大塑性变形钨合金的断裂韧性研究

冲击韧性代表材料抵抗裂纹形成及扩展的能力，是一个与强度和延伸率有关的综合性指标，国内外大量的研究表明［1-4］：钨合金经过大变形锻造工艺后，材料的强度随着变形量的增加基本上呈线性增长趋势，延伸率则随着变形量的增加而缓慢降低。

对于传统锻态钨合金（变形量小于20%，抗拉强度1200MPa ，延伸率在10%左右）的冲击韧性，人们已认识的比较深入，主要有以下规律：冲击功a k 随钨含量的升高而降低；变形态钨合金冲击韧性低于未变形态；冲击韧性随试验温度降低而降低。

为摸清大变形强化钨合金在强度大幅度提高的同时对冲击韧性的影响规律，作者拟针对93W 合金开展不同锻造变形量对材料冲击韧性的影响研究，并对冲击断口形貌特征进行扫描电镜对比分析。

1试验方法研究用钨合金材料是通过粉末冶金方法制造的。

将符合国军标要求的W 、Ni 、Fe 等元素的粉末按一定的比例配粉，然后通过混粉、冷等静压成型、烧结、真空热处理制成真空态坯料（93W ，Ni/Fe 比为8∶2）。

锻造变形工艺是在四模单夹头卧式精锻机上进行，为达到研究所要求的40%~60%的较大变形量，采用小变形量、多次锻造的方法，以加热—锻造—退火为一个循环，进行多次循环锻造。

每个循环的锻造结束后，将棒坯进行锻间热处理。

锻造结束后，在箱式电阻炉中进行去应力退火，温度为500～700℃，时间为1h ，得到不同变形量的锻态坯料。

冲击韧性试验采用10mm ×10mm ×55mm 的标准无缺口冲击试样，在JB250型冲击试验机上进行冲击韧性试验，在S360型扫描电镜上观察拉伸试样的断口形貌。

2试验结果和讨论2.1变形量与常温冲击功的关系本试验中的变形量是按棒坯截面面积的缩减量计算的，不同变形量93W 合金的室温冲击功及对应的抗拉强度、延伸率见表1。

将表1中的变形量与冲击功关系绘制成曲线，见图1。

由表1可知，与变形量小于20%的传统锻态钨合金相比，随着变形量的增大，大变形钨合金的强度高出大变形锻造钨合金冲击韧性和断口组织特征研究齐志望1，贾洪生2，田开文1，黄伟1，尚福军1，史洪刚1，史文璐1（1.中国兵器科学研究院宁波分院，浙江宁波315103；2二炮审价中心，北京100085）摘要采用锻造大变形工艺制备出各种变形量的93W 合金，开展不同锻造变形量对冲击韧性的影响规律研究，并对冲击断口进行SEM 微观形貌观察与分析。

