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超声冲击制备梯度纳米结构Zr-4合金低温扩散连接界面组织与力学性能
1
作者 杨旭 杨振文 +2 位作者 王颖 李会军 李永兵 《金属学报》 北大核心 2026年第1期159-172,共14页
针对Zr-4合金高温扩散连接过程中晶粒粗化和界面第二相析出导致接头性能下降的问题,本工作采用超声冲击在Zr表面制备约70μm厚的梯度纳米结构(GNS),以降低扩散连接温度并提升接头强度,并在740~800℃范围内开展扩散连接实验(保温时间30 ... 针对Zr-4合金高温扩散连接过程中晶粒粗化和界面第二相析出导致接头性能下降的问题,本工作采用超声冲击在Zr表面制备约70μm厚的梯度纳米结构(GNS),以降低扩散连接温度并提升接头强度,并在740~800℃范围内开展扩散连接实验(保温时间30 min、压力10 MPa)。结果表明,梯度纳米结构由纳米晶、纳米层片及变形晶粒组成,富含高密度晶界、位错及孪晶。表面纳米晶可促进界面孔洞闭合,并有效抑制第二相的生长和聚集,使其在界面分布更均匀。同时,在连接过程中距接头界面15~100μm的区域形成异常粗大晶粒,其最大尺寸可达基体晶粒的7.2倍。断裂行为分析表明,异常粗大晶粒并未成为裂纹源,反而通过诱导非均匀塑性变形和形成大量孪晶结构,促发额外的加工硬化效应,强化接头局部区域。GNS-Zr/GNS-Zr接头的剪切强度随着连接温度升高而增大,在800℃时最高达376.9 MPa,在相同连接条件下相较Zr/Zr接头提升1.2~1.6倍,且在低温下提升幅度更为显著。 展开更多
关键词 锆合金 扩散连接 梯度纳米结构 超声冲击处理
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电弧增材制造高强度Al-Mg-Sc系合金研究进展冶金缺陷、微观组织和力学性能
2
作者 马成勇 侯旭儒 +4 位作者 赵琳 阚成玲 曹洋 彭云 田志凌 《金属学报》 北大核心 2026年第1期29-46,共18页
电弧增材制造(WAAM)技术因其制造成本低、沉积效率高、成形构件无尺寸限制等特点,成为大型复杂构件一体化制造最具潜力的技术之一,尤其适用于焊接性能优异的Al-Mg-Sc系合金。基于此,本文详细综述了WAAM成形Al-Mg-Sc系合金的研究进展,包... 电弧增材制造(WAAM)技术因其制造成本低、沉积效率高、成形构件无尺寸限制等特点,成为大型复杂构件一体化制造最具潜力的技术之一,尤其适用于焊接性能优异的Al-Mg-Sc系合金。基于此,本文详细综述了WAAM成形Al-Mg-Sc系合金的研究进展,包括冶金缺陷、微观组织和成形性能。在WAAM中,通过优化丝材成分、打印工艺和引入层间搅拌摩擦加工(FSP)均能有效降低气孔率,改善微观组织和提升合金性能。成形合金最低气孔率约为0.026%;由于Sc强烈的微合金化作用,微观组织均为等轴晶,平均晶粒尺寸约为10μm,成形合金表现出优异的性能,直接时效后,合金最高抗拉强度可达470 MPa,且具有优异的塑性。然而,WAAM专用Al-Mg-Sc系合金丝材的研发、冶金缺陷形成的内在机理、粗大微米级Al3(Sc1-x,Zrx)相的调控以及多性能的探究仍需进一步解决。最后,基于机器学习在智能制造中的优势,对未来机器学习在WAAM成形中的应用进行了展望:正向性能预测与逆向成分/工艺求解,从而加速WAAM专用高强度铝合金丝材研发,并降低生产成本、缩短研制周期。 展开更多
关键词 电弧增材制造 高强度Al-Mg-Sc合金 冶金缺陷 组织和性能 机器学习
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基于不同机器学习模型的TP2铜材流动应力-应变曲线预测
3
作者 岳峰丽 邵扬 +6 位作者 陈大勇 王松伟 孙红运 刘劲松 宋鸿武 张忠涛 高正源 《锻压技术》 北大核心 2026年第2期266-276,共11页
