双峰晶粒尺寸分布的室温塑性研究
层错能对电沉积纳米晶Ni-Fe合金显微组织与力学性能的影响
层错能对电沉积纳米晶Ni-Fe合金显微组织与力学性能的影响温建程;戴品强【摘要】Nanocrystalline Ni-Fe alloys with different stacking fault energies were prepared by changing Fe content using pulse electrodeposition method. The microstructure and mechanical properties of the nanocrystalline Ni-Fe alloys were characterized by XRD, TEM and tensile testing. The results indicate that all the prepared Ni-Fe alloys are face-centered cubic structure, single-phase solid solution with the average grain size in the range of 12−25 nm, and the average gr ain size decreases with decreasing the stacking fault energy. The ultimate tension strength of the nanocrystalline Ni-Fe alloys is in the range of 1361−1978 MPa and the elongation to failure is in the range of 9.3%−13.2%. Both the ultimate tension strength and the elongation to failure increase with decreasing stacking fault energy. The increase of tensile strength is due to the fine-grain strengthening. For Ni-Fe alloy, with decreasing the stacking fault energy, the work hardening rate increases, and the plastic instability is delayed, consequently higher plasticity is gained.%采用脉冲电沉积方法，通过改变Fe含量获得不同层错能的纳米晶Ni-Fe合金。
7003铝合金时效双峰的组织与性能研究
按照 GB /T 16865-19975变形铝、镁及合金 加工制品 拉伸试验用试样 6标准执行, 标距为 30 mm。在日本 岛津 AG-10TA 型万能材料试验机上进行拉伸试验, 测定 3个 试样取平 均值。在 T ecnai G2 F30 S-Tw in 型透射电镜下观察合金组织结构, 并比较时效处理 前后第二相粒子的分布。
然后, 取两个时效强度峰值状态下的试样进行 慢应变速率应力腐蚀实验 ( SSRT ) , 用以比较两个峰 时效状态下试样的抗应力腐蚀性能。试验按照 GB / T 16865-1997标准执行, 标距为 20 mm, 试样长轴取 为短横向, 以保证试样开裂面与 SCC 最敏感方向一 致。试样经热处理并除去氧化膜后分为两组: 一组 在空气 中拉伸; 另一组在 w ( N aC l) = 3. 5% 的 N aC l 水溶液中拉伸, 应变速率为 E= 5 @ 10- 5 s- 1。
393 K 200 h
13. 8
413 K 16 h
15. 2
410 h
14. 8
413 K 50 h
14. 6
413 K 70 h
15. 7
413 K 90 h
14. 3
413 K 150 h
14. 1
图 2 7003铝合金在不同温度时效的强度变化曲线 ( 743 K 70 m in固溶, 水淬 )
图 1 7003铝合金不同温度下的时效硬化曲线
54
2011, Vo l. 39, l 1
K ) 时效第二峰的硬度略高于第一峰的, 而高温 ( 413 K ) 时效的则是相反, 第二峰的硬度略低于第一峰的。 可见, 时 效 温 度 对 7003 铝 合 金的 性 能 有 较 大 的 影响。
TC4钛合金晶粒细化及超塑性研究
第15卷第4期2008年8月塑性工程学报J OU RNAL OF PL ASTICIT Y EN GIN EERIN GVol 115 No 14Aug 1 2008TC4钛合金晶粒细化及超塑性研究(西北工业大学材料学院,西安 710072) 王 敏 郭鸿镇摘 要:文章采用形变复合热处理方法对过热组织TC4钛合金进行了组织细化机理及超塑性能研究,结果表明,(α+β)两相区的低温多火次不均匀大变形能增加变形体内的畸变能,提高α和β晶粒的再结晶形核率;提高锻造后的冷却速度能抑制冷却过程中α相在β晶界和晶内的形核和长大,并形成马氏体组织(α′),细针状α′在随后加热锻造时容易破断并形成细小α晶粒;变形后800℃再结晶退火使α相进一步球化,最终形成两相分开度较大的、均匀细小的等轴α+β转变组织,经测定α晶粒直径为2μn ～5μn 。
在最佳工艺条件下,细化后TC4的延伸率可达188117%。