大塑性变形钨合金的断裂韧性研究?———l短时成形,可以抑制Ti/B界面反应以及硼的结晶化. 对拉伸试样的断裂面进行SEM观察,未发现B 纤维从钛基体中拉脱,这是由于在Ti/B界面避免了生成脆性TiB层,得到牢固的Ti/B界面接合.也未发现纤维内钨芯丝与B剥离,说明在适宜成形温度下,钨芯丝近旁的B没有结晶化.另外发现部分B纤维内有贯穿的裂纹存在.但这种裂纹没有扩展到钛基体中,钛基体的断裂面上呈现的是延性断裂形貌, 可见Ti基体层有效地抑制了硼纤维内裂纹的扩展. 吴全兴摘译自《日本金属学会志》大塑牲变形钨合金的断裂韧性研究钨及钨合金因熔点高,蒸气压低,热传导率高, 耐蚀性及热冲击性良好而使其在高温环境下广泛应用.但形状复杂的零部件加工(如车削等)较困难.大的塑性变形不仅可使材料的拉伸强度升高,硬度增大,而且还可使其韧性提高.高压扭转是一种常用的获得细晶的大塑性变形法.高压扭转时,将西6mmx 0.8mill薄片状试样插入到2个互相挤压的砧台之间. 因钨的屈服应力高达705,815MPa.砧台采用较硬的Co一93WC制作.高压扭转变形温度恒定为400oC, 试样经受近10GPa的流体静压力.奥地利研究人员用此方法对纯钨,氧化镧弥散强化的钨合金(WL10) 和掺钾的钨合金(WVM)进行高压扭转变形,随后进行室温断裂韧性试验,宽约100p,m,深约15m 的预制裂纹是采用聚焦离子束切割的,预计缺口半径小于20nm.3种钨合金的加工工艺分别为:23mm 的纯钨烧结棒轧制成9mm的棒材;48mm的 WVM烧结棒先锻造至23mm,随后轧制成14mm 棒材;48mill的WL10烧结棒也轧制成9mm 的棒材.垂直于轧制方向测量合金的晶粒尺寸为2~5mm. 大塑性变形后晶粒细化.剪切应变还会使WL10和 WVM合金中细小分布的粒子析出,WL10是由粒子的变形与碎化引起的;WVM则是由粒子沿剪切角排布引起的.与轧制,拉拔等变形方式细化晶粒不同的是,大塑性变形后,合金主要是大角度晶界构成的粒状结构.SEM图像中显现波纹状或曲线状形貌,表明合金内具有很高的内应力.变形温度越低,粒状结构越细小.此时钨合金的断裂韧性值可提高2,8个数量级,测量值达40MPam.从断裂表面的组织形貌可清楚地看出,晶粒细化是断裂韧性提高的主要原因.按ASTME399标准加工烧结态合金的断裂韧性试样.应力因子R=20,Ak=20MPaml,'2,循环15000 周次.纯钨的平均疲劳裂纹长度为100p,m,WL10的为130p,m,WVM的为75m.测定烧结态3种钨合金在室温,200.C,400.C的断裂韧性KIc.辐射加热试样,载荷速率为0.03567mndmin,用势落法测定裂纹扩展.断裂韧性测试结果如表1所示.SEM观察发现,3种钨合金在3种不同温度下断裂行为相似, 只有沿晶断裂发生.比较断裂表面发现3种钨合金的晶粒尺寸差别很大,起始裂纹和终裂纹的失效模式差别不大.高温延性增高可能是由热激活塑性变形引起的.表13种钨合金的断裂韧性WL10和WVM的高温蠕变抗力较高.这是因为 La20和钾粒子均阻止晶粒长大,位错运动,尤其是在高温下,聚集的大角度晶界可动性很高,激活能较低.