贝辛和兰奇地区Ely和Delta 1°×2°标准图幅区域内壤中气氦的分布

在内华达州Ely和犹他州Delta的贝辛和兰奇地区1°×2°标准图幅内进行了壤中气氦的普查测量,在510个样品中氦浓度相对周围空气为—147×10^(-9)—411×10^(-9);研究区内的平均氦值为36×10^(-9),大于100×10^(-9)和小于20×10^(-9)浓度的氦更普遍地在Ely图幅内,而大多数位于图幅的西半部。数据的解释表明氦浓度和岩石种类特别是硅质火山岩及由地壳伸张产生的地质构造区有关,区域壤中气氦的分布在解释详查异常时可作为重要信息来考虑。

爆炸加载TC4 ELI钛合金微损伤研究

用TNT炸药空中爆炸加载等轴组织TC4 ELI钛合金板材,研究爆炸药量及距靶板中心距离对钛合金显微组织演化的影响,测试了爆炸加载后材料的力学性能。结果表明:爆炸加载后TC4 ELI钛合金显微组织内产生了大量形变带,形变带宽度为10~120μm;随着爆炸药量从200 g提高到300 g,形变带的数量及总宽度增加,形变带边界更加清晰;随着距靶板中心距离的增加,形变带数量不变,宽度增加。对爆炸加载回收靶板采用分离式霍普金森压杆(SHPB)进行动态压缩再加载试验,随药量和距靶板中心距离的增加,钛合金静动态抗压强度与断裂应变增加。动态再加载后产生了绝热剪切转变带,形变带对转变带的萌生及扩展过程影响较小。

600℃循环热处理对TA31和TC4ELI钛合金显微结构及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和室温拉伸、冲击实验,研究了600℃循环热处理对TA31、TC4ELI钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,经过6次循环热处理后,TA31和TC4ELI的屈服强度、抗拉强度均略微增加;冲击韧性则明显下降,且TA31变化幅度更大。循环次数增加到11次后,二者强度稍有降低,冲击韧性并未进一步恶化。伸长率在循环热处理前后无明显变化。热处理过程中无α2相析出对于循环热处理的TA31和TC4ELI钛合金,亚稳定β相的分解及细针状α相的长大是TA31和TC4ELI性能变化的主要原因。

热处理对激光增材制造TC4ELI显微组织与拉伸性能的影响

TC4ELI钛合金具有优异的强塑性以及损伤容限性能,广泛地应用于飞机的整体承力构件。但是通过增材制造的方法制造的TC4ELI钛合金构件,由于其不同的原始β晶粒形貌以及显微组织,往往需要采取与锻件不同的热处理方式。因此,系统地研究了激光增材制造TC4ELI沉积态组织,以及高温退火对激光增材制造TC4ELI的显微组织和力学性能的影响,来得到适合于增材制造TC4ELI的热处理方式。结果表明,随两相区退火温度上升,初生α相宽度增加而含量下降,且有此初生α相析出,而单相区退火后,仍为超细网篮组织。经过两相区高温退火后的TC4ELI钛合金,其显微硬度下降,抗拉强度略有增加,屈服强度略有下降,塑性变化不大,各向异性改善不明显,而单相区高温退火后,强度略有增加,塑性剧烈下降。不同于锻造TC4ELI的单相区高温退火,增材制造TC4ELI在两相区双重退火强塑性匹配更优。

Ti-6Al-4V ELI钛合金的宽温域(-253~350℃)力学性能研究

钛及钛合金是一种重要的太空金属材料,在航空航天领域发挥重要的作用。研究了Ti-6Al-4V ELI钛合金在室温(20℃)、高温(350℃)以及超低温(-253℃)环境下的拉伸力学性能,比较了Ti-6Al-4V ELI钛合金在不同温度下的力学性能指标,分析了其断口形貌特征。结果表明,Ti-6Al-4V ELI钛合金在超低温下表现出较高的力学性能,抗拉强度可达1900 MPa以上,其断口形貌呈现脆性断裂特点。在室温和高温下,Ti-6Al-4V ELI钛合金表现出良好的塑性和韧性,具有较为明显的韧性断裂特点。因其良好的宽温域力学性能,Ti-6Al-4V ELI钛合金是未来发展航天航空领域必不可少的重要金属材料。