为了获得能够准确描述TP2铜材流动应力-应变曲线的模型,开展了温度为20、100、200、300、400和500℃以及应变速率为0.2、0.01和0.001 s^(-1)条件下的单向拉伸实验,获得了轧制态TP2铜材不同温度和应变速率下的应力-应变曲线。采用经典的... 为了获得能够准确描述TP2铜材流动应力-应变曲线的模型,开展了温度为20、100、200、300、400和500℃以及应变速率为0.2、0.01和0.001 s^(-1)条件下的单向拉伸实验,获得了轧制态TP2铜材不同温度和应变速率下的应力-应变曲线。采用经典的J-C本构模型对应力-应变关系进行拟合,发现该模型的拟合结果与实验所得真应力-真应变曲线相差较大,并不能很好地反映多个条件下TP2铜材的力学性能。为了提高预测模型的精度,分别构建了基于机器学习的TP2铜材应力-应变曲线预测模型,包括反向传播神经网络(BPNN)、支持向量机(SVM)和梯度决策树(GBDT),通过均方误差MSE、平均绝对误差MAE和决定系数R^(2)对各个模型的拟合准确性、泛化能力进行评估。结果表明,建立的预测模型中,GBDT模型的拟合、泛化能力最好,测试集的MSE、MAE和R^(2)分别为2.521 MPa^(2)、1.169 MPa和0.9994,实现了TP2铜材应力的高精度预测,为高质量精密铜材的智能化加工奠定了材料模型基础。 展开更多
关键词 TP2铜材 机器学习 流动应力-应变曲线 单向拉伸 J-C本构模型
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双重退火工艺对TC25G钛合金轧制棒材组织与性能的影响
4
作者 陶海林 孙虎代 +3 位作者 蒋纪新 张伟 王少阳 冯秋元 《金属热处理》 北大核心 2026年第1期259-264,共6页
研究了双重退火工艺对TC25G钛合金轧制棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着一次退火温度的升高,合金初生α相含量降低,抗拉强度、屈服强度先降低后升高,冲击吸收能量先升高后降低。随着一次退火冷却速度的增加,组织发生了马氏... 研究了双重退火工艺对TC25G钛合金轧制棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着一次退火温度的升高,合金初生α相含量降低,抗拉强度、屈服强度先降低后升高,冲击吸收能量先升高后降低。随着一次退火冷却速度的增加,组织发生了马氏体转变,合金的强度升高、塑性及冲击性能下降。合金经过不同温度二次退火后的显微组织均为双态组织,随着二次退火温度的升高,初生α相尺寸及β转变组织中片层宽度略微增加,合金的强度先降低后升高,冲击吸收能量先升高后降低。TC25G钛合金棒材经940℃×1 h,空冷+570℃×4 h,空冷的双重退火处理后的综合力学性能较好。 展开更多
关键词 TC25G钛合金 双重退火 热处理 显微组织 力学性能
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不同体积分数Primitive点阵结构的AlMgScZr合金力热性能研究
5
作者 李毅 王晓强 +3 位作者 易文珏 周燕 文世峰 史玉升 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第2期406-418,共13页
随着航空航天等领域对高性能热管理部件的迫切需求,兼具高效散热与优异力学承载能力的多功能构件成为研究焦点。借助有限元模拟与实验表征手段,本研究系统研究了体积分数对激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术成形的AlMgScZ... 随着航空航天等领域对高性能热管理部件的迫切需求,兼具高效散热与优异力学承载能力的多功能构件成为研究焦点。借助有限元模拟与实验表征手段,本研究系统研究了体积分数对激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术成形的AlMgScZr合金Primitive点阵结构成形质量、力学响应及热交换性能的影响规律。结果表明:SLM成形的Primitive结构虽表面粗糙、存在尺寸偏差,但整体成形质量满足功能需求。在力学性能方面,体积分数的增加显著提升点阵结构的力学性能,当体积分数为25%时,压缩模量达1664.06 MPa,峰值平台应力为42.85 MPa,且单位体积能量吸收值随体积分数增加明显增长;热交换性能方面,体积分数25%的Primitive点阵结构努塞尔数(Nu)较10%的点阵结构提升41.6%,雷诺数(Re)增加进一步强化对流换热效率,但伴随摩擦因数(f)的上升。本研究通过体积分数优化实现了热交换-力学性能协同调控,为Primitive点阵结构在热管理部件中的应用提供了参考。 展开更多