因此,对大塑性变形的钨合金的再结晶行为也需要重点研究.通常来说,WL10和WVM高温下较稳定,高压扭转变形后仍很稳定.高压扭转试样在800,1000, 1200.C真空热处理保温1h,WL10和WVM比纯钨稳定得多.1200.C热暴露1h后,高压扭转应变稀有金属快报纯钨试样再结晶前晶粒尺寸近似为300nm,热处理后尺寸增至约2mm,与初始晶粒尺寸相当.但WVM 较稳定.热处理后晶粒尺寸仍保持在500nm左右. 高压扭转变形后晶界更清晰,已形成部分120.角. 曾立英摘译自((16thInternationalPlanseeSeminar2005))硬质合金断裂韧牲的测试新方法在选择应用脆性,高耐磨材料时,需要了解材料的硬度,横向断裂强度及断裂韧性等参数.特别是在金属切削工具领域.良好的加工性能和长久的使用寿命是关键的性能参数.在测量硬质合金断裂韧性时,Leoben大学研究发现,用通常的Palmqvist方法测量的结果与疲劳实验测出的Kl值有偏差,特别是在对高硬度合金进行测量时.奥地利普兰西硬质合金中心研究出一种新的测试硬质合金的方法. 这个方法所用的试样先要预制裂纹.并可以控制裂纹的扩展.所用的是三点单边梁V形内切口试样.如图1所示.试样在一个安装了最优化弯曲试验装置』切而03:三f)图1单边梁V形内切13试样图的Zwiek试验机上预制裂纹.裂纹扩展始于V形切口内侧的尖端直到贯穿整个试样的宽度.试样预制裂纹之后,在大气中于300oC退火2h,随后在一个标准的弯曲试验装置中使其断裂,并记录与断裂相应的载荷,最后测量试样的值,为此先计算裂纹的平均长度,图2是裂纹长度测量方法示意图.裂纹平均长度口按公式(1)计算.口=l/5aI+oa+az+a4+as)(1) KJc值按方程(2)和(3)计算.Y(旦)Ktc=1.5P.f.?(MPa?,/in)(2) 图2裂纹长度测量方法示意图Y(旱)==:兰兰:二差!:兰:兰:兰:兰(3)凡{(1+2?詈)?(1一詈)..J式中:P是断裂载荷,是试样的高度,b是试样的宽度,Z是弯曲装置2支点间的距离,Y(a/b)是修正系数,由Srawley给出.Z的值通常为:Z=4h+0.Olh(4)为了证明这个方法的有效性和可靠性.使用了不同成分的硬质合金和3个级别的金属陶瓷进行测试. 测试发现,对晶粒小于1m等级的材料,若不经过退火预处理不能得到预制裂纹,这是由于试样切口处存在相当大的应力集中,当裂纹扩展时会直接导致试样断裂.为了去除应力,试样需在800?,退火2h,或者用激光在切口处进行处理.与未经退火处理的试样相比.退火的和经激光处理的试样中裂纹前沿比较平缓.实验证明,退火或激光处理的试样更合适预制裂纹.在与Palmqvist法测得的值进行比较后发现,维氏硬度超过19000MPa时,采用Palmqvist法更可靠,对于硬度值在8000,22000MPa的材料,采用新方法测量所有不同试样均可获得可靠的值, 其标准偏差小于2%,特别对于超细晶的硬质材料, 采用新方法可获得更可靠的值.虞忠良摘译自((16thIntemationalPhnseeSeminar2005))。