关键词:钛合金;微细化;形变复合热处理;机理中图分类号:T G 14 文献标识码:A 文章编号:100722012(2008)0420155204Study on superplasticity and f ine 2grained of TC4alloyWAN G Min GUO Hong 2zhen(School of Material Science ,Northwestern Polytechnical University ,Xi πan 710072 China )Abstract :Using composite ausform method ,the fine 2grained mechanism of TC4alloy with overheating structure was investigated in the paper.The results show that :The inhomogeneous severe deformation in low temperature zone of (α+β)area can enhance distortion energy of deforming body and increase recrystallizing nucleation rate of α2grain and β2grain.Increasing cooling speed af 2ter forging can restrain nucleation and growth of α2phase on βcrystal boundary ,and form martensite structure (α′).During sub 2sequent forging process ,the fine acicular α′is easy to be broken and to form fine α2grain.After deformation ,recrystallizing an 2nealing of 800℃makes α2phase more sphering and forms fine uniform and equiaxial α+βtransforming structures.The measuredα2grain size is in the range of 2μm ～5μm.In the optimal process parameters ,the elongation of TC4after composite ausform can arrive at 188117%.K ey w ords :titanium ;ultrafine ;composite ausform ;mechanism王 敏 E 2mail :wangmin @nwpu 1edu 1cn作者简介:王 敏,女,1959年生,陕西人,西北工业大学,副教授收稿日期:2007206221;修订日期:2008207204 引 言国产TC4属于(α+β)两相钛合金,兼有α和β钛合金的优点,具有较高的比强度、热强性和较好的综合力学性能,是最为广泛应用的一种钛合金。
冷却工艺对Q235低碳钢组织及性能的影响
冷却工艺对Q235低碳钢组织及性能的影响李雨森;杨跃辉;李敬;苑少强【摘要】将Q235B低碳钢奥氏体化后采用不同的方式进行冷却,得到不同类型的显微组织,然后测定了其力学性能,试验结果表明:实验钢930℃等温20 min后,随炉冷却得到铁素体和少量珠光体组织;空冷时出现大量的魏氏体,而淬火(水冷)形成板条马氏体.轧态、空冷和随炉冷却后的应力应变曲线虽然都有明显的屈服平台,但组织中存在粗大的多边形铁素体时加工硬化指数相对较高.淬火组织的应力应变曲线则表现为连续屈服.【期刊名称】《铸造设备与工艺》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】3页(P48-50)【关键词】低碳钢;冷却方式;应力应变曲线;力学性能【作者】李雨森;杨跃辉;李敬;苑少强【作者单位】唐山盾石机械制造有限责任公司,河北唐山0630202;唐山学院机电工程系,河北唐山063000;唐山学院机电工程系,河北唐山063000;唐山学院机电工程系,河北唐山063000【正文语种】中文【中图分类】TG335.52研究表明：单相组织的钢铁材料具有更优的抗腐蚀性[1]，而目前为提高其力学性能，钢铁材料基本采用多相的组织构成。
因此，开发具有双峰尺度晶粒尺寸分布的钢铁材料不但可以获得更佳的综合力学性能，而且也有利于耐蚀性的改善。
文献[2]采用冷轧后退火的工艺制备出微米和亚微米双峰尺度分布的不锈钢，具有良好的综合力学性能。
因此，如果将此种工艺应用到普通低碳钢上，对低碳钢性能的升级，应用领域的拓展将提供有益的借鉴与参考。
本文以Q235B为研究对象，通过不同冷却方式观察其组织转变，并测试力学性能的变化，为低碳钢双峰尺寸分布组织的制备工艺研究提供基本实验数据。
试验用Q235B商用热轧钢板，厚度为6mm.其化学成分为：w（C）0.14，w（S i）0.16，w（M n）0.70，w（P）0.015，w（S）0.008.在箱式电阻炉中进行加热，热处理过程如图1所示。
纳米金属材料强韧化方法研究