关键词 Primitive点阵结构 激光选区熔化成形 力学性能 热交换性能
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国产新锆合金包壳管的内压蠕变性能
6
作者 吴楠 高博 +2 位作者 张鹏飞 俞海平 李小影 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2026年第1期189-194,共6页
本文研究了国产新锆合金SZA-4和SZA-6合金包壳管的内压蠕变性能,并以国产ZIRLO合金为参比。试验在343,385,450℃下进行,周向应力分别为80,125,150 MPa,持续200天。结果表明:随着温度和应力的增大,内压蠕变应变增加,锆合金包壳管的抗内... 本文研究了国产新锆合金SZA-4和SZA-6合金包壳管的内压蠕变性能,并以国产ZIRLO合金为参比。试验在343,385,450℃下进行,周向应力分别为80,125,150 MPa,持续200天。结果表明:随着温度和应力的增大,内压蠕变应变增加,锆合金包壳管的抗内压蠕变性能降低。SZA-4合金的抗内压蠕变性能优于SZA-6和ZIRLO合金,其稳态蠕变速率在相同条件下最低。通过分析稳态蠕变速率、蠕变应力指数和蠕变激活能等指标,揭示了不同种类锆合金在不同试验条件下的内压蠕变机理。为自主化核燃料元件包壳材料的筛选与性能优化提供了参考。 展开更多
关键词 锆合金 包壳管 内压蠕变 蠕变机理
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复合制造TC25G钛合金构件的组织与力学性能
7
作者 王洋 韩佳兴 +2 位作者 罗威豪 程序 刘栋 《金属热处理》 北大核心 2026年第2期16-22,共7页
采用激光定向能量沉积+锻造相结合的复合制造技术制备了TC25G钛合金件,并对其进行固溶时效处理,对比研究了沉积态及热处理态TC25G钛合金件的组织和力学性能。结果表明,激光定向能量沉积+锻造复合制造TC25G钛合金件的界面冶金结合良好,... 采用激光定向能量沉积+锻造相结合的复合制造技术制备了TC25G钛合金件,并对其进行固溶时效处理,对比研究了沉积态及热处理态TC25G钛合金件的组织和力学性能。结果表明,激光定向能量沉积+锻造复合制造TC25G钛合金件的界面冶金结合良好,无明显缺陷,从热影响区过渡到锻造区,初生α相含量逐渐增加。经固溶时效处理后,锻造基体区与热影响区组织差异性降低,复合制造试样的室温和高温抗拉强度分别提高14.7%和23.3%,断后伸长率分别提高118.2%和318.0%。复合制造TC25G钛合金件的拉伸断裂位置位于锻造基体区,表明结合区并没有成为“弱区”。 展开更多
关键词 复合制造 激光定向能量沉积 锻造 组织 拉伸性能 硬度
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Zn-Al-Mn合金中MnAl_(6)相结构和性能的第一性原理计算
8
作者 刘敬福 邢志莎 +2 位作者 庄伟彬 李赫亮 刘广柱 《功能材料》 北大核心 2026年第2期150-156,共7页