材料的断裂力学研究与韧性改进材料的断裂力学研究与韧性改进一直是材料科学领域的重要研究方向。

通过对材料断裂特性的分析和研究，可以进一步了解材料的力学性能，并寻找提高材料韧性的方法。

本文将介绍材料的断裂力学研究和韧性改进的相关内容。

一、材料的断裂力学研究材料的断裂力学研究是研究材料在外力作用下发生破坏的过程。

断裂力学研究的核心是分析材料的断裂行为和破坏机制。

通过对材料断裂的力学行为进行理论建模和实验研究，可以揭示断裂过程中的应力分布、应变分布以及裂纹扩展等现象。

在材料的断裂力学研究中，最重要的概念之一是裂纹。

裂纹是材料内部的一种缺陷，它会造成材料的应力集中，从而导致材料的破坏。

通过研究裂纹的行为，可以预测材料的破坏时间和形式，并为韧性改进提供依据。

二、材料韧性的改进方法在材料工程中，提高材料的韧性是一项重要的任务。

韧性是指材料在受外力作用下发生破坏之前能够吸收的能量。

提高材料的韧性可以增加其抗断裂性能，延缓材料破坏的时间和方式。

改进材料的韧性可以从以下几个方面入手：1. 材料的组织结构设计：通过调整材料的组织结构，例如晶粒尺寸、晶界分布等，可以改变材料的断裂行为。

粗小晶粒和有序的晶界结构可以阻碍裂纹的扩展，提高材料的韧性。

2. 添加合适的成分：通过添加合适的成分，如添加纤维增强材料、增加硬质相、掺杂合适的元素等，可以增强材料的耐切削性和韧性。

3. 表面处理：改变材料的表面性质，如采用化学处理、表面涂层等方法，可以提高材料的耐磨性和抗腐蚀性，进而改善材料的韧性。

4. 加工工艺控制：合理选择加工工艺和工艺参数，可以优化材料的晶粒结构和缺陷分布，提高材料的韧性。

通过上述韧性改进方法，可以提高材料的断裂韧性，延缓材料的破坏，从而使材料在工程应用中具有更好的可靠性和耐久性。

三、材料断裂力学研究的应用材料断裂力学研究在工程领域具有广泛的应用。

通过对材料断裂行为和裂纹扩展的研究，可以为材料的设计、使用和维修提供理论指导。

DOI ：10.3969/j.issn.1009-0622.2020.02.009钨合金冲击韧性随温度变化的演变规律及断裂方式研究王玲1,秦颖楠2,熊宁2,刘桂荣1,刘国辉1（1.安泰天龙钨钼科技有限公司，北京100094；2.安泰科技股份有限公司，北京100081）摘要：选用粉末冶金法制备93W-5Ni-2Fe 合金，通过低温冲击韧性试验测试合金在常温到-60℃之间的冲击韧性，探索材料在低温环境下冲击韧性演变规律，通过扫描电镜观察低温冲击韧性断口，研究材料在低温环境下的断裂机制演变规律。

结果表明：93WNiFe 合金材料随着材料环境温度的降低，材料的冲击韧性开始基本维持不变，当环境温度低于-30℃之后，材料冲击韧性开始下降，材料的断裂模式逐渐由钨颗粒的穿晶断裂、粘结相撕裂演变为钨-钨界面分离、钨-粘结相的界面分离，材料开始变脆，随着温度进一步的降低材料越来越脆。

关键词：粉末冶金；钨合金；冲击韧性；低温脆性中图分类号：TG146.4文献标识码：A收稿日期：2020-01-05资助项目：国家重点研发计划专项资助（2017YFB0306000）高密度钨合金材料是以钨为基体，镍、铁或铜的固溶体为粘结相，采用粉末冶金工艺制备而成，具有强度高、硬度高、延展性好、机加工性能好、热膨胀系数小、导热系数大、抗氧化和抗腐蚀性能好等一系列优点，并被广泛应用于航空航天、电子信息、武器装备等领域。

随着现代科学技术的飞速发展，特别是在军事科学领域，高密度钨合金被越来越多的在极端环境下使用，根据军用设备环境试验方法要求，国际范围内的低温极值为-61℃[1-5]。

近年来国内外学者对于钨合金室温状态下的力学性能以及高温状态下的力学行为有着较多的研究报道，但对于零下低温环境中高密度钨合金的力学行为研究罕有报道[6-9]。

高密度钨合金作为武器装备中战斗部的关键材料，使用过程中经常会承受巨大的冲击载荷，而冲击韧性是材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，反映材料内部的细微缺陷和抗冲击性能，因此冲击韧性是高密度钨合金材料的一项重要的性能指标。

第26卷　第6期2003年 11月 兵器材料科学与工程ORDNANCE M ATE RIAL S CIENC E AND ENGINEERING Vol.26　No.6　Nov.　2003 97钨合金力学性能研究　马红磊,胡更开,李树奎(北京理工大学理学院力学系,北京100081)摘　要:利用扫描电镜和Hopkinson型试验装置,对97钨的显微组织、断裂方式、及准静态和动态力学性能进行了研究。

结果表明,97钨是具有较大压拉比的敏感材料,又是同时具有压缩韧性和拉伸脆性解理断裂的特殊材料。

关键词:钨合金;动态力学性能;细观力学中图分类号:T G113.25 文献标识码:A 文章编号:1004—244X(2003)06—0039—03 钨合金一般具有高强度、高密度,良好的导电和导热性,热膨胀系数小,抗氧化、耐腐蚀性强,可进行机械加工、焊接、锻压、热处理等等一系列优异的物理、力学性能优点,在兵器、航空航天、电子信息、能源、冶金、机械加工工业和核工业等领域中有着不可替代的作用,在国民经济中占有重要的地位,受到了世界各国的高度重视,特别是在国防军工中,钨合金是目前对付装甲目标等的主要动能武器弹芯材料。

