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Ti-6Al-4V中界面能对α相片层生长的影响三维相场模拟

杨梅 , 王刚 , 滕春禹 , 徐东生 , 张鉴 , 杨锐 , 王云志

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00308

采用相场方法定量模拟了界面能各向异性对Ti-6Al-4V合金片层α相生长的影响.模拟所需的动力学与热力学数据分别来自DICTRA 和 Thermo-Calc数据库.结果表明,在高温热处理条件下,界面能各向异性是控制α相形貌的重要因素.温度越高α相沿长度方向生长越慢,片层的宽度和厚度越大.定量研究了新生α相和残余β相的宽度和厚度随模拟条件的变化,统计结果表明,对应于不同的界面能各向异性,α相的宽厚比演化规律不同,界面能各向异性越强,生成的α相越宽,残余β相宽度也越大.溶质场分析表明,生长过程中溶质分布不均匀,在相界β侧形成了Al贫瘠区和V富集区,且界面能各向异性越强,溶质场不均匀越明显.

关键词: 相场 , Ti-βAl-4V , 界面能各向异性 , α相片层 , 成分场

AlTiN-Cu涂层的组织结构和性能

易继勇 , 潘晨曦 , 陈康华 , 徐银超 , 王云志 , 陈浩 , 祝昌军

中国有色金属学报 doi:10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.05.008

采用阴极弧离子镀法在硬质合金基体上分别沉积AlTiN与AlTiN-Cu涂层,利用XRD、SEM、EDS、XPS、纳米压痕与切削实验等对比研究AlTiN涂层和AlTiN-Cu涂层的显微组织与切削性能.结果表明:AlTiN涂层为典型柱状晶粒结构,Cu的引入改变AlTiN涂层的晶粒生长方式与择优取向,细化晶粒组织,降低涂层硬度.对比AlTiN与AlTiN-Cu涂层可转位硬质合金刀片的切削性能发现,由于金属铜的润滑作用,AlTiN-Cu涂层在干式切削时切削寿命提高44%;Cu的引入导致涂层硬度降低,AlTiN涂层在湿式切削时性能更佳.

关键词: AlTiN-Cu涂层 , 阴极弧蒸发 , 显微组织 , 切削性能

外加应变对Ti-25Al-10Nb合金显微组织影响的相场法模拟

郭巍 , 宗亚平 , 左良 , 王云志

金属学报

利用相场法研究了外加应变场对Ti-25Al-10Nb合金中α2→O相变组织的影响. 研究表明, 除了外加应变的大小之外, 外加应变方向对O相析出组织也有明显影响. 模拟得出, 外加应变方向对O相体积分数的影响可达24%, 外应变大小对O相体积分数的影响可达60%. 当沿着α2相的〈2-1-10〉方向施加单轴压应变且应变量εamp大于0.5εs(相变应变量)时, 合金会形成α2+O相的全片层显微组织, 有望显著改善合金的性能.

关键词: Ti-Al-Nb合金 , applied strain field , microstructure

Ti-6Al-4V合金中α相颗粒溶解的相场模拟

杨梅 , 王刚 , 徐东生 , 张鉴 , 杨锐 , 王云志

中国有色金属学报

通过相场方法定量模拟不同α初始颗粒尺寸分布(包括均匀、正态、对数正态以及双态分布)对Ti-6Al-4V 合金中α相颗粒溶解动力学的影响.方法中引入KKS 模型,从而避免界面能对化学自由能的依赖.结果发现:不同α初始颗粒尺寸分布下的α体积分数随时间的变化均符合衰减规律:f=fαexp(-Ktn),而α相体积分数及颗粒平均半径随时间的演化关系强烈依赖于α颗粒的初始尺寸分布.4种分布状态下α相的溶解速度从快到慢依次为均匀分布、正态分布、对数正态分布和双态分布.在对数正态和双态分布下,颗粒半径的演化均随时间先减小再增加,最后一直递减,而对于均匀和正态分布则随时间呈单调递减趋势.

关键词: 相场 , Ti-6Al-4V合金 , β相区 , 尺寸分布 , 溶解

位错对Ti-6Al-4V合金α相形核及微织构形成的影响*

张金虎 , 徐东生 , 王云志 , 杨锐

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00053

借助Willis-Steeds-Lothe方法计算了单根长直刃型与螺型位错应力场, 并采用相场动力学方法模拟了含位错Ti-6Al-4V合金中βα转变过程, 探索长直位错应力场下共格α相的形核及对微织构形成的影响. 研究表明, 刃型位错应力场与择优α变体间相互作用能中, 正应力分量S33起主要作用; 螺型位错时切应力分量S23作用最大. 刃型位错应力场对α变体选择的作用要强于螺型位错. 刃型位错下择优变体以V1与V7为主, 螺型位错时以变体V7, V10及V12为主, 且V1/V7, V1/V4/V6是刃型位错下主要出现的变体组合类型, 而螺型位错时则以V7/V10/V12组合为主. 含位错体系的微观组织由位错应力场与α变体之间相互作用能, 以及α变体之间弹性相互作用能共同决定. 位错周围的应力场可导致界面能较高的界面类型出现.