为了研究MnAl_(6)对Zn-Al合金的影响,基于第一性原理,计算了MnAl_(6)在0~50GPa下的晶格结构、电子结构和弹性性质。态密度和能带表明MnAl_(6)电子结构在费米能级附近存在浅而宽的赝带隙,弱共价键与金属键共存,差分电荷密度显示Mn向Al电... 为了研究MnAl_(6)对Zn-Al合金的影响,基于第一性原理,计算了MnAl_(6)在0~50GPa下的晶格结构、电子结构和弹性性质。态密度和能带表明MnAl_(6)电子结构在费米能级附近存在浅而宽的赝带隙,弱共价键与金属键共存,差分电荷密度显示Mn向Al电荷转移,主导了离子键特性。在力学性能方面,弹性常数、弹性模量随压力增加均增大,MnAl_(6)的刚度增加。其中,体积模量B从99.63 GPa增加275.88 GPa,剪切模量G由70.38增加到131.83 GPa,MnAl_(6)在高压下表现出更好的抗压缩能力和较强的剪切刚度,杨氏模量E随着压力增加了170.25 GPa,轴向刚度在高压下增强。泊松比v和G/B的数值在20 GPa下发生转变,MnAl_(6)由脆性转向延展性,高压下有良好的延展性,拉伸时能够产生较大的抗变形能力。这些结果有助于为后续Zn-Al-Mn合金实验研究和应用提供微观理论指导。 展开更多
关键词 Zn-Al-Mn合金 MnAl_(6)相 第一性原理计算 力学性能 电子结构
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铝青铜合金组织与性能的研究进展
9
作者 张欣 王宇航 +2 位作者 王哲 王建刚 李建辉 《功能材料》 北大核心 2026年第2期44-54,共11页
主要总结了铝青铜组织和性能影响因素的研究:(1)制备方法;(2)热处理工艺;(3)微合金化,以此来为确定铝青铜的最佳合金成分以及制定最优热处理工艺提供一定的指导与参考。详细介绍了多种制备方法、热处理的工艺参数以及不同成分的微量合... 主要总结了铝青铜组织和性能影响因素的研究:(1)制备方法;(2)热处理工艺;(3)微合金化,以此来为确定铝青铜的最佳合金成分以及制定最优热处理工艺提供一定的指导与参考。详细介绍了多种制备方法、热处理的工艺参数以及不同成分的微量合金元素会对铝青铜合金组织(如α相、β相、γ_(2)相和κ相)和性能(如强度、硬度、伸长率、耐磨性和耐腐蚀性等)的影响。结果表明,铝青铜主要的热处理工艺为固溶时效处理,通过固溶时效处理可以大幅提高铝青铜合金的机械性能,而选择合适的工艺参数也极为重要;加入适量的合金元素如Ni、Ti、Mn和Cr等,可通过优化相组成、强化基体或改善界面性能等方式,显著改善铝青铜合金的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能等。最后对铝青铜未来的发展进行了展望。 展开更多
关键词 铝青铜合金 热处理 合金元素 κ相 性能
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7046铝合金新型快速双级时效工艺与性能研究
10
作者 宋燕利 黄吕勇 +3 位作者 周瀑 路珏 李晔 彭岭 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第1期235-244,共10页
以7046铝合金为试验材料,提出了一种低温预时效-高温终时效复合调控的快速双级时效工艺,进行了室温单向拉伸力学性能测试和三点弯曲抗应力腐蚀试验,并通过金相、电子背散射衍射和透射电镜等表征微观组织。结果表明:快速双级时效工艺(60... 以7046铝合金为试验材料,提出了一种低温预时效-高温终时效复合调控的快速双级时效工艺,进行了室温单向拉伸力学性能测试和三点弯曲抗应力腐蚀试验,并通过金相、电子背散射衍射和透射电镜等表征微观组织。结果表明:快速双级时效工艺(60℃/5 h+160℃/3 h)使铝合金屈服强度达到417 MPa、抗拉强度达到453 MPa和抗应力腐蚀时间延长0.5 h,与常规双级时效工艺(105℃/8 h+155℃/10 h)相比,分别提高了25.6%、19.2%和12.5%。这是由于新型快速双级时效时间较短,使平均晶粒细化约29%,位错密度增加约24.8%,小角度晶界比例提高约5%,同时,第1级低温预时效会生成大量的GPⅠ区,第2级高温短时终时效使晶内GPⅠ区向η′相转变,诱导晶内析出细小均匀的η′相。此外,晶界处的析出相由GP区+η′相向η相转变,使晶界分布不连续析出相。晶粒细化、较高的位错密度和析出强化有效使合金获得了较好的综合力学性能,较高比例的小角度晶界和晶界不连续析出相使合金获得较好的耐应力腐蚀性能。 展开更多
