冯广海
,
杨延清
,
李健
,
罗贤
,
黄斌
,
孙庆
,
吴晨
,
陈彦
稀有金属材料与工程
研究SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Fi-6Al-4V)室温疲劳行为和损伤演化机制.疲劳试验条件:载荷控制、应力比0.1和加载频率10 Hz.采用疲劳断裂试验建立最大加载应力为600～1200 MPa内SiCf/Ti-6A1-4V的S-N曲线.采用疲劳中止试验以及SEM显微分析研究应力水平对SiCf/Ti-6Al-4V疲劳损伤演化的影响.结果表明,SiCf/Ti-6Al-4V疲劳损伤萌生模式与演化过程与应力水平密切相关.在高应力水平(Smax=1000 MPa),纤维开裂是主要损伤萌生模式.一旦2或3根纤维断裂后,纤维裂纹和基体裂纹开始联接并形成宏观扩展裂纹.在中等应力水平(Smax=800 MPa),基体裂纹萌生与扩展是主要损伤模式.多条基体裂纹萌生于试样外表面棱边和离外表面附近试样内部开裂的纤维基体界面处.基体裂纹均沿垂直于加载方向扩展,且大部分纤维未断裂并纤维桥接基体裂纹.在低应力水平(Smax=600 MPa),仅在C涂层和界面反应层之间和C涂层内部观察到局部界面脱粘现象.
关键词:
SiC纤维
,
钛基复合材料
,
疲劳行为
,
疲劳损伤演化
杜忠泽
,
冯广海
,
符寒光
,
王经涛
,
赵西成
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.03.017
等径弯曲通道变形(ECAP)是制备超细晶材料的新工艺,其基本原理是将试样放入横截面形状完全相同、并成一定角度的弯曲通道中,试样在压力作用下通过通道时,在通道弯曲处产生一定量均匀的纯剪切变形,最终获得很高的变形量,使材料组织发生明显细化.详细介绍了ECAP变形工艺路线对晶粒细化的影响,以及ECAP变形制备超细晶材料的显微组织特征及其力学性能.
关键词:
等径弯曲通道变形
,
超细晶材料
,
显微组织
杜忠泽
,
冯广海
,
符寒光
,
王经涛
,
赵西成
钢铁
研究了等径弯曲通道(ECAP)变形后45钢中先共析铁素体及珠光体组织的演变特征.结果表明,ECAP变形4道次后,片层状的珠光体组织演变成了超细的渗碳体颗粒均匀分布于亚微晶铁素体基体的组织.先共析铁素体由原始的平均晶粒尺寸约为30 μm演变为大角度晶界分离的、平均晶粒尺寸约为0.4μm的超细晶组织.ECAP变形后,先共析铁素体首先在其内部会形成具有薄片层界面(LBs)的板条位错胞甚至亚晶组织.进一步变形时位错胞或亚晶可继续细化.再进一步变形时通过晶界滑移和晶粒旋转的方式可以获得具有大角度晶界分离的、等轴的超细晶组织.
关键词:
ECAP变形
,
45钢
,
超细晶
,
铁素体
,
珠光体
许光辉
,
杨延清
,
冯广海
,
黄斌
,
罗贤
,
陈彦
稀有金属材料与工程
测定了经过900℃不同时间热处理的SiC/Ti-6Al-4V复合材料的拉伸强度,并采用全局载荷分配模型计算了复合材料的强度.发现长时间热处理后,复合材料强度的计算值与实测值吻合很好,但该模型对未经热处理的制备态试样的预测值偏高.扫描电镜和透射电镜微观分析表明,随着热处理时间的延长,SiC/Ti-6Al-4V复合材料的界面反应区增厚而SiC纤维的C涂层逐渐消耗,复合材料的界面结合强度逐渐增加但抗拉伸强度逐渐下降.界面反应形成的反应产物主要为TiC,在C涂层消耗完的区域还形成了Ti5Si3.界面反应是使复合材料力学性能变差的主要原因.
关键词:
复合材料
,
SiC纤维
,
Ti-6Al-4V
,
拉伸强度:界面结合强度
,
界面反应
冯广海
,
杨延清
,
赵光明
,
张伟
,
罗贤
,
黄斌
稀有金属材料与工程
在两种不同的热等静压工艺参数下采用基体涂层纤维法(MCF)制备了SiCf/Ti-6Al-4V复合材料.基于实验观察和理论分析研究了复合材料基体的显微组织特征和晶粒长大行为.采用EDS和SEM分析技术研究了基体的相组成及相应的化学成分、形貌和体积分数等主要显微特征,为Ti-6Al-4V基体涂层纤维(MCFs)热压成SiCf/Ti-6Al-4V复合材料过程中基体显微组织演化提供了一定的参考依据.此外,基于Lifshitz-Slyosov-Wagner (LSW)动态再结晶模型预测了热等静压过程中基体的晶粒长大行为,并讨论了理论预测与实验结果之间的关系.
