游国强
,
谭霞
,
赵旭
,
王向杰
兵器材料科学与工程
综述近年来国内外搅拌摩擦焊塑性流动可视化技术的研究现状,分析各种方法的基本原理及优缺点.研究现状表明:异种材料金相组织显示法可以观察到焊缝接头宏观流动,而对搅拌摩擦焊塑性流动的细节无法获取;彩泥法颜色鲜明,易于观察,但其是非晶体材料,故只能在一定程度上模拟搅拌摩擦焊的塑性流动状况;标识材料示踪法是搅拌摩擦焊材料塑性流动可视化工作的主要手段,其选用原则、焊接过程及焊后采用的可视化手段仍需进一步深入探讨;数值模拟是一种高效、低成本的研究方法,其具备再现焊接过程的能力,模拟过程的边界值、搅拌头的描述等方面需要进一步深入探讨.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
塑性流动
,
可视化
,
现状
苏静
,
郭伟国
,
何可馨
,
鬲钰焯
中国有色金属学报
利用准静态试验机以及Hopkinson压杆装置对AZ31铸造镁合金在不同应变速率和不同温度下的塑性流动性能进行研究,结合金相显微技术对试验后的试样进行微观分析.结果表明:在低应变速率下,随着温度的升高,AZ31镁合金发生明显的由脆性到韧性的转化,其转化温度为473 K左右;当应变速率增加到1.2×104 s-1时,会发生脆化现象,塑性变形能力变差.基于微观分析,低应变速率下晶体中孪晶的存在是促进材料塑性变形增加的主要因素.而在高应变速率下,动态再结晶和第二相粒子沉淀硬化显著地影响金属的塑性变形.结合系统的试验结果,基于热激活位错机制,建立一种物理概念的塑性流动本构模型,对较高应变速率和不同温度下的流动应力进行模型预测.通过对比,模型预测结果与试验数据吻合较好.
关键词:
AZ31镁合金
,
塑性流动
,
应变速率
,
微观机理
,
本构关系
汪洪峰
,
汪建利
,
左敦稳
,
段杏林
,
王珉
功能材料
针对10mm厚的7022铝合金进行了FSJ连接实验,并利用工具显微镜对连接区横截面形貌进行分析研究。结果表明,前进侧的连接区塑化金属在搅拌针表面的挤压作用下瞬时针方向流入空腔,后进侧的连接区塑化金属在搅拌针表面的挤压作用下逆时针方向流入空腔。轴肩摩擦软化的塑化金属在搅拌头高速旋转下,形成涡旋流动并在轴肩下压力作用下流入空腔;随着搅拌针的高速旋转,空腔内的塑化金属向四周挤压,致使母材发生塑性变形,同时将底部部分塑化金属挤压到母材上表面,且在轴肩下压力作用下,挤压到轴肩外围形成＂飞边＂;由于涡旋流动,致使连接区中间部位的金属层下凹,形成连接区表面中间部位凹陷。造成了连接区＂减薄效应＂现象发生。＂填充式间接挤压-涡旋流动＂模型能准确表达连接区金属塑性流动和减薄形成过程。
关键词:
FSJ
,
减薄效应
,
7022铝合金
,
塑性流动
谢俊峰
,
朱有利
,
黄元林
,
白昶
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.03.010
对2A12-T3和2A11-O铝合金进行了超声波焊接,研究了不同超声波焊接工艺参数对焊接界面结合状况的影响.采用扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜研究了焊接界面的组织结构.结果表明,当超声波焊接振幅为30μm,焊接时间为0.2s,焊接界面结合状况较好,焊接界面的线性焊接密度接近100％.氩气保护也会对线性焊接密度产生影响.当焊接振幅为15μm时,氩气保护可提高线性焊接密度;但当焊接振幅为30μm,氩气保护对线性焊接密度无明显影响.超声波焊接过程中,焊接界面上产生波纹和漩涡状塑性流动,发生动态回复和连续动态再结晶,形成由位错缠结、位错胞、亚晶和细小晶粒组成的焊接界面组织.
关键词:
超声波焊接
,
线性焊接密度
,
氩气保护
,
塑性流动
,
连续动态再结晶
王猛
,
杨明川
,
荣光
,
黄德武
,
罗荣梅
稀有金属材料与工程
为深入研究钨合金杆式弹穿甲侵彻过程中的变形、失效模式,利用扫描电镜和有限元数值模拟,观测、分析钨合金残余弹芯头部剖面显微组织的变形演化.结果表明:穿甲侵彻过程中,钨合金弹芯头部发生剧烈的塑性变形而呈“蘑菇头”形状,钨晶粒被严重压扁,表出现良好的动态塑性.弹芯“蘑菇头”前端垂直侵彻方向1mm处产生绝热剪切带,剪切带内W颗粒和W-W界面上均有微裂纹产生,并表现出溶化现象.数值模拟表明,钨合金在侵彻过程中“蘑菇头”不断形成和脱落,弹芯因此发生销蚀而逐渐变短.弹芯“蘑菇头”处材料剧烈变形如同塑性流动,变形局部化主要出现在“蘑菇头”两侧边缘或前端垂直于侵彻方向处.