关键词: Ti-6Al-4V合金 , 位错 , 相场模拟 , 变体选择 , 微织构

外加应变对Ti-25Al-10Nb合金显微组织影响的相场法模拟

郭巍 , 宗亚平 , 左良 , 王云志

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.05.021

利用相场法研究了外加应变场对Ti-25Al-10Nb合金中α2→O相变组织的影响.研究表明,除了外加应变的大小之外,外加应变方向对O相析出组织也有明显影响.模拟得出,外加应变方向对O相体积分数的影响可达24%,外应变大小对O相体积分数的影响可达60%.当沿着α2相的〈21 10〉方向施加单轴压应变且应变量εamp大于0.5εs(相变应变量)时,合金会形成α2+O相的全片层显微组织,有望显著改善合金的性能.

关键词: Ti-Al-Nb合金 , 外加应变场 , 显微组织 , 相场法

位错对Ti-6Al-4V合金α相形核及微织构形成的影响

张金虎 , 徐东生 , 王云志 , 杨锐

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00053

借助Willis-Steeds-Lothe方法计算了单根长直刃型与螺型位错应力场,并采用相场动力学方法模拟了含位错Ti-6A1-4V合金中β→α转变过程,探索长直位错应力场下共格α相的形核及对微织构形成的影响.研究表明,刃型位错应力场与择优α变体间相互作用能中,正应力分量S33起主要作用;螺型位错时切应力分量S23作用最大.刃型位错应力场对α变体选择的作用要强于螺型位错.刃型位错下择优变体以V1与V7为主,螺型位错时以变体V7,V10及V12为主,且V1/V7,V1/V4/V6是刃型位错下主要出现的变体组合类型,而螺型位错时则以V7N10/V12组合为主.含位错体系的微观组织由位错应力场与α变体之间相互作用能,以及α变体之间弹性相互作用能共同决定.位错周围的应力场可导致界面能较高的界面类型出现.

关键词: Ti-6Al-4V合金 , 位错 , 相场模拟 , 变体选择 , 微织构

1-氧-乙酰大花旋覆花内酯对照品的制备及其在欧亚旋覆花中的含量测定

王云志 , 石晓伟 , 付焱 , 程伟 , 张嫡群 , 查建蓬

色谱 doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2005.06.002

从欧亚旋覆花的氯仿提取物中分离制备了1-氧-乙酰大花旋覆花内酯对照品,经紫外光谱、红外光谱、核磁共振和质谱确定结构,其相关数据与文献一致,纯度为99.5%,符合中药化学对照品含量测定用要求.以所制备的1-氧-乙酰大花旋覆花内酯为对照品,建立了用高效液相色谱-蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)测定欧亚旋覆花中1-氧-乙酰大花旋覆花内酯含量的方法.色谱条件为Hypersil ODS-2色谱柱,流动相为甲醇-水(体积比为52:48),流速为1.0 mL/min.ELSD的漂移管温度为90 ℃,载气(空气)流速为2.5 L/min.1-氧-乙酰大花旋覆花内酯在进样量为1.37~8.21 μg时与其峰面积的线性关系良好(r=0.999 8).平均加样回收率为100.2%,相对标准偏差(RSD)为1.3%(n=6).该法准确,简单,省时,重复性好,适用于欧亚旋覆花的质量控制.

关键词: 高效液相色谱 , 蒸发光散射检测 , 1-氧-乙酰大花旋覆花内酯 , 对照品 , 欧亚旋覆花

刀片槽型对GH4169车削寿命的影响

宁邵鹏 , 王社权 , 张高峰 , 黄威武 , 王云志

硬质合金 doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2016.04.009

本文从刀片槽型结构出发,通过调节刃带宽度和刀具前角设计四款不同槽型刀片,对GH4169进行车削试验.通过测力仪(Kistler 5070)测量刀片切削力和超景深显微镜(Easson)观察刀具的磨损形貌,分析刀片的受力曲线和磨损曲线.试验表明:切削速度在45~85 m/min范围内,随着切削速度的增加,不同槽型刀片切削力都是先增大后减小;相同参数条件下,刀片槽型前角越大,剪切变形减小,受力越小;切削速度较低时,3°~15°前角范围内,刀具刃口强度好的刀片寿命好;切削速度较高时,通过增大第一前角和切削刃强度有助于提高刀具寿命;切削速度45 m/min时,刃口强度好的SNR1槽型切削寿命好;切削速度65 m/min,槽型最锋利且有加强筋强化切削刃的SNR4槽型切削寿命好;切削速度85 m/min,刃口强度和前角都较大的SNR2槽型切削寿命好.在本文切削速度范围内,SNR2能较好的满足使用要求.

关键词: GH4169 , 槽形 , 寿命 , 切削力 , 磨损机制

槽型结构对GH4169切槽加工性能的影响

王云志 , 蒋炳炎 , 王春秀

硬质合金 doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2016.04.010

本文采用4种不同槽型结构的切槽硬质合金刀片-TR、-SZ0、-SZ1和-SZ2进行高温合金GH4169切槽切削实验,测定各切槽硬质合金刀片的切削寿命及刀片磨损,观察切削实验切屑形貌,并通过有限元软件模拟仿真切槽切屑形貌,揭示硬质合金刀片的槽型结构对GH4169切槽加工性能的影响规律.结果表明:在目前国内航空加工企业的主流切削速度(v为40、60 m/min)条件下,-SZ2切槽刀片锋利的直线型刃口形式有利于提高刀片的使用寿命,其合理的断屑台结构可获得良好而稳定的断屑效果.

关键词: 高温合金GH4169 , 硬质合金刀片 , 断屑槽结构 , 切槽加工 , 有限元

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