笔者以含钨质量分数为97%的钨合金为研究对象,从实验上分析它的变形及损伤机理,研究它的动态力学性能,为进一步计算和工程应用提供基础数据。

在此基础上,我们试图从理论上对所观察的结果进行一定的分析。

1　实验方法1.1　实验材料实验所用钨合金是选用Ni、Fe系作为基体,钨质量分数为97%,镍铁比率为7∶3,混料24h,再经过2t等静压、1600℃烧结1h制成柱状胚料,然后由线切割制成所需试样。

图1给出钨质量分数为97%钨镍铁合金原始组织照片,由图像处理分析,平均半径为22.7μm,钨颗粒体积分数94.69%。

1.2　动态实验测试装置分离式Hopkinson压杆装置(SH PB)[1]是材料动态性能研究的重要工具,实验装置如图2所示。

91钨合金断裂行为研究
刘海燕;李智芳;宁建国
【期刊名称】《太原理工大学学报》
【年(卷),期】2005(36)6
【摘要】利用扫描电镜拉伸台,通过观察钨质量分数为91%,晶粒度不同的三种钨合金材料受载后裂纹生成、扩展的全过程和断口形貌,研究晶粒度对材料力学性能的影响.结果表明,晶粒度为1～3 μm的钨合金表现为脆性沿晶断裂,裂纹沿着晶粒与晶粒之间的界面产生、扩展;晶粒度约为10～15 μm的钨合金表现为脆性断裂,粘接相失效破坏,裂纹沿着晶粒与粘结相界面扩展;晶粒度约为30～40 μm的钨合金表现为穿晶断裂,裂纹穿晶向前扩展.
【总页数】3页(P716-717,741)
【作者】刘海燕;李智芳;宁建国
【作者单位】北京理工大学,理学院,北京,100081;北京理工大学,理学院,北
京,100081;北京理工大学,爆炸科学与技术国家重点实验室,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TG113.25
【相关文献】
1.钨合金丝成分和显微结构对在1366～1500K蠕变和应力断裂行为的影响 [J], Yun.,HM;陈安庆
2.原位反应自发渗透法TiC/AZ91D镁基复合材料及AZ91D镁合金的拉伸变形与
断裂行为 [J], 陈礼清;郭金花;王继杰;徐永波;毕敬
3.热处理对挤压镁合金AZ91拉伸变形与断裂行为的影响 [J], 严琦琦;傅定发;张辉;陈振华
4.AZ91D镁合金手汗腐蚀机理研究 I.手汗模拟液中AZ91 D镁合金腐蚀的动力学规律 [J], 李瑛;张涛;王福会
5.钨和钨合金的新发展(Ⅱ)——钨合金和高纯钨 [J], 殷为宏;郑汉;张德尧
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高应变率压缩载荷下钨合金变形与失效研究
杨卓越;王富耻
【期刊名称】《华北工学院学报》
【年(卷),期】1996(017)004
【摘要】本文借助于扫描电镜和光学显微镜，研究了９３Ｗ－Ｎｉ－Ｆｅ合金圆柱试样在高应变率压缩载荷下的变形与失效特征，研究表明，圆柱试样的变形过程经历了３个阶段；（１）均匀变形阶段；（２）对称不均匀变形阶段；（３）非对称不均匀变形阶段，其中不均匀变形是区域性的，绝热剪切带协调上述不均匀变形区域的界面，失效时在拉应力最大的区域首先形成裂纹，这些裂纹扩展到一定深度后通过剪切带聚合。

【总页数】6页(P283-288)
【作者】杨卓越;王富耻
【作者单位】华北工学院;北京理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.411
【相关文献】
1.镁合金在大变形和高应变率下塑性变形研究进展 [J], 宁俊生;范亚夫;彭秀峰
2.TC17钛合金在高温与高应变率下的动态压缩力学行为研究 [J], 牛秋林;陈明;明伟伟
3.冲击载荷下钨合金圆台试件绝热剪切变形局部化的数值模拟 [J], 李剑荣;虞吉林;魏志刚
4.高速冲击载荷下钨骨架/Zr基非晶合金复合材料的变形特征 [J], 程焕武;王鲁;薛云飞;王海丽;吴清山;张海峰;王爱民
5.高应变率下混凝土准一维大变形压缩实验研究 [J], 王万鹏;胡永乐;林俊德;陈剑杰
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应变率相关弹塑性材料动态断裂韧性的试验研究的
开题报告
题目：应变率相关弹塑性材料动态断裂韧性的试验研究
研究背景与意义：
随着人类科技的发展，材料科学发展也日新月异。