关键词:
穿甲力学
,
失效模式
,
变形局部化
,
塑性流动
,
数值模拟
杨素媛
,
刘冬冬
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.05.024
镁合金具有密度低、比强度高、导热性好等显著优点,在汽车、轨道交通和兵器等行业中的应用前景非常广阔,而传统的铆接和熔化焊等连接方法质量较差,从而限制了其应用.作为有色金属“焊接专家”的搅拌摩擦焊,相比传统的连接方法有着不可比拟的优势,因此镁合金搅拌摩擦焊已经引起国内外学者的广泛重视.介绍了搅拌摩擦焊的基本原理和接头质量影响因素,详细总结了国内外镁合金搅拌摩擦焊在微观组织、力学性能和塑性流动方面的研究现状,指出了国内外学者已取得的研究成果和不足,点明了焊接接头力学性能的检测标准和材料的真实流动还需进一步地研究与探讨,最后在异种材料的焊接、搅拌头的优化设计和数值模拟等方面对镁合金搅拌摩擦焊的发展前景进行了展望.
关键词:
镁合金
,
搅拌摩擦焊
,
显微组织
,
力学性能
,
塑性流动
蒋敏强
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2014.05.01
非晶合金是一类兼具玻璃和金属双重特性的新型材料，具有一系列优异的力学、物理和化学性能，已经在国防、空天等领域显示出广阔的应用前景。非晶合金内部原子排列长程无序、短程有序，没有位错、晶界等传统意义上的晶体缺陷。因此，基于位错、孪生等微观机制的经典塑性理论在描述这类材料的塑性行为时遇到了极大的挑战。目前普遍认为，非晶合金宏观塑性流动是微观动态“流动事件”时空演化的结果。但是，对于“流动事件”的认知还很不清楚。主要介绍了目前几种代表性的非晶塑性流动理论：自由体积理论、剪切转变理论、剪切转变区理论以及协同剪切模型，并对非晶塑性流动的结构起源以及局部化剪切带机理进行了评述，最后简要展望了非晶塑性机理发展的几个问题。
关键词:
非晶合金
,
塑性流动
,
塑性理论
,
流动局部化
郭伟国
,
左红星
,
孟卫华
,
曾志银
,
邵小军
材料科学与工艺
为理解和揭示第三种应变时效现象,对DH36钢在拉、压加载,温度从77 K到1 000 K,应变率从0.001/s到3000/s下的塑性流动行为进行了系统研究,分析了时效发生的规律、特性以及时效发生的温度、应变率和应变的关系.同时,基于间隙原子与位错相互作用的本质,探讨了第三种应变时效现象与滞弹性材料机械波谱（即内耗峰）关联性.研究表明：金属在第三种应变时效温度区经变形后,材料的强度会提高,且材料的韧性（即断裂应变）并不变化;第三种应变时效的发生需要一定的预变形以造成大量空位,这将有益于间隙原子在位错周围的扩散形成,当温度和变形率达到某一匹配值时,在后续连续的塑性变形过程中,围绕位错的间隙原子气团连续对位错拖曳使得位错滑移阻力增加,导致第三种应变时效发生;DH36钢应变时效发生时的峰值应力温度与应变率呈现指数关系;第三种应变时效发生的温度区与金属机械波谱（内耗峰）温度区基本一致,都具有波动性,所以本质上第三种应变时效是机械波谱的另一表现形式.
关键词:
第三种应变时效
,
机械波谱
,
塑性流动
,
Snoek峰
,
Cottrell气团
郭伟国
,
田宏伟
中国有色金属学报
建立了塑性流动本构模型,对Al3003-H12、2219-T87、7050-T7451、2024-T351和LY12-cz 5种典型的铝合金在应变率从10-4 /s到8 000 /s,初始温度从77 K到800 K以及真实应变超过0.50条件下进行系统实验,并对塑性流动行为进行分析.结果表明:这些铝合金材料具有应变率效应;铝合金材料应变率敏感性可归于短程障碍对热激活位错运动的影响;在200～600 K时,这些材料存在第三类动态应变时效现象.基于热激活位错运动机制,推出一个物理概念的本构模型,比较得出的模型预测结果和实验结果一致,可方便用于工程应用.
关键词:
铝合金
,
塑性流动
,
应变率
,
动态应变时效
,
本构模型
董学伟
,
黎向锋
,
左敦稳
,
王吉胜
,
董春林
,
李光
兵器材料科学与工程
doi:33-1331/TJ.20110905.2233.007
利用大型计算流体动力学软件FLUENT,建立铝合金板搅拌摩擦焊接过程热流耦合三维有限元模型.通过求解三维质量、动量和能量守恒方程,得到焊接过程粘塑性金属三维流场和温度场.结果表明,相比较搅拌头的进给速度,搅拌头转速对促进其周围塑性金属流动效果明显.同时与纯流场模型相比,热流耦合模型显示金属流动性较充分.此外,仿真得到的温度场得到了实验结果的验证.
关键词:
铝合金
,
搅拌摩擦焊
,
热流耦合
,
塑性流动
,
温度场