纳米金属材料强韧化方法研究王英; 蒋鑫; 洑佳程; 温贻芳; 龚肖新【期刊名称】《《苏州市职业大学学报》》【年(卷),期】2019(030)004【总页数】6页(P6-11)【关键词】纳米材料; 金属材料; 韧性强化【作者】王英; 蒋鑫; 洑佳程; 温贻芳; 龚肖新【作者单位】苏州市工业职业技术学院机电工程系江苏苏州 215104【正文语种】中文【中图分类】TB31工业制造，材料先行。
新材料产业被认为是21世纪发展最具潜力并对未来发展有着巨大影响的高技术产业。
制造既强又韧的材料也是人类长期追求的目标。
自20世纪80年代初，德国材料科学家Gleiter[1]首先提出了纳米晶体材料(nanocrystalline materials)的概念，并成功制备出铜等金属的块体纳米晶体后，纳米晶体材料的诞生，引起世界范围内对新材料的关注，开启了对纳米材料、微纳米力学和纳米科技方面研究的新时代。
纳米晶体材料指的是晶粒尺寸介于1 nm到100 nm之间的多晶体材料。
随着材料晶粒尺寸的细化，纳米材料表现出许多其他材料所不具备的特性，如小尺寸效应、量子效应、表面效应和宏观量子隧道效应。
正是由于这些特性导致其具有传统粗晶材料所不具备的一系列优异的电、力、磁以及化学和光学特性[2-5]。
尤其是力学特性方面，纳米材料表现出高强度、高硬度和高耐磨损的性能[6-8]，这些特性使其在工程应用方面具有巨大的发展优势。
韧性是强度和塑性的综合指标，是材料塑性变形到断裂整个工程耗散的功，只有强度和塑性都高的材料才具有良好的韧性。
然而，很多实验表明纳米晶体材料的强度虽然很高，但是塑性和延展性非常差，有的轴向拉伸率甚至很少超过5%[9]。
这也是为什么纳晶材料韧性差的原因。
早期研究认为，这种低韧性的主要原因是由于材料在制备的过程中存在缺陷，如孔洞、裂纹和夹杂物。
但是近年来，随着制备工艺的不断进步，研究人员已经制备出高致密度、高纯度、近乎无缺陷的块体纳米材料，通过实验验证，在拉伸延展性和韧性依然存在问题。
应变对二维蜂巢晶格光子晶体能带结构的影响
应变对二维蜂巢晶格光子晶体能带结构的影响王耀乐;徐公杰【摘要】基于平面波法,本论文对应变引起的二维蜂巢晶格光子晶体的能带结构进行了数值计算.选取的两个方向分别是锯齿型边界(zigzag)方向和扶手椅型边界(armchair)方向,在这两个典型方向上对二维蜂巢晶格进行了正负各20%的单轴应变.由于应变导致的对称性破缺,能带结构会有显著的变化.在沿锯齿型边界方向上,TE模带隙随着晶格被拉伸逐渐减小,TM模带隙在应变量大于16%时消失.对于沿扶手椅型边界方向,TE模带隙在压缩15%以上时逐渐减小,在其他应变量的情况下几乎保持不变;TM模带隙在应变量大于18%时消失.这些结果对于完善应力工程和设计二维光子晶体器件有重要的指导意义.%Based on plane wave method,the impacts of strain on band structures of two-dimensional photonic crystal with honeycomb lattices are studied numerically in this work.The directions of strain are assumped to be along zigzag and armchair boundary,and the range of uniaxial deformation is 20%.The bandstructure change obviously since strain-induced symmetry breaking.For the strain along zigzag direction,the gap of TE mode decreases with the stretching of crystal lattice,while the gap of TM mode disappears when the strain is over 16%.As for the strain along armchair direction,the gap of TE mode gradually decreases when the compressed strength is over 15% and keeps almost rubust for other strain case;the gap of TM mode vanishes for a strain larger than 18%.These results play an important role in improving strain engineering and designing two-dimensional photonic devices.【期刊名称】《光散射学报》【年(卷),期】2017(029)002【总页数】5页(P97-101)【关键词】物理光学;光子晶体;蜂巢晶格;应变;能带结构【作者】王耀乐;徐公杰【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093【正文语种】中文【中图分类】O436光子晶体是一种人造的、其介电常数在空间上某些维度具有离散平移对称性的材料。
双峰中密度聚乙烯_纳米碳酸钙复合材料的流变行为与力学性能