目前，应变率相关弹塑性材料动态断裂韧性的试验研究已经成为了材料科学领域中的热点研究方向之一。

在高速运动的物体中，常常会出现冲击等动态载荷，因此研究动态断裂韧性已经成为了材料科学领域的研究方向之一。

动态断裂韧性的研究有助于了解弹塑性材料在高速载荷下的物理性能，对于提高材料的应对能力以及进一步提高材料科学技术具有重要的意义。

研究内容：
本研究将从试验研究的角度出发，研究应变率相关弹塑性材料的动态断裂韧性。

通过建立实验平台和开展试验研究，研究不同应变率下的动态断裂韧性表现，并进一步分析和探讨其机理和规律。

研究方法：
本研究采用试验研究方法，通过建立实验平台，进行应变率相关弹塑性材料的动态断裂韧性试验，得到实验数据，进一步分析和探讨其机理和规律。

研究计划：
时间节点研究内容
第1-2个月了解弹塑性材料的基本性质和研究现状
第3个月设计建立试验平台
第4-8个月基于试验平台进行试验研究
第9-10个月数据分析和处理
第11-12个月总结撰写论文并准备答辩
预期成果：
本研究预期通过试验研究得到不同应变率下的动态断裂韧性表现实验数据，并进一步分析和探讨其机理和规律。

研究成果有望提供弹塑性材料在高速载荷下的物理性能及应对能力的参考，对于进一步提高材料科学技术及应用具有重要的意义。

第17卷第4期2007年8月 粉末冶金工业POWDER METALL URG Y IN D USTR Y Vol.17No.4Aug.2007收稿日期:2007-04-07基金项目:教育部重点项目(104142);湖南省自然科学基金项目(06JJ 30027);中国博士后科学基金项目资助(20060390261)作者简介:刘文胜(1967-),男(汉),陕西富平人,副教授,博士,主要从事高性能钨合金/钛合金研究。

钨基合金的断裂失效和强韧化研究现状刘文胜,马运柱,黄伯云(中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南　长沙　410083)摘　要:对比分析了钨合金材料的断裂失效特征及不同断裂行为的模型和机理,综述了几种针对钨合金材料的断裂失效特性而进行的强韧化技术和其研究现状,特别是就绝热剪切局域化对材料性能的影响进行了分析,提出了钨基合金材料的研究和发展方向。

关键词:钨基合金;断裂特征;强化;增韧中图分类号:TF12512;T G14614 文献标识码:A 文章编号:1006-6543(2007)04-0026-06INVESTIG ATION OF FRACTURE FAILURE AND STREN GTHENIN G 2TOU GHIN GOF TUN GSTEN 2BASED ALLO YSLIU W en 2sheng ,MA Yu n 2zhu,HUANG B ai 2yu n(State K ey Laboratory for Powder Metallurgy ,Central S outh University ,Changsha 410083,P 1R 1China )Abstract :Fracture failure characteristics ,models and mechanisms for different fracture modes of tungsten 2based alloys are reviewed 1Several strengthening or toughing technologies and status of study are introduced 1E ffect of adiabatic shear band on properties is analyzed especially 1The study and development trend of tungsten 2based alloys is figured out 1K ey w ords :tungsten 2based alloys ;fracture characteristic ;strengthening ;toughing 随着科技的飞速发展,坦克、装甲车等的防御能力不断地提高,而坦克、装甲车等正是陆军作战的主攻力量,这就迫切需要研制出高性能、高威力的穿甲材料。

一画‰糍有色合金及压铸大塑性变形材料及变形机制研究进展路君,靳丽,曾小勤,丁文江(上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200030摘要:大塑性变形技术(SPD具有将铸态粗晶金属的晶粒细化到纳米量级的巨大潜力。