关键词 7046铝合金 快速双级时效 力学性能 应力腐蚀开裂性能
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Ta元素对Nb-22Si-20Ti-6Mo合金微观组织和力学性能的影响
11
作者 徐琴 马肖航 +4 位作者 王琪 王建潼 陈德志 殷亚军 陈瑞润 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第2期460-466,共7页
通过真空非自耗电弧熔炼制备了不同Ta含量的Nb-22Si-20Ti-6Mo-xTa(x=0,1,2,3,4,at%)合金,研究了Ta元素对合金相组成、微观组织和力学性能的影响。结果表明,Ta元素的添加不会改变Nb-22Si-20Ti-6Mo-xTa合金的相组成。所有合金均由Nbss和β... 通过真空非自耗电弧熔炼制备了不同Ta含量的Nb-22Si-20Ti-6Mo-xTa(x=0,1,2,3,4,at%)合金,研究了Ta元素对合金相组成、微观组织和力学性能的影响。结果表明,Ta元素的添加不会改变Nb-22Si-20Ti-6Mo-xTa合金的相组成。所有合金均由Nbss和β-Nb_(5)Si_(3)组成,Ta主要固溶在Nbss中。合金微观组织由大块的初生β-Nb_(5)Si_(3)相和Nbss/β-Nb_(5)Si_(3)共晶组成,Ta元素细化了微观组织,初生β-Nb_(5)Si_(3)相的晶粒尺寸从26.84μm下降到了14.65μm。随着合金中Ta的增加,初生相的体积分数减少,共晶组织含量增多。合金的室温压缩强度随着Ta元素含量的增加得到了提高,当Ta元素的添加量从0提高到4at%时,合金的抗压强度从2261 MPa提高到2321 MPa。合金的断裂应变随着Ta含量增加呈先降后升的趋势,Ta含量为0的合金的断裂应变为9.9%,Ta含量为1at%的合金的断裂应变降至9.7%,Ta含量为4at%的合金的断裂应变增至最大值为10.6%。Ta元素的加入通过固溶强化和细晶强化机制提高抗压强度。由于合金组织的细化以及共晶组织的增多,提高了断裂应变。 展开更多
关键词 Nb-Si合金 超高温材料 组织特征 力学性能
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基于数据驱动方法的2195铝锂合金超低温变形和热处理的工艺-性能关系建模
12
作者 周华博 姚梦佳 +1 位作者 刘伟 苑世剑 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第2期96-101,共6页
为揭示2195铝锂合金在超低温预变形和时效条件下的性能演化规律,设计了固溶-超低温预变形-时效的工艺路径,系统研究了变形量、时效温度和时效时间对力学性能的耦合效应。结果表明,适量预变形能够显著提高合金强度,但会降低塑性;延长时... 为揭示2195铝锂合金在超低温预变形和时效条件下的性能演化规律,设计了固溶-超低温预变形-时效的工艺路径,系统研究了变形量、时效温度和时效时间对力学性能的耦合效应。结果表明,适量预变形能够显著提高合金强度,但会降低塑性;延长时效时间使强度呈现先升高后下降、伸长率先降低后回升的规律;升高时效温度则使强度峰值前移,伸长率持续降低。基于实验数据,采用多种数据驱动模型建立“工艺-性能”映射关系。结果显示,多层感知器在强度预测中精度最高,而支持向量机在伸长率预测中表现更优。研究表明,实验数据结合机器学习方法能够有效揭示复杂工艺参数下的性能演化规律。 展开更多
关键词 2195铝锂合金 超低温变形 热处理 机器学习 性能预测
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扫描策略对激光选区熔化GH5188合金组织及力学性能的影响
13
作者 孙达 吴浩 +4 位作者 宋长虹 朱玉平 谢君 梁静静 李金国 《航空材料学报》 北大核心 2026年第1期60-69,共10页