钛合金紧固件双剪试验仿真分析

对低间隙TI-6AL-4V ELI六角头钛合金螺栓进行双剪试验,采用有限元仿真方法分析了剪切速率、刃口半径、剪切间隙等因素对螺栓性能的影响机制,以及各因素对螺栓力学性能的影响程度。结果表明:当刃口半径为0.1 mm时,仿真得到的结果与理想条件仿真结果的误差最大;剪切速率对试验结果的影响较小,当剪切速率为366.7 N/s时,螺栓剪切截面吸收的能量较高;剪切间隙对螺栓双剪试验结果的影响最大,随着剪切间隙的增加,仿真得到的结果与理想条件仿真结果之间的误差逐渐增大,说明在进行螺栓双剪试验时,应严格控制剪切间隙,避免剪切间隙对螺栓双剪试验结果产生影响;当刃口半径为0.2 mm、剪切速率为666.7 N/s、剪切间隙为0.002 5 mm时,仿真得到的结果与理想条件仿真结果之间的误差最小。

不同温度加热随后炉冷的TC4 ELI钛合金的微观组织和力学性能

对TC4 ELI钛合金在两相区温度920℃、940℃、960℃和单相区温度980℃加热2 h后炉冷。随后通过金相检验、拉伸试验和断口分析检测了合金的显微组织、拉伸性能和拉伸断口形貌,以研究加热温度对TC4 ELI钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着加热温度的提高,合金中等轴α相量减少,而次生α相的含量和尺寸增加;随着加热温度的提高,合金强度提高而塑性下降;在两相区温度加热随后炉冷的合金拉伸断口有大量韧窝,而在单相区温度加热随后炉冷的合金拉伸断口主要呈岩石状,并有明显的撕裂棱。

冷却速度对TA15 ELI合金组织与性能的影响

研究了不同冷却方式（水冷，空冷和炉冷）对Ti-6Al—2Zr-2V-1Mo（质量分数，下同）ELI（TA15 ELI）合金43mm厚板双态组织中次生α片厚度，以及对该合金双态组织和等轴组织损伤容限性能的影响。结果表明：水冷时α片厚约1μm，空冷时α片厚为2μm～4μm，炉冷时α片过于增厚，几乎完全溶于等轴α相内，形成完全等轴组织。次生α相的变化对该合金的屈服强度和断裂韧性产生很大影响，但对疲劳裂纹扩展速率影响不大，疲劳裂纹主要以切过或沿等轴α相界面扩展。采用Paris（dα／dN=c（△Kn）^n公式对3种合金组织疲劳裂纹扩展数据进行拟合，其结果为：c=1-8×10^-8，n=3.12-3.28。

热处理对Ti-6Al-4V ELI合金厚板组织与性能的影响

研究了热处理对Ti-6Al-4V超低间隙(ELI)合金厚板组织与性能的影响.结果表明,Ti-6Al-4V ELI合金经α+β区热处理后得到双态组织,强度、塑性都较高;经β区热处理后得到片层组织,细片层组织强度较高.片层粗化后,强度降低.当片层尺寸小于某一临界值(～5μm)时,延伸率随着片层的粗化升高,当片层继续粗化时,延伸率反而下降.