关键词:
钛基复合材料
,
基体涂层纤维
,
显微组织
,
晶粒长大
娄菊红
,
杨延清
,
罗贤
,
冯广海
,
张伟
稀有金属材料与工程
采用有限元法分析了在残余应力和外加横向载荷作用下纤维体积分数对SiC/Ti-6Al-4V复合材料横向拉伸行为的影响.通过弹簧连接纤维与基体界面的重合节点来模拟界面脱粘.结果表明,在界面结合强度一定时,界面脱粘应力(对应于应力-应变曲线上应变的跳跃)受0°方向界面径向残余应力影响较大:在界面脱粘先于基体屈服时,复合材料失效应力(对应于应力-应变曲线上的水平部分)主要取决于纤维体积分数,且体积分数越低,失效应力越高.
关键词:
钛基复合材料
,
横向性能
,
纤维体积分数
,
有限元分析
冯广海
,
黄俊霞
,
杜忠泽
,
王经涛
,
赵西成
材料热处理学报
采用透射和扫描电子显微镜研究了ECAP变形中渗碳体的变形特征.结果表明:片状渗碳体相主要以弯曲变形、剪切变形、拉伸变形、扭折变形和剪断变形5种方式协调ECAP剧烈塑性变形,这表明在本实验ECAP纯剪切变形条件下钢中硬而脆的渗碳体相具有良好的塑性变形能力.渗碳体片层的变形方式主要是取决于渗碳体所处的应力状态,而渗碳体所处的应力状态是与渗碳体的片层取向和片层厚度密切相关,其中渗碳体的片层厚度起决定性作用.
关键词:
亚微晶材料
,
钢
,
ECAP变形
,
渗碳体
,
显微组织
王海丽
,
杨延清
,
冯广海
,
罗贤
,
张荣军
,
刘斌
稀有金属材料与工程
用箔-纤维-箔法制备SiC纤维增强Ti-6Al-4V复合材料,研究复合材料在加载频率f=10Hz、应力比R=0.1、最大应力σmax=300 MPa条件下的疲劳裂纹扩展速率(da/dN),并采用扫描电子显微镜对疲劳破坏断口进行观察和分析.结果显示,在该加载条件下,复合材料第Ⅱ阶段疲劳裂纹扩展速率符合高斯函数.断口观察表明,复合材料的基体在裂纹稳态扩展区出现明显的疲劳条带,复合材料的疲劳损伤可以分为纤维断裂、基体开裂和纤维/基体界面脱粘等多种形式.
关键词:
钛基复合材料
,
SiC纤维
,
疲劳裂纹
,
扩展速率
冯广海
,
杜忠泽
,
闫敦
,
王经涛
中国有色金属学报
基于复合材料的观点建立纳米/微米Cu细观力学研究模型,采用有限元数值模拟技术对纳米/微米Cu的力学性能进行数值模拟,分析纳米/微米晶的分布、体积分数和形状对纳米/微米Cu强度和塑性的影响.结果表明:与层状分布相比,立方/球状密封分布的纳米/微米Cu强度和塑性均较大,其塑性随微米晶增韧相体积分数的增大而增大,而屈服强度则逐渐降低；随微米晶增韧相形状因子(有效长径比)的增大,纳米/微米Cu的力学性能表现出明显的各向异性.
关键词:
Cu
,
细观力学模型
,
韧化
,
有限元分析
,
数值模拟
冯广海
,
杜忠泽
,
王经涛
,
赵西成
机械工程材料
在500℃采用等径角挤压工艺（ECAP）制备亚微晶45钢，运用光学显微镜、透射电子显微镜等研究了变形过程中渗碳体的溶解与球化行为。结果表明：ECAP变形过程中片层状的渗碳体发生了剧烈的弯曲、拉伸、扭折、剪切或切断变形，从而变薄、剪断、碎化或在其内部及外表面引入大量的缺陷，导致其处于高能不稳定状态，促进了渗碳体的溶解；剪断和碎化的渗碳体外部各处的曲率各不相同，导致渗碳体逐渐球化。
关键词:
45钢
,
等径角挤压
,
渗碳体
,
溶解
,
球化
