背散射电子衍射在高应变率变形结构研究中的应用

本文是作者对背散射电子衍射技术在高应变率态载荷下诱发的几种晶体(包括Fe—Cr—Ni单晶、304不锈钢和纳米铜)变形结构演化的最新研究结果,以及对相关研究进展的简要评述.具体内容包括:(1)进一步辨认剪切带中再结晶现象,澄清长期来学者们对该问题看法上的分歧;(2)采用Meyers等提出的结构演化模型对再结晶予以合理的解释;(3)在实验基础上,根据位错动力学理论,对局部化过程中再结晶的晶粒生长予以定量描述,其结果与实验事实吻合.

Q690D高强钢疲劳裂纹扩展速率试验研究

为研究Q690D高强度钢材的疲劳裂纹扩展性能,在3种不同应力比(0.1、0.2和0.5)条件下进行10 mm厚紧凑拉伸试样的疲劳裂纹扩展速率试验,基于单试件数据点处理和成组数据点处理分别获得其Paris参数m和C。试验结果表明:成组数据点处理得到的疲劳裂纹扩展速率低于单试件数据点处理的结果,采用单试件数据点处理法获得的Paris参数偏于安全;裂纹稳定扩展区的宏观断口较平整,微观断口可以观察到疲劳辉纹、二次裂纹和解理台阶,呈现出一定的脆性特征;随着应力比增大,裂纹扩展速率呈增大趋势;相较于已有研究中的690 MPa高强钢和常用结构钢的疲劳裂纹扩展速率参数测试结果,本批次Q690D调质钢表现出较优的抵抗疲劳裂纹扩展的能力,且优于BS 7910中普通钢材的疲劳裂纹扩展性能。

液氮电脉冲处理超细晶316L不锈钢的低温拉伸性能

在液氮环境用电脉冲(EPT)工艺优化冷轧316L奥氏体不锈钢的微观组织和力学性能,研究了电脉冲处理后样品的室温和低温拉伸性能及其变形机制。结果表明:液氮电脉冲处理后的冷轧316L不锈钢可得到再结晶组织。输入电脉冲的能量不同,其再结晶比例也不同,EPT-7.5LN样品可产生完全再结晶组织。在不同温度下电脉冲处理样品的拉伸实验结果表明,在77 K的拉伸强度-塑性匹配远比在293 K时的高。透射电镜的表征结果表明,样品在293 K的拉伸变形机制以位错和变形孪晶为主,在77 K的拉伸变形时则发生了大量形变诱导马氏体相变。正是大量的马氏体相变及其随后的位错滑移变形使材料的加工硬化能力显著提高,从而使其塑性增强。进一步分析表明,产生变形机制差异的主要原因是,在低温下这种材料的层错能显著降低。

缺陷对选区激光熔化Ti6Al4V合金高周疲劳性能的影响

明确缺陷对选区激光熔化Ti6Al4V合金的疲劳性能影响规律是突破该材料工程应用瓶颈的关键问题。在缺陷无法避免的工艺背景下,借助于金相显微镜、电子背散射衍射技术、X射线三维成像系统、疲劳试验机、扫描电子显微镜及激光共聚焦显微镜,对该材料的组织和缺陷表征,研究了高周疲劳性能及失效机制。结果表明,该合金的微观组织表现出增材制造材料独特的工艺特征;材料的致密度为99.99%,整体缺陷尺寸小于60μm;材料的疲劳极限为398MPa,断裂试样均在未熔合缺陷处形成疲劳裂纹,且循环周次低于10^(6)cycles。而缺陷处有效应力强度因子大多分布于短裂纹疲劳裂纹扩展门槛值之上,这决定了该材料的循环寿命较低的特点,后续引入K-T模型建立了关于该材料安全服役的评价方法。