系统研究长直线与短直线扫描策略对激光选区熔化(laser powder bed fusion,LPBF)成形GH5188高温合金微观组织及力学性能的影响。金相与扫描电镜结果表明:两种扫描策略均形成由柱状晶与等轴晶共同组成的混合组织。短直线策略的熔池熔深较... 系统研究长直线与短直线扫描策略对激光选区熔化(laser powder bed fusion,LPBF)成形GH5188高温合金微观组织及力学性能的影响。金相与扫描电镜结果表明:两种扫描策略均形成由柱状晶与等轴晶共同组成的混合组织。短直线策略的熔池熔深较小,因重熔不足而中心区保留更多的小晶粒,使平均晶粒尺寸得到进一步细化(17.17μm)。相比之下,长直线策略的热流方向更稳定,柱状晶外延生长更充分,沿构建方向形成更强的〈001〉织构,平均晶粒尺寸略大(20.86μm)。力学性能测试表明:两种策略成形试样的室温拉伸强度与塑性差异较小;980℃,高温拉伸强度相当,但长直线策略试样的伸长率较短直线策略提升28.6%;927℃/90 MPa持久测试,长直线策略试样的断裂时间(50.2 h±1.8 h)及塑性(10.1%±0.5%)显著优于短直线策略(45.3 h±2.1 h,7.6%±0.4%)。断面微观组织分析显示,短直线策略试样的裂纹分布更加密集,且晶界处伴随明显的碳化物析出与粗化,反映出更高的晶界损伤敏感性。断口形貌进一步验证了裂纹主要沿晶界扩展的特征。相比之下,长直线策略试样的晶粒较大、晶界数量较少,因此晶界相关的损伤与裂纹扩展明显减缓。 展开更多
关键词 激光选区熔化 钴基合金 扫描策略 力学性能 持久性能
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发动机前盖支架处缩孔的原因分析及模具优化设计
14
作者 董淑婧 侯丽彬 +1 位作者 吕海霆 郭瑞 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2026年第1期147-151,共5页
介绍了汽车发动机前盖结构特点及缺陷形式,分析其缺陷的产生为前盖支架处浇注成形困难、局部壁厚过大、冷却凝固成形过程中无法有效地实施补缩从而导致缩孔产生。通过优化模具内抽芯的结构,在成形困难、难以实施补缩的位置设计大容量溢... 介绍了汽车发动机前盖结构特点及缺陷形式,分析其缺陷的产生为前盖支架处浇注成形困难、局部壁厚过大、冷却凝固成形过程中无法有效地实施补缩从而导致缩孔产生。通过优化模具内抽芯的结构,在成形困难、难以实施补缩的位置设计大容量溢流槽,降低缩孔产生的风险;通过采用液压抽芯、液压辅助机械锁模机构设计,保证内抽芯的工作位置及运动过程可靠性。基于上述模具优化,产品的局部缩孔缺陷降低到2%以下。经过大批量生产验证,前盖产品品质稳定,模具运行平稳、可靠、耐用。 展开更多
关键词 汽车发动机前盖 缩孔 压铸模 优化设计
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基于第一性原理的Zn、Y不同分布对Mg合金性能的影响
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作者 岳彩霞 郭俊梅 侯登录 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2026年第1期74-79,共6页
利用第一性原理研究了Zn和Y的不同分布对镁合金理想抗拉强度和延展性的影响。结果显示,Mg_(51)Zn_(2)Y(Ⅰ-Ⅳ)4种化合物均在应变为0.20附近时,应力达到极大值;理想抗拉强度随Zn、Y聚集程度的提高表现出先降低再升高又降低的变化趋势。... 利用第一性原理研究了Zn和Y的不同分布对镁合金理想抗拉强度和延展性的影响。结果显示,Mg_(51)Zn_(2)Y(Ⅰ-Ⅳ)4种化合物均在应变为0.20附近时,应力达到极大值;理想抗拉强度随Zn、Y聚集程度的提高表现出先降低再升高又降低的变化趋势。态密度和差分电荷密度的分析结果显示,Mg-Y键共价性随Zn、Y原子不同分布的变化导致了理想抗拉强度的变化。泊松比、体弹性模量与剪切模量的比值的计算结果显示,Mg_(51)Zn_(2)Y-Ⅲ的延展性最好。 展开更多