第18卷第2期2004年3月常熟高专学报Journal of Changshu C ollegeV ol.18N o.2Mar.2004双峰中密度聚乙烯/纳米碳酸钙复合材料的流变行为与力学性能Ξ于茂赏1,高俊刚2,史大刚2(1.常熟高等专科学校化学系,江苏常熟 2155002.河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002)摘 要:研究了双峰中密度聚乙烯(BMDPE)与纳米碳酸钙不同配比复合物的流变行为与力学性能。
讨论了复合物的组成、剪切应力和剪切速率以及温度对熔体粘度和膨胀比的影响,测定了不同配比熔体的非牛顿指数(n)、熔体流动速率(MFR)、粘流活化能以及习用屈服应力,断裂应力和断裂伸长率,用扫描电镜观察了纳米碳酸钙在复合材料中的分散情况。
结果发现:纳米碳酸钙可以均匀地分散在BMDPE中,少量的纳米碳酸钙就可以明显提高材料的力学性能,在较高的剪切速率下还可以改善材料的加工性能。
关键词:双峰中密度聚乙烯;纳米碳酸钙;复合材料;流变性;力学性能中图分类号:T Q325・1+2 文献标识码:A 文章编号:1008-2794(2004)02-0029-05 聚乙烯(PE)是人类对高分子材料需求量最大的材料之一,也是应用最广泛的高分子材料[1]。
2000年我国对聚乙烯的表观消费量已达到了5970K T,较1999年增长了11.8%,国内聚乙烯的生产已达到了3020K T,较上年增长了9.8%。
聚乙烯被广泛应用于管材、包装材料、农地膜、电线、电缆及其它塑料制品。
为了提高聚乙烯的性能,满足不同的需求,开发出了一系列新型的聚乙烯品种。
例如20世纪90年代中后期,茂金属催化合成聚烯烃获得成功,人们开发出了强度较高的茂金属聚乙烯。
但它难于加工,为了克服茂金属聚乙烯难于加工的缺点,人们又开发了双峰聚乙烯(BPE)。
双峰中密度聚乙烯(BMDPE)是继茂金属聚乙烯后又一新品种,它由低结晶度高分子量的共聚物和高结晶度低分子量的均聚物组成[2]。
新型材料简介
1、塑性差的主要原因超细晶/纳米晶材料的强度和硬度很高，但塑性差。
塑性较差是由于变形态组织在拉伸变形时不能形成足够数量的位错或动态回复抵消已形成的位错，引起加工硬化效应减弱，导致屈服后快速缩颈失稳。
材料组织呈双峰晶粒尺度分布（即在纳米晶粒基体中分布一定体积分数的微米尺度晶粒），大晶粒可发生塑性变形以增殖位错及提供加工硬化效应和变形材料组织存在弥散分布的第二相微粒，第二相微粒阻碍动态回复发生并增强位错积聚能力（即增强加工硬化速率）。
材料组织存在弥散分布的第二相微粒，第二相微粒阻碍动态回复发生并增强位错积聚能力（即增强加工硬化速率）。
2、新型材料的特征：①新型材料获得途径与传统普通材料不同②新型材料是多学科相互交叉、彼此渗透、相互促进，综合研究的成果③新型材料具有高新性能，能满足尖端技术和设备制造的需要④新型材料发展的驱动力由军事需求向经济需求转变⑤新型材料的开发与应用联系更加紧密⑥新型材料应注重与生态环境及资源的协调性3、材料的晶粒尺寸d,被发现遵循Hall-Petch关系Hall-Petch关系是表征多晶材料的硬度（或屈服应力）与尺寸之间关联的关系式，既材料的硬度，式中d为晶粒的平均粒径，K位比例系数。
在纳米材料中，由于特殊的微观结构所带来的反常力学特性主要也是体现在Hall-Petch关系式上。
在一些纳米材料中，Hall-Petch关系为正，既K>0，随着晶粒平均粒径d的减小，材料的显微硬度H增加。
由于结构的特殊，某些纳米材料中还存在负的Hall-Petch关系，即K<0, 材料的显微硬度H随着晶粒平均粒径d的减小呈下降的趋势。
这表明变形机制发生了转变，此时随晶粒尺寸继续减小，材料强度降低。
3、材料的成分、结构与性能之间的关系？①材料的所有性能都是其化学成分和其内部的组织、结构在一定外界因素（载荷性质、应力状态、工作温度和环境介质）作用下的综合反映。
它们之间有很强的依赖关系，相辅相成，而又是不可分割的，它们是材料科学的核心，同时又是认识和开发新型材料的理论基础。
纳米结构热障涂层研究进展
研究发现，原料颗粒粒径分布范围越宽，喷涂得到的涂 层越能保持其纳米结构；相反，颗粒粒径分布窄，将失 去大部分纳米结构特征。细小的颗粒发生熔融并围绕
万方数据
第８期
纳米结构热障涂层研究进展
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构ＹＳＺ在１２００℃下暴露不同时间后发现，涂层的烧 结过程可分为两个过程：第一阶段，随着涂层的致密化 和晶粒长大，硬度和弹性模量快速增加，且弹性模量和 纳米硬度的双峰分布现象开始消失，裂纹开始愈合；第 二阶段，由于微裂纹和气孔维持在了一个基本不变的 水平，ＹＳＺ的结构并未发生根本性的变化，硬度和弹 性模量略有增加。纳米结构ＹＳＺ的热导率仅为传统 涂层的９０％，氧化动力学遵从抛物线规律，较传统结 构涂层具有更优良的抗氧化性、热稳定性和抗热腐蚀 性能［５乳”］。热循环过程中，垂直裂纹、晶问断裂的形 成及四方相向单斜相的转变导致了纳米结构ＹＳＺ具 有更好的抗热震性能［５ ５。”。６…。与传统涂层的失效机理 相同，纳米结构涂层的失效主要发生于表面陶瓷层和 ＹＳＺ／ＴＧＯ界面附近［６１＿６。Ｉ，金属黏结层和表层陶瓷层 的热膨胀系数不匹配而产生的热应力是造成ＴＢＣＳ失 效的主要原因［６ ０。６“，有限元分析表明纳米结构ＹＳＺ ＴＢＣｓ中应力较低是导致其热循环寿命高于传统结构 涂层的直接原因［６ ５。６…。在其他ＴＢＣｓ材料方面，Ｗａｎｇ 等［６ ７１研究了纳米结构Ｌａ。Ｚｒ。Ｏ，涂层，Ｇｏｎｇ等邸…，Ｙｕ 等［６ ９。７叩研究了ＣｅＯ。，纳米Ａ１。Ｏ。掺杂ＹＳＺＴＢＣｓ，发现 这些纳米结构ＴＢＣｓ均具有“双模结构”特征，较传统 ＴＢＣｓ具有更优良的热循环寿命。Ｃｈｅｎ等口阳研究发现 激光后处理能提高纳米结构ＴＢＣｓ的抗热震性能。 倍的更细小液滴；（３）在热的等离子体射流中，溶剂被 蒸发，细小液滴浓度提高并发生沉淀，形成凝胶状的物 质；（４）凝胶状颗粒进一步受热升温并发生热解反应； （５）热解反应产物受热形成纳米固态颗粒；（６）在几毫 秒的时问内固态颗粒发生部分或完全熔融；（７）熔融的 颗粒撞击金属基板形成板条状涂层。