综述了SPD技术的分类、优势及其存在问题;介绍了材料在SPDhv工过程中的组织转变特点, 指出如果超塑性成形能够在镁合金等中得到成功的应用,则可大大拓宽其实际应用领域;描述了SPD细化铝、镁、钛等合金后的微观组织、塑性变形机制与力学性能,最后对大塑性变形技术的应用前景进行了展望.关键词:大塑性变形;铝;钛;镁合金;微观组织;力学性能;变形机制中图分类号:TGl46.2文献标识码:A 文章编号:1673-3320(200801-0032-05Deformation Mechanism of Severe Plastic Deformation AlloyLU Jun,JIN Li,ZENG Xiao—qin,DING Wendiang(National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming,,Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030,ChinaAbstract:Severe plastic deformation(SPDis an effective route to refining coarse—grain size into nanometer regime,the SPD technical classification.advantage and it existence problem are reviewed.The characteristics of the organization of material which change within processing in the SPD is introduced,also poims out superplasticity can get a successful application in the magnesium alloy ete.,which may greatly open up its practical application domain;then describes the organization,the plasticdeformation mechanism and mechanics properties of Al’Mg,Ti Mloy afterSPD,finally further improvements and applications of SPD material are put forward.Key words:Severe plastic deformation;Aluminum;Titanium;Ultrafine grained magnesium alloy; Microscopic organization;Mechanical properties;Deformation mechanism大塑性变形法(S e v e r e P l a s t i c Deformation,SPD具有将粗晶材料的晶粒细化到纳米量级的巨大潜力,是近年来逐步发展起来的一种独特的超微粒子(纳米晶和亚微晶金属及其合金材料制备工艺。

超高应变率变形下纯钨的断裂失效行为和动态再结晶
陈逊;黄宇峰;张磊;陈柏杉;刘文胜;马运柱
【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》
【年(卷),期】2022(27)5
【摘要】采用激光冲击加载技术对粉末冶金烧结态钨和熔炼态钨进行超高应变率下的动态加载,利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对冲击后的多晶钨进行损伤特征和微观组织表征,研究孔洞对冲击载荷下多晶钨的断裂失效行为和动态再结晶机制的影响。

结果表明:在超高应变率下多晶钨的断裂失效模式仍以沿晶断裂为主,晶界孔洞和晶内孔洞均为动态加载下材料失效的起源。

孔洞对冲击波的反射造成了在孔洞周围应力持续集中,位错大量形成并互相缠结,使得形变储存能迅速增加。

在较高的冲击压强下,烧结态钨通过晶界弓出机制发生动态再结晶形核,冲击后存在大量的等轴状再结晶组织,并且由于冲击波随着深度的增加而衰减,再结晶程度随深度增加逐渐降低。

【总页数】11页(P498-508)
【作者】陈逊;黄宇峰;张磊;陈柏杉;刘文胜;马运柱
【作者单位】中南大学轻质高强国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TF124
【相关文献】
1.高应变率压缩载荷下钨合金变形与失效研究
2.高温高应变率下纯钼动态力学性能与失效行为
3.高温高应变率下纯钼动态力学性能与失效行为
4.67％变形量纯钨轧板在1250°C退火过程中的再结晶行为
5.超高纯铝的大塑性变形及再结晶行为
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钨钼合金材料高温力学行为研究钨钼合金材料是一种耐高温、高强度的金属材料，被广泛应用于航空航天、核能和石油化工等高科技领域。

