超声疲劳狗骨平面试样设计与疲劳寿命实验研究

超声谐振技术是研究金属材料超高周长寿命疲劳性能的有效手段之一.超声疲劳试样通常需要独特的几何设计以满足共振的要求.常规疲劳试样如圆棒以及狗骨等不具备平面特征,在定量微观表征等方面存在困难.本文介绍了一种基于狗骨型拉压疲劳试样的带平面超声拉伸疲劳试样及其设计方法、疲劳测试方法.与传统超声疲劳试样设计不同的是,本文的狗骨平面试样具备平面试验段,具有利于定量微观表征的特征.本文以GH4169镍基合金为例,开展狗骨平面疲劳试样设计.通过超声疲劳试验结果表明,本文提出的基于理论解和数值方法的狗骨平面试件能在20 kHz产生共振,并且测得应力数据基本与现有材料S-N曲线相符.本文方法为超声疲劳试样设计与超高周疲劳的微观变形机制研究提供了新思路.

一种基于聚焦离子束的石英玻璃平面透射电镜试样制备方法

使用聚焦离子束制备含有贯通纳米孔的石英玻璃平面TEM试样时,会出现试样硬度高、导电性差、试样片厚度过大等问题。改变试样U型切割时的倾转角,可在低加工束流下将试样薄片快速截断、分离并转移,避免加工时试样发生漂移损坏,或因长时间加工而出现反沉积现象,制备出的贯通纳米孔石英玻璃平面TEM试样衬度均匀、损伤少。该方法为深入研究激光刻蚀对石英玻璃结构的影响奠定了基础,同时也为使用聚焦离子束制备相近材料的平面TEM试样提供了技术参考。

大试样多道次平面应变热模拟试验机的研究

成功研制出了一台大试样多道次平面应变热力模拟试验机。介绍了该设备的加热系统、机械系统、液压系统以及控制与采集系统。以纯铝为试验对象,实现了大试样多道次平面应变过程。试验结果表明:该设备能实现多道次大试样平面应变,能测量材料的变形抗力,由于变形区较大,变形后试样能进行随后的显微力学性能分析,它能满足材料开发与工艺优化的要求。

平面应变压缩技术的研究

介绍一种新型大试样平面应变压缩技术。在总结目前模拟技术不足的基础上,提出了大试样平面应变压缩技术的实验方法,设计了整机的结构,阐述了设备的特点与功能。通过工控机对温度、压力以及位移的数据采集,可以实现热轧带钢的不同工艺参数模拟。最后以纯铁为实验,实现了大试样多道次平面应变过程。实验表明:这种大试样平面应变技术能满足材料开发以及工艺优化对组织和力学性能分析的要求。

新型板带钢轧制过程热力模拟试验技术的研究

研究并开发了适合板带钢轧制过程热模拟的试验设备,讨论了加热系统、变形系统、冷却系统以及控制系统的具体实施与效果,并在此基础上进行了连续6道次变形过程模拟,变形后试样不仅能进行显微组织观察,而且还能进行力学性能分析。研究结果表明,大试样平面应变技术能很好地将材料的成分、工艺以及性能结合在一起。

平面应变过程中摩擦对金属流变规律的影响

研究了平面应变压缩过程中摩擦对金属流变规律以及力能参数的影响.通过有限元软件MSC/Superform,采用二维以及三维热力耦合有限元理论对不同摩擦条件下的力能参数、宽展情况以及变形金属的流动情况进行了分析;在自主研制的大试样平面应变热模拟试验机上,利用室温下工业纯铝探讨了上下接触面摩擦不一致时金属流动的规律.结果显示:随着摩擦的增大,变形负载将增大,宽展减小;当上下接触面间摩擦条件不同时,变形后的试样将出现"U"字型,而且随着上下接触面之间摩擦差值的增大,其变形不均将更加严重.

利用热模拟技术优化DH36船板钢轧制工艺

利用自行研制的大试样平面应变热力模拟试验机,对宝钢DH36船板钢的轧制工艺进行了热模拟与优化,测量了变形过程中材料的流变曲线,并对模拟后的试样进行了显微组织、圆棒拉伸、夏比冲击等分析.结果显示,大试样平面应变模拟技术不仅能满足常规热模拟系统分析的要求,而且模拟后的试样能进行力学性能分析.实验数据表明所模拟的船板钢具有优异的力学性能.