 , 程羽 , 尚春阳 , 苏文斌 , 许建群

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2001.04.012

对SiC颗粒增强铝合金基复合材料的室温拉伸断裂与强化机理进行了研究.结果表明:该类材料的断裂包括基体韧断、界面脱开和增强体颗粒断裂三种方式,均属于MNG模式;该类复合材料的强化效果取决于基体强度与界面强度的匹配关系,当基体的屈服强度达到某一临界值时,通过添加增强体颗粒来强化材料是非常困难的.

关键词: 复合材料 , 断裂 , 强化

SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料弯曲力学性能及其评价

郭成 , 郭生武 , 程羽 , 张新功 , 史东才

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2002.06.011

采用三点弯曲法,对SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料的弯曲力学性能进行了研究,提出了梯度复合材料抗弯强度比R1和R2两个新的力学性能评价指标.结果表明:金属基梯度复合材料(MMGC)的弯曲力学性能与其基本组分力学性能的关系不符合ROM法则,材料的抗弯强度和最大挠度强烈地受到SiC颗粒梯度分布方式与弯曲方向的影响;当基体处于受拉侧,高SiC含量组分处于受压侧时,MMGC能充分发挥其性能优势;MMGC在受梯度应力作用下的力学性能优势和其方向性特征受到材料状态、材料宏观不均匀性和微观连续性等因素的影响;MMGC的抗弯强度比R1反映了这类材料的性能优势,而抗弯强度比R2则反映了材料的方向性能特征.

关键词: 梯度复合材料 , 弯曲力学性能

SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料拉伸力学性能及其评价

郭成 , 郭生武 , 程羽 , 张新功 , 史东才

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.04.006

对SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料的拉伸力学性能进行了研究.提出了一种新的材料力学性能评价指标--梯度系数Kx.理论研究表明,金属基梯度复合材料(MMGC)各组分性能的差异使其在拉伸变形时产生了三轴应力.实验及断口分析表明,由拉伸试验获得的材料平均力学性能指标弹性模量E和屈服强度σ0.2近似符合ROM法则;此类材料的拉伸力学性能受SiC颗粒梯度分布方式的影响.外层为基体,芯部为高SiC含量的材料拉伸断口具有韧性断裂特征,能发挥其性能优势.反之,断口表现出脆性断裂特征,降低了材料的力学性能;受多种因素影响,裂纹穿过层间界面时,会引起断裂方式和扩展方向的改变.当梯度层间SiC颗粒体积分数相差较大时,材料会产生分层开裂;梯度系数Kσb和Kδ可反映材料的梯度分布方式和性能的优劣程度,梯度系数KE则反映了材料性能的稳定性程度.

关键词: 梯度复合材料 , 拉伸 , 力学性能 , 性能评价