然而，在极端的高温、高应力环境下，钨钼合金材料的高温力学行为非常复杂，研究其高温力学行为对于相应领域的技术发展和理论研究具有重要的意义。

一、钨钼合金材料的高温力学行为表现在高温环境下，钨钼合金材料的力学性能表现为塑性减弱、硬度升高、疲劳寿命缩短、断裂韧性下降等。

此外，在高应力、高应变率的情况下，钨钼合金材料还会表现出蠕变现象和蠕变疲劳现象。

因此，钨钼合金材料的高温力学行为非常复杂，需要深入研究和探索。

二、钨钼合金材料的高温力学行为机理钨钼合金材料的高温力学行为受到多种机理的影响，主要包括材料的晶体结构和微观组织、热激活过程、扩散和变形机制等。

例如，在高温环境下，钨钼合金材料的微观组织会发生变化，晶粒长大、晶界移动；同时，材料中的夹杂物、氧化物等会加速晶界的移动和破裂，导致材料的失效。

此外，钨钼合金材料在高温下也会发生扩散现象，如导致晶界扩散和内部元素的偏析，进一步加剧了材料失效的风险。

三、钨钼合金材料高温力学行为的测试方法为了研究钨钼合金材料的高温力学行为，需要选用合适的测试方法和手段。

常见的测试方法包括静态拉伸、压缩、弯曲测试、高温晶粒长大实验等。

此外，还可以运用高温蠕变实验、高温疲劳测试等手段，来深入研究钨钼合金材料的高温力学行为机理和性能。

四、钨钼合金材料高温力学行为的应用前景随着航空航天、核能和石油化工等领域的不断发展，钨钼合金材料在这些领域中的应用前景十分广阔。

而钨钼合金材料的高温力学行为正是这些领域研究和应用的核心问题之一。

在未来，钨钼合金材料高温力学行为的研究将有助于更好地发展和改进相应领域的技术。

五、结语综上所述，钨钼合金材料的高温力学行为是一个十分复杂的问题，需要通过深入研究和探索来得到更好的解决。

希望通过本文对钨钼合金材料高温力学行为的介绍，能够为相关领域的研究和应用提供有益的参考和借鉴。

钨合金动态变形与自锐化机制研究钨合金是一种具有高熔点、高强度和高密度的重要材料，在许多领域中得到广泛应用。

对钨合金材料的动态变形和自锐化机制的研究，有助于深入了解其力学性能和应用潜力，进而指导材料设计和加工工艺的优化。

本文将从钨合金的动态变形和自锐化机制两个方面进行论述。

首先，钨合金的动态变形机制。

动态变形通常指的是在高应变速率或冲击加载条件下材料的塑性变形行为。

与静态变形相比，动态变形条件下材料的力学响应与行为将发生明显的变化。

对钨合金的动态变形机制的研究，可以帮助我们理解其在高应变速率条件下的行为。

已有研究表明，钨合金在动态加载条件下呈现出良好的塑性变形能力和抗冲击性能。

这主要要归因于钨合金的晶体结构、晶界和位错动态行为的变化。

当钨合金受到冲击加载时，晶体结构的变形将会发生，晶界迁移或性质改变的过程也会得到加速。

此外，钨合金中的位错也会发生变化，且可能会生成新的位错，从而增强了材料的韧性和抗冲击性能。

其次，钨合金的自锐化机制。

自锐化是指材料在高应变速率加载条件下，由于自身形变的作用，材料表面会出现剥落、磨耗或切削现象。

这种现象在钨合金中也存在。

钨合金的高密度和高硬度使其具有日常材料所不具备的高抗磨损性能。

研究发现，钨合金材料在高应变速率加载条件下，其表面因产生大量塑性变形而发生自锐化现象。

这些塑性变形在材料的变形过程中，不仅消耗了部分能量，还能促进材料表面的自动整原及去除被破坏的部分。

因此，钨合金在高速冲击、高温摩擦或高应变速率下的使用具有较好的自锐化和耐磨性能。

总结起来，钨合金的动态变形和自锐化机制的研究为我们提供了深入了解其力学性能和应用潜力的机会。

对钨合金的动态变形机制的研究有助于我们了解其在高应变速率条件下的塑性变形行为，从而指导材料的设计和加工工艺的优化。

而研究钨合金的自锐化机制，有助于我们设计出更耐磨损的材料，并应用于高速冲击和高温摩擦等领域。

2. Jegaprabhakaran J, Rajamanickam GV, Rajasekaran R, et al. Mechanical behavior and applications of nanopolycrystalline metals and alloys. Adv Eng Mater. 2024;17(5):742–750.。