共析体系合金的组织分布控制及强韧化处理
南京理工大学硕士学位论文共析体系合金的组织分布控制及强韧化处理姓名：***申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：***20070708硕士论文共析体系合金的组织分布控制及强韧化处理法制备出几乎不含缺陷、高致密度、内界面清洁的块体纳米材料［２４１。
图１．１中由低温轧制处理获得了内部孔隙极少、致密度很高、平均晶粒尺寸为２００ｎｍ的纳米晶铜，尽管其屈服强度高达４７０ＭＰａ，但其室温拉伸延伸率却仅为２００．６左右（粗晶态Ｃｕ的室温拉伸延伸率接近７０％），在屈服后立即发生颈缩【２５１。
Ｅｂｒａｈｉｍ等ｆ２１】利用电解沉积法制备了内部洁净的厚度为３０ｐ．ｍ的纳米晶Ｎｉ箔，根据电解液的ｐＨ值的不同得知所得晶粒尺寸范围为５０－－３００ｎｍ，力学性能测试发现随着晶粒尺寸的减小，试样屈服强度逐渐增加，但所有试样的断裂延伸率都不超过３．５％。
图１．１低温轧制处理得到的纳米晶Ｃｕ的拉伸工程应力一应变曲线ｍＪ上述结果都表明：除了制备方法本身不足引入缺陷和杂质等原因外，仍存在其它因素限制了纳米材料的塑性。
众所周知，在具有明显屈服现象的常规粗晶材料中，材料达到屈服强度之后，位错密度继续增加，保证了变形仍处于均匀阶段，强度会随之上升，这就是我们熟知的加工硬化现象，继续增加载荷，颈缩等不均匀变形出现，强度降低直至材料发生断裂。
而在纳米晶材料中普遍表现为屈服强度很高，甚至接近于抗拉强度１２７１；这也就是说当纳米材料进行拉伸变形时，刚达到屈服强度就立即发生断裂，并未出现屈服后的加工硬化现象，造成抗拉强度显著降低，造成这一现象的原因可能有以下两点：①晶粒尺寸减小至纳米级，位错变形机制将被大大削弱，材料内部数量巨大的高能界面使原始裂纹在晶粒间迅速传播导致断裂１２ｓＪ；②实验研究发现０３Ａ９，２９１：狭窄的剪切带这一塑性变形不均匀的典型特征普遍出现于纳米晶Ｃｕ、Ｐｄ、Ｆｅ和Ｎ冲。
这种塑性失稳现象在应变初期如果迅速转化为更严重的遍布整块材料的剪切带而又得不到其它因素的抑制，将会极大地降低块体纳米材料的塑性。
大塑性变形制备块体超细晶材料的概述
大塑性变形技术(SPD)制备块体超细晶/纳米晶材料的概述摘要：从制备块体超细晶/纳米晶角度引出了大塑性变形技术，重点概述了等径角挤压、高压扭转、累积叠轧焊等技术；同时分析了SPD材料的强度与超塑性等性能特征，并对其未来发展做出了展望。
关键词：超细晶；大塑性变形；等径角挤压；高压扭转；超塑性1 前言根据晶粒尺度的不同，通常将材料分为：粗晶材料（晶粒大于1μm）；超细晶材料（晶粒大小在0.1μm到1μm之间）；纳米晶材料（晶粒小于100nm）[1]。
晶粒大小是影响多晶金属材料性能的重要因素，由亚微米级晶粒组成的超细晶/纳米晶金属材料由于具有很小的晶粒尺寸和独特的缺陷结构，在室温下不仅具有高的强度、硬度和耐磨性，而且还具有良好的塑性和韧性，在一定的温度范围内还具备超塑性，在磁性材料、催化剂、半导体等方面具有广阔的应用前景。
因此，制备大尺寸、无污染、无微孔隙且晶粒尺寸细小均匀的块体超细晶/纳米晶材料一直是人们研究的热点。
机械化合金加压成块法、电沉积法、非晶晶化法和剧烈塑性变形(Severe Plastic Deformation, SPD)等都可以制备块体超细晶/纳米晶材料，其中SPD被认为是最有希望实现工业化生产的有效途径之一[2]。
SPD具有强烈的晶粒细化能力，可以直接将材料的内部组织细化到亚微米乃至纳米级，其主要的变形方式是剪切变形。
组织细化的主要目的在于[3]：1)充分挖掘材料的潜能，获得满足军事和日益发展的航空航天等领域对高强高韧材料的需求；2)在较高温度下提高材料的超塑性能力，以提高零件的生产效率和开拓难变形材料如镁合金等的加工制备新途径。
Valiev教授认为，采用SPD方法制备超细晶／纳米结构金属应该满足多项条件[4]：1)大塑性变形量；2)相对低的变形温度；3)变形材料内部承受高压。
在这些原则的指导下，大塑性变形工艺得到了迅猛发展，出现了一系列的制备工艺：等通道转角挤压(ECAE)、高压扭转(HPT)、往复挤压(CEC)、累积轧制(ARB)、大挤压比挤压(HRE)、超音喷丸(USSP)等。
对双峰织构类型AZ31_镁合金板材力学性能各向异性的分析
精 密 成 形 工 程第15卷 第8期10 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年8月收稿日期：2023-04-18 Received ：2023-04-18基金项目：国家自然科学基金（U1810208）Fund ：The National Natural Science Foundation of China(U1810208) 作者简介：樊家杰（1998—），男，硕士生，主要研究方向为变形镁合金塑性加工。