微观组织对TA15ELI钛合金损伤容限性能的影响

研究了TA15 ELI钛合金43 mm厚板的等轴组织、双态组织和片层组织的室温拉伸性能、断裂韧性(KIC)以及疲劳裂纹扩展速率(da/dN)等损伤容限性能,通过金相显微镜观测了疲劳裂纹在各类组织中的扩展规律,讨论显微组织对该合金损伤容限性能的影响。结果表明:该合金等轴组织和双态组织的室温力学性能和疲劳裂纹扩展阻抗差别不大;相对等轴组织和双态组织而言,该合金片层组织在损失强度较小的前提下(Rm=992 MPa),合金断裂韧性提高,达到111 MPa.m1/2,同时该合金的疲劳裂纹扩展速率也大幅降低,其Paris公式拟合参数为:c=1.08×10-8,n=3.23,具有更好的损伤容限性能。

TC4ELI合金疲劳裂纹尖端塑性区对裂纹扩展的影响

研究了TC4ELI合金片层组织与短棒α组织中的疲劳裂纹尖端塑性区及裂纹扩展行为。首先通过SEM及TEM观察比较两种显微组织下的疲劳裂纹尖端塑性区,讨论两种显微组织中裂纹尖端塑性区对疲劳裂纹扩展路径及扩展断口的影响,分析裂纹扩展路径和裂纹尖端塑性区对裂纹闭合及裂纹扩展速率的影响。结果表明:与短棒α组织相比,片层组织中具有较大的裂纹尖端塑性区及曲折的裂纹扩展路径,并最终从疲劳裂纹闭合的角度,解释了片层组织具有较低的疲劳裂纹扩展速率的原因。

钛合金材料蠕变特性的理论与试验研究

钛合金是深海工程装备的重要材料,在深海环境下会产生不同程度的蠕变变形。该文针对双态组织和网篮组织TC4 ELI钛合金材料,在宏观和微观两个方面开展钛合金蠕变试验研究。开展多组应力水平下的钛合金压缩蠕变试验,绘制蠕变曲线,对传统的Norton方程进行修正,基于最小二乘法拟合饱和蠕变临界应力值和蠕变应力指数,给出初始蠕变阶段和稳态阶段的蠕变本构关系。同时,基于OM(光学显微镜)、XRD(X射线衍射)、TEM(透射电镜)和SEM(扫描电镜)观察,给出TC4 ELI钛合金材料的压缩蠕变微观机理。

粉末冶金TA7 ELI合金的制备及其界面反应层

采用Ti-5A1-2.5Sn ELI(TA7 ELI)洁净预合金粉末通过热等静压(HIP)致密化工艺制备TA7 ELI合金。利用粒度仪和扫描电镜等对粉末的粒径分布、形貌和化学成分进行表征。利用金相显微镜分析热等静压后TA7 ELI合金的显微组织,利用电子探针分析包套和粉末反应层的元素分布。结果表明:粉末的平均粒度约为80μm,形貌呈球形;经1000℃、130 MPa、3 h热等静压后,材料的相对密度达到理论密度的99.5%,获得平均晶粒直径约为40μm的细小等轴晶组织;包套与TA7 ELI粉末界面反应层厚度为3～8μm,反应层富集Al和Sn元素,Fe元素沿TA7 ELI晶界快速扩散,在界面附近呈网状分布。

TA15(ELI)钛合金厚板损伤容限性能研究

研究了两相区双重退火工艺对β相区加工的TA15(ELI)(Extra Low Interstitial,低间隙元素含量)钛合金厚试样的断裂韧性和裂纹扩展速率的影响。结果表明,β相区加工、两相区双重退火的钛合金试样具有很高的断裂韧性和较低的裂纹扩展速率。这主要是由于在该加工和热处理工艺下获得了片层状组织。随着退火温度升高,α片层厚度的增加,疲劳裂纹扩展速率降低,断裂韧性升高。对疲劳裂纹扩展试样断口分析表明,在预裂区和疲劳裂纹稳态扩展区,裂纹以准解理方式扩展。

深潜器载人舱用TC4 ELI钛合金半球壳的研制

通过计算机模拟技术和借鉴钢材半球壳成形工艺设计了深潜器载人舱用钛合金半球壳的整体冲压成形模具及成形工艺,并以钢材、纯钛的半球壳整体冲压预成形试验来优化工艺参数,最终成功冲压出深潜器载人舱用TC4ELI钛合金半球壳。经检测,整体冲压成形的TC4 ELI钛合金半球壳尺寸和力学性能均满足深潜器载人舱用钛合金球壳设计指标,可用于制造4 500 m深潜器载人舱。