关键词 MG合金 第一性原理 理想抗拉强度 延展性
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基于修正Gibson-Ashby模型的钛合金多孔材料各向异性调控
16
作者 丁超 谢腾龙 +5 位作者 徐圣航 黄明浩 张兆洋 杨鑫 汤慧萍 赵阳 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期193-202,共10页
根据不同方向的承载需求,开展多孔材料力学性能的各向异性调控,可以有效提高材料承载效率,更好地满足轻量化需求。本研究以G7、bccz型TC4钛合金多孔材料为例,提出了考虑孔结构几何参数的杆系多孔材料修正Gibson-Ashby模型,可为多孔材料... 根据不同方向的承载需求,开展多孔材料力学性能的各向异性调控,可以有效提高材料承载效率,更好地满足轻量化需求。本研究以G7、bccz型TC4钛合金多孔材料为例,提出了考虑孔结构几何参数的杆系多孔材料修正Gibson-Ashby模型,可为多孔材料的各向异性精细化调控提供指导;基于该计算模型,通过对传统胞元几何参数调整,获得一系列具有相似构型、不同性能的各向异性多孔材料,并通过正向及侧向压缩试验,研究了胞元几何参数对多孔材料各向抗压强度及破坏模式的影响,验证了修正模型的有效性。研究表明,杆系多孔材料的抗压强度由其胞元内部微杆件的长径比及倾斜角度决定,通过调整杆件倾斜角度可有效进行多孔材料各向力学性能的调控。相同密度下,将斜杆倾斜角度从35°提高至55°,可使G7、bccz型钛合金多孔材料的正向抗压强度大幅提升105%和45%,而侧向抗压强度仅损失16%和13%。 展开更多
关键词 多孔材料 各向异性 Gibson-Ashby模型 破坏模式
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加载应力对铝锂合金蠕变时效行为的影响及本构建模
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作者 张力文 边天军 龚小涛 《金属热处理》 北大核心 2026年第2期77-81,共5页
研究了180℃下不同加载应力水平对2195铝锂合金的蠕变时效行为,并建立了相应的统一蠕变时效本构模型。结果表明:无论载荷应力如何,蠕变曲线均呈现两阶段特性,且总蠕变应变随着载荷应力的增加而增大;应力越大,相同时效时间下合金的抗拉... 研究了180℃下不同加载应力水平对2195铝锂合金的蠕变时效行为,并建立了相应的统一蠕变时效本构模型。结果表明:无论载荷应力如何,蠕变曲线均呈现两阶段特性,且总蠕变应变随着载荷应力的增加而增大;应力越大,相同时效时间下合金的抗拉强度和屈服强度越高,断后伸长率越低。250 MPa下时效合金的屈服强度和抗拉强度比200 MPa时效合金的分别高约17.4%和15.5%,断后伸长率低约27.8%。将试验值与预测值进行对比,发现建立的本构模型能够很好地预测不同加载应力下的蠕变变形和屈服强度,最大相对误差分别为9.5%和8.4%,证明了模型的可靠性。 展开更多
关键词 铝锂合金 蠕变时效 本构模型
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粉末冶金Inconel 718合金热等静压工艺优化研究
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作者 江雨汇 徐磊 +2 位作者 姚红蕊 吴杰 田晓生 《航空制造技术》 北大核心 2026年第4期124-132,共9页