Biography ：FAN Jia-jie(1998-), Male, Postgraduate, Research focus: plastic processing of deformed magnesium alloy. 通讯作者：梁伟（1963—），男，博士，教授，主要研究方向为新型镁铝合金开发与加工。
Corresponding author ：LIANG Wei(1963-), Male, Doctor, Professor, Research focus: the development and processing of new magnesium-aluminum alloys.引文格式：樊家杰, 鲁辉虎, 张王刚, 等. 对双峰织构类型AZ31镁合金板材力学性能各向异性的分析[J]. 精密成形工程, 2023, 15(8): 10-18.FAN Jia-jie, LU Hui-hu, ZHANG Wang-gang, et al. Analysis on Anisotropy of Mechanical Properties of Bimodal Texture Type 对双峰织构类型AZ31镁合金板材力学性能各向异性的分析樊家杰1,2，鲁辉虎3，张王刚1,2，梁伟1,2（1.太原理工大学 材料科学与工程学院，太原 030024；2.先进镁基材料山西省重点实验室，太原 030024：3.中北大学 机械工程学院，太原 030051） 摘要：目的 制备双峰织构类型的AZ31镁合金板，以改善板材微观组织和弱化基面织构，研究微观组织对力学性能各向异性的影响规律，以提高镁合金板材的成形性能。
陶瓷材料增韧机理的研究进展
过程中除了产生新的断裂表面需要吸收表面能以外 ，
几乎没有其他吸收能量的机制 ， 这就是陶瓷脆性的本
质原因。 为了改善陶瓷材料的脆性 ， 多年来各国相继
提出多种增韧补强方法和先进的工艺技术 ， 通过在陶 瓷材 料 中添 加 增 强 相如 ＴＣ、ｉ ＴＢ Ｓ 。 ｉ ｉ ＴＮ、ｉ 、ｉ 、 Ｃ Ｃ Ｓ
Ｓ： 中 ｓ、 ｉ ｉ Ｎ原子被 Ａ 及 Ｏ原子置换所形成的一大 １ 来达到增韧的目的【６ 近年来 ， １］ Ｓ。 ， １ 原位增韧的方法又被
类固溶体的总称 ，因此也可以利用 ｓ 的这种相变 Ｃ Ｔ 超强的力学性能 ， Ｎ ｓ ｉ Ｎｓ Ｃ Ｔ 在拔出和断裂时 ， 都要 成功的应用于 — ｉ ｏ 陶瓷材料 ， Ｓ ｎ Ｍ 得到的 仪一 ｉｏ Ｓ ｌｎ ａ 材料所固有的高硬度。 马氏体相变【、 ｌ 铁弹相， 【等应力诱导相变可以 ７ 】 变 ８ １ 显著地增加陶瓷材料 的断裂韧性 。 最典型的是氧化 锆 ，ｒ ＺＯ 从高温到低温经历 ：（ Ｃ立方） ｔ四方） （ 一ｍ 度约为 Ｉ０ ￣（ Ｏ０ 升温时相变温度约为 １０ ￣） Ｃ １０ ，相变 Ｃ 速度快 ， 无扩散 ， 伴随着约 ０ ６的剪切应变和 ４ ． １ ％的 体积膨胀［。 １ 相变增韧 中引入的相变第二相一般是 四 ９ １ 方相的 ＺＯ 。经过 Ｌ ｎ ｅ ｒ２ ａｇ 等人对氧化锆陶瓷应力诱 发相变增韧的完善， 逐步形成了比较完整 的应力诱导 相变增韧机理。 目前提高应力诱导相变增韧的途径主 相变的四方相的体积分数 ；３ 增大相变区 ；４ 提高 （） （） 相变化学驱动力等。
裂韧性 。 随后 ， 材料工作者发现通过在陶瓷基体上
人为引入或原位生长出棒晶或片晶， 并相应增大其体
[整理]ASTM E112(版本未知) 平均晶粒尺寸测试方法(中文)(非官方).
![[整理]ASTM E112(版本未知) 平均晶粒尺寸测试方法(中文)(非官方).](https://img.taocdn.com/s3/m/9ea724dd551810a6f52486e4.png)
金属平均晶粒度测定方法1 范围1.1 本标准规定了金属组织的平均晶粒度表示及评定方法。
这些方法也适用晶粒形状与标准系列评级图相似的非金属材料。
这些方法主要适用于单相晶粒组织，但经具体规定后也适用于多相或多组元和试样中特定类型的晶粒平均尺寸的测量1.2 本标准使用晶粒面积、晶粒直径、截线长度的单峰分布来测定式样的平均晶粒度。
这些分布近似正态分布。
本标准的测定方法不适用于双峰分布的晶粒度。
双峰分布的晶粒度参见标准E1181。
测定分布在细小晶粒基体上个别非常粗大的晶粒的方法参见E930。
1.3本标准的测量方法仅适用平面晶粒度的测量，也就是试样截面显示出的二维晶度，不适用于试样三维晶粒，即立体晶粒尺寸的测量。
1.4 试验可采用与一系列标准晶粒度图谱进行对比的方法或者在简单模板上进行计数的方法。
利用半自动计数仪或者自动分析晶粒尺寸的软件的方法参见E1382。
1.5本标准仅作为推荐性试验方法，它不能确定受检材料是否接收或适合使用的范围。
1.6 测量数值应用SI单位表示。
等同的英寸－英镑数值，如需标出，应在括号中列出近似值.1.7 本标准没有列出所有的安全事项。
本标准的使用者应建立适合的安全健康的操作规范和使用局限性。
1.8 章节的顺序如下：2、参考文献2.1ASTM标准E3 金相试样的准备E7 金相学有关术语E407 微蚀金属和合金的操作E562计数法计算体积分数的方法E691 通过多个实验室比较决定测试方法的精确度的方法E883 反射光显微照相指南E930 截面上最大晶粒的评估方法（ALA晶粒尺寸）E1181双峰分布的晶粒度测试方法E1382 半自动或全自动图像分析平均晶粒度方法2.2 ASTM附件2.2.1 参见附录X23 术语3.1 定义－参照E73.2 本标准中特定术语的定义：3.2.1 ASTM晶粒度——G,通常定义为公式（1）N AE为100倍下一平方英寸（645.16mm2）面积内包含的晶粒个数，也等于1倍下一平方毫米面积内包含的晶粒个数，乘以15.5倍。