轧制工艺对TC4ELI钛合金超宽幅厚板材组织与力学性能的影响

采用3种轧制工艺制备了δ42 mm×2100 mm×8000 mmTC4ELI钛合金板材,利用光学显微镜和万能拉伸试验机分析不同轧制工艺对TC4ELI宽幅厚板材的组织与性能的影响。结果表明:3种轧制工艺制备的板材组织分别为典型的变形魏氏、网篮和等轴组织,等轴组织具有较多的等轴初生α相,可产生均匀的应变,因此塑性良好;由于保留有原始β晶界的魏氏组织和网篮组织中的片状和短板条状的α束域取向不同使裂纹扩展路径变得曲折,故韧性较高,3种组织中网篮组织的强韧性匹配较好。根据海洋工程用钛合金材的工况条件,优选出合金强韧性匹配较好的轧制工艺。

显微组织对Ti-6Al-4VELI合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了Ti-6Al-4VELI合金板材的显微组织对疲劳裂纹扩展速率的影响。用金相显微镜对不同热处理制度下该合金α和β转变组织的变化进行了观察分析。采用MTS-810低周疲劳试验机测试合金的裂纹扩展速率。通过Origin6.0软件对数据进行处理并绘制裂纹扩展速率(△a/△N)与应力强度因子幅△K的关系曲线。结果表明:在Pairs区范围内,疲劳裂纹扩展速率对双态组织中初生α相含量的多少不敏感,而在近门槛区和快速扩展区,裂纹扩展速率对组织比较敏感;在本实验研究的条件下,细针编织状魏氏组织的da/dN<平直状片层组织的da/dN<双态组织的da/dN。

初生α相含量对TC4 ELI钛合金动态应力应变行为的影响

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对低间隙Ti-6Al-4V(TC4 ELI)钛合金中4种初生α相含量不同的等轴组织在不同应变速率(2 000、3 000和4 000 s 1)下进行动态压缩试验,通过动态压缩试验得到材料的动态真应力—应变(σ—ε)曲线,并利用金相显微镜(OM)等对试验后发生剪切失效破坏试样的端面进行观察分析。结果表明:随着初生α相含量的增加,TC4 ELI的平均动态流变应力、均匀动态塑性应变和冲击吸收功(E)的变化规律不明显,在4 000 s 1应变速率加载条件下,4组试样均发生剪切失效破坏,在失效试样的端面观察到几乎呈同心的圆弧形白亮绝热剪切带(ASB),部分剪切带发生分叉,裂纹在剪切带内形核、长大和聚合,最终导致试样断裂。

信息用户研究的理论进化

国外重视信息用户研究不仅体现在成果丰富,更加体现在其研究理论的不断进化。信息用户研究理论经历了从系统观到认知观的范式转变,当前已开始进化到社会观与认知观结合的新阶段,其理论成果主要体现为IUE理论与ELIS理论。二者研究焦点均实现了从用户个体向更广泛的社会、环境因素的转变,研究维度具有多样性、学科交叉性。用户研究理论的进化牵动着信息管理学研究领域的整体创新,并促进信息管理学对各学科研究方法的兼收并蓄及深入运用。

TC4ELI钛合金低周疲劳性能研究

研究了具有网篮组织的TC4ELI钛合金材料在不同应变幅值下的低周疲劳性能,给出了TC4ELI钛合金在低周疲劳下的循环应力-应变曲线,拟合出循环应变硬化指数、循环强度系数以及应变-寿命特征系数,并通过光学显微镜进行金相分析,通过扫描电镜进行断口形貌分析。结果表明,TC4ELI钛合金呈现出循环软化的特性;距离疲劳断口1.5 mm处的组织形态与断口处无明显变化,疲劳裂纹以穿晶方式扩展直至断裂;随着应变幅值增大,韧窝变大变深,韧性断裂特征变得更加显著。