Inconel 718预合金粉末采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备,通过热等静压+特殊高温热处理制备粉末冶金Inconel 718合金,观察其显微组织并测试其力学性能。研究结果表明,特殊高温热处理对于原始颗粒边界具有一定的消除作用,进而提高... Inconel 718预合金粉末采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备,通过热等静压+特殊高温热处理制备粉末冶金Inconel 718合金,观察其显微组织并测试其力学性能。研究结果表明,特殊高温热处理对于原始颗粒边界具有一定的消除作用,进而提高粉末冶金Inconel 718合金的延伸率和冲击功。在此基础上,设计新的热等静压工艺,延长高温段保温时间。改进后的热等静压工艺可以在一定程度上抑制或消除粉末冶金Inconel 718合金中的原始颗粒边界,增加孪晶数量,改善合金力学性能,其中650℃延伸率由6%提升到10%。该工艺可以作为传统热等静压+特殊高温热处理的替代工艺,实现一次成形,达到降本增效的目的。 展开更多
关键词 Inconel 718合金 特殊高温热处理(SHT) 热等静压工艺(HIP) 显微组织 力学性能
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单级时效热处理工艺对7075铝合金微观组织及力学性能的影响
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作者 杨靖琪 龚红英 +3 位作者 邱文宇 徐培全 张志强 林恒 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第1期256-262,共7页
以T6态7075铝合金为研究对象,进行了退火处理、固溶强化处理以及不同温度(100、120和140℃)及时间(12、16和24 h)条件下的单级时效处理,对不同时效处理后的7075铝合金进行了硬度测试,采用热拉伸试验测试其屈服强度、抗拉强度及伸长率;... 以T6态7075铝合金为研究对象,进行了退火处理、固溶强化处理以及不同温度(100、120和140℃)及时间(12、16和24 h)条件下的单级时效处理,对不同时效处理后的7075铝合金进行了硬度测试,采用热拉伸试验测试其屈服强度、抗拉强度及伸长率;采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射等微观表征手段,分析了不同时效热处理工艺对7075铝合金的微观形貌的影响。结果表明:时效处理会增加7075铝合金的强度和硬度并降低延展性,其中140℃×16 h条件下的试样表现出了优异的强度和硬度。在140℃较高温度下长时效24 h后,沉淀相会过度生长、合并,减少了对位错的阻碍作用,导致屈服强度和抗拉强度降低,且塑性降低,产生过时效效应。经时效处理后的7075铝合金热拉伸断裂形式为准解理断裂,有典型的破碎硬脆相存在,为韧窝断口形貌且韧窝内部无明显的滑移带。 展开更多
关键词 7075铝合金 时效处理 微观组织 力学性能
原文传递
锆合金均匀腐蚀模型研究进展
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作者 彭丹珉 孙志鹏 +5 位作者 胡述伟 周明扬 高阳 邱玺 张坤 李垣明 《材料导报》 北大核心 2026年第2期197-203,共7页
锆合金因其较低的热中子吸收截面、良好的耐腐蚀性能以及力学性能,被广泛用作压水堆燃料包壳等关键结构。锆合金的均匀腐蚀行为是制约核电燃料包壳服役寿命的关键因素之一。因此,建立锆合金的均匀腐蚀模型对包壳材料腐蚀行为分析和寿命... 锆合金因其较低的热中子吸收截面、良好的耐腐蚀性能以及力学性能,被广泛用作压水堆燃料包壳等关键结构。锆合金的均匀腐蚀行为是制约核电燃料包壳服役寿命的关键因素之一。因此,建立锆合金的均匀腐蚀模型对包壳材料腐蚀行为分析和寿命预测至关重要。已有锆合金均匀腐蚀模型主要分为两大类:基于实验数据拟合建立的经验模型和基于腐蚀微观机制建立的机理模型。本文总结了已有锆合金均匀腐蚀的经验模型和机理模型的研究进展,分析了已有模型的优势和不足,并提出了模型开发的改进方向,有利于后续自主化新型锆合金长周期均匀腐蚀模型的构建和优化。 展开更多
关键词 锆合金 包壳材料 腐蚀模型 氧化动力学
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