Cr_元素对6061_合金挤压型材组织和性能的影响
0前言6061合金属Al-Mg-Si系合金，中等强度，具有良好的塑性和优良的耐蚀性。
特别是无应力腐蚀开裂倾向，其焊接性能优良，耐蚀性及冷加工性能好，应用范围广是一种很有前途的合金。
可阳极氧化着色，也可喷漆处理，适用作建筑装饰材料。
其含有少量Cu，因而强度高于6063合金，但淬火敏感性也比6063高，挤压之后需要经过高强度的固溶淬火，才能获得较高的强度[1]。
王峰[2]等研究了Cu对热挤压Al-Mg-Si合金拉伸性能及导电率的影响，向Al-0.35Si-0.45Mg-0.13Fe合金中添入微量Cu元素后，Mg2Si析出相得到细化且时效强度提高，随着Cu元素含量的增加，峰值时效时间缩短，合金抗拉强度不断提高，但伸长率逐渐降低。
当Cu含量为0.06%时，合金抗拉强度达到最大值145.7MPa。
合金导电率随着Cu 元素含量的增加先升后降，当Cu含量为0.03%时达到最大值60.18%IACS。
潘青林[3]等研究了微量Mn对Al-Mg-Si合金的微观组织与拉伸性能的影响，结果表明，微量Mn 在Al-Mg-Si合金中主要以粒状α-Al15（FeMn）3Si2弥散相的形式存在，尺寸为12μm～210μm，均匀、弥散分布在基体中，有效地钉扎位错和亚晶界，抑制合金热挤压变形过程中的再结晶；均匀化处理过程中微量Mn可促进长针状β-Al9FeSi相向粒状α-Al15（FeMn）3Si2相转变，这种含Mn的α相弥散颗粒可作为合金时效强化相β′（Mg2Si）的非均匀成核位置，促进β′相的析出，从而强化合金，使合金获得较好的强塑性配合。
目前国内铝合金研究机构、铝挤压行业对Cr 元素含量对6061合金的性能组织影响研究较少，基于此现状，结合我司承接的出口国外挤压型材，客户要求6061合金型材抗拉强度≥320MPa，强度指标要求较普通工业材高很多，为了满足客户特殊要求，在GB/T3190成分范围内，设计成分配比方案，开展试验研究，以期满足客户要求，并为铝挤压行业同行提供参考。
纳米结构金属的退火硬化与形变软化
SCIENCE VOL 312 14 APRIL 2006纳米结构金属的退火强化与形变软化Xiaoxu Huang,1* Niels Hansen,1 Nobuhiro Tsuji2我们发现，纳米结构的金属可以通过退火而强化，强化后经过变形又使其软化，这与金属的常规行为相矛盾。
微观结构的研究表明，晶粒尺度影响位错与位错、位错与界面的交互作用，热处理（退火）减少位错的数量及其交互作用，结果导致强度升高,，塑性降低。
而随后的变形又储存了位错，促进了屈服过程，因而使强度降低、塑性提高。
这样的结果表明，对于诸如纳米Al这样的金属材料，应该把变形作为优选加工步骤，而不是选用退火。
自古以来，熟悉金属材料的人们都知道，当金属变硬时（如锻造后）就应该采用退火而使其软化。
通过选择正确的退火加热温度和保温时间，可使金属获得适当的强度和塑性的配合。
而对于目前人们所关注的纳米金属来说，其强度非常高，塑性和成型性能较差，使其应用受到限制。
当晶粒尺寸减小到纳米尺度时，由于晶粒细化使强度升高，通过退火可试图使塑性变好。
研究已表明（文献1），对具有两类尺寸的晶粒（晶粒尺寸从纳米到微米分布）的金属进行退火时，纳米结构金属的强度略微降低，而粗晶粒的形变强化（即加工硬化）提供塑性。
人们也发现，在较低温度下进行退火，不能使纳米结构产生非均匀的粗化，因此使纳米结构金属产生强化而不是软化，例如，对于通过惰性气体凝结（文献2-4）、电沉积（文献5,6）、大应变塑性变形（文献7-10）所获得的纳米结构材料，都不能通过低温退火使其软化。
当用拉伸试验来评价力学性能时，伴随材料的强化，其拉伸塑性降低（文献5,9,10）。
虽然有人说明退火导致强化这种不寻常的现象与结构特性的改变有关（如退火改变晶界结构，文献11），但是各种假说还没有得到证实。
本文的工作有两个目的：其一是弄清纳米结构金属在退火时性能与结构的变化；其二是利用我们发现的结果来激励新的优先加工过程的发展。
高密度聚乙烯
一、合成工艺
的生产技术有种 、浆液聚合法 、气相聚合法 、溶液聚合法
、浆液聚合法
淤浆法技术是将乙烯与脂肪烃溶剂混合，生产的聚合 物悬浮于溶剂中，生产过程中压力、温度较低，浆液 聚合是生产主要方法，浆液法工业化时间早，工艺技 术成熟，使用浆液法生产技术主要有、、 、、、、等， 浆液法根据反应器形式可以分为搅拌釜式和环管反应 器种。
新型材料简介
1、新型材料的要紧特点1）取得途径：新型材料取得途径与传统(一般)材料不同，新型材料是过去不曾有、自然界中亦不存在的人造材料。
新型材料是人类在研究并把握了物质结构、转变规律的基础上，依照人类的需要，通过对源子、分子等的选择、组合，并制造必要的环境条件了取得的具有预期性能的物质，因此是人正合成或人工制造的2）、新型材料的显现是多种学科彼此交叉、渗透和相互增进，综合研究和进步的功效；是基础学科(如物理、化学、生物：数学等)与理化专业技术(如微电子、运算机、冶金学等)新功效交织在一路的功效。
3）、新型材料具有高新性能，能知足尖端技术和设备制造的需要新型材料，是高新技术、高新设备得以完成和实现的重要条件和保证。
4）．新型材料进展的驱动力由军事需求向经济需求转变5）．新型材料的开发与应用联系加倍紧密6）．新型材料应注重与生态环境及资源的和谐性2、材料的成份、结构、与性能之间的关系。
材料科学的重要研究领域是材料的成份、结构、性能与应用之间的关系。
材料的化学成份对其强韧化的阻碍有直接作用和间接作用，且以间接作用为主。
一样而言，材料的组成元素与其含量的改变对材料的强韧化作用是通过材料结构的改变来实现的。
因此材料的化学成份或化学组成是其结构的要紧决定因素之一。
材料的结构是指材料的组元及其排列和运动方式，它包括形貌、相组成、晶体结构和缺点等内涵。
通经常使用来表示材料结构的名词有宏观组织、显微组织、晶体结构、原子结构等。
原子结构与电子结构是研究材料特性的两个最大体的物质层次。
当材料的化学成份或化学组成一按时，可通过变更不同的加工工艺(如改变热处置工艺，进行冷、热变形加工等)来改变材料的组织结构，从而致使材料在力学性能上有较大的不同。
另一阻碍材料性能的要紧因素是原材料的质量或冶金质量，如钢材在生产进程中要通过冶炼、铸造、轧制(或锻造)等工序，最后成材，由这些工艺进程所操纵的质量，一样称冶金质量(它包括疏松、气孑L、偏析、白点、带状组织及非金属夹杂物等)。
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双峰结构是否都能提高塑性？
M.J.N.V. Prasad et al. / Materials Science and Engineering A 503 (2009) 86–91 Y.M. Wang et al. / Scripta Materialia 51 (2004) 1023–1028
双峰晶粒尺寸分布的nc Ni基合金的室 温塑性研究
虢婷 2014-3-30
背景
室温 nc 高强度 高塑性
应变硬化
应变速率硬化
控制晶粒尺寸
双峰结构
WANG Y M. MA E.Three strategies to achieve uniform tensile deformation in a nanostructured metal [J]. Acta Materialia 2004,52:1699-1709.
[J]. Nature 2002,419:912-915.
Two d i s t i n g u i s h e d s t r a i n r a t e sensitivity (0.016 and 0.045) and flow stress activation volume (26 b 3 and 11 b 3 ) were obtained at normal and high strain rate and low strain rate, respectively. good ductility of 5.6–11.3%, 1440–1916 MPa X. Shen et al. / Materials Science and Engineering A 487 (2008) 410–416 C. Gu et al. / Scripta Materialia 54 (2006) 579–584
high stresses activated conventional Cu -dislocation pileups at the twin boundaries WANG Y, CHEN M, ZHOU F, MA E.High tensile ductility in a nanostructured metal [J]. Nature 2002,419:912-915.
rolling the Cu at liquid nitrogen 180℃ for 3 min 200℃ for 3 min temperature high tensile ductility—65% elongationto failure, and 30% uniform WANG Y, CHEN M, ZHOU F, MA E.High tensile ductility in a nanostructured metal ldrites
isolating the highly localized shear bands
GUO HE* et al. /nature materials| VOL 2 | JANUARY 2003
L. Zhu et al. / Acta Materialia 60 (2012) 5762–5772
我的实验
2010 博士论文 吉林大学 纳米晶镍及镍钴合金
Cu Ni
3~4m
下一步实验计划
1. 制备nc,m以及两个双层 NiFe 合金四个试样，双层的即 在nc上面镀制近一个微米的微米层。 2.对其中一个双层结构进行180℃退火3h，并通过透射电镜 观察两个双峰晶粒结构，大小晶粒晶界附近结构及形貌。 3.纳米压入,测定硬度与微米晶和纳米晶比较，以及三种试样 压痕形貌的比较。
那么，可以从那几个方面来 提高纳米晶的塑性呢？
大小晶粒体积分数及 尺寸分布
粗晶是否能有效弱化nc 的应力集中？
nanoscale voids or nano/microcracks
M.J.N.V. Prasad et al. / Materials Science and Engineering A 503 (2009) 86–91