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氢化物在Zr-4合金中变形行为的研究

王瑞红 , 丁向东 , 刘刚 , 肖林 , 孙军

稀有金属材料与工程

利用SEM原位观察,研究了氢化物在Zr-4合金中的形貌,大块团状分布的氢化物,稀疏分布的氢化物和单个氢化物的变形行为.结果表明Zr-4合金中的氢化物在室温下具有一定的塑性变形能力,可以随基体发生较大的变形,且氢化物的变形行为和其形貌密切相关.大块团状分布的氢化物的变形能力较差,断裂较早,稀疏分布的氢化物的变形能力较好,断裂较晚,而单个氢化物的变形能力最好,不易断裂.

关键词: Zr-4合金 , 氢化物 , 塑性变形 , 原位观察

颗粒增强金属基复合材料的屈服行为

丁向东 , 刘刚 , 王瑞红 , 孙军 , 江中浩 , 连建设

金属学报

运用空间轴对称弹塑性有限元方法和混合律模型,给出了应力应变分配系数与复合材料的弹性模量,屈服强度以及切线模量之间的定量关系式,并由此提出了一种新的定义颗粒增强金属基复合材料比例极限和屈服行为的方法.进而研究了颗粒形状(球体.正圆柱体以及椭球体)和材料结构参数(颗粒体积分数和颗粒根间距)对颗粒增强金属基复合材料拉伸变形行为的影响.研究表明.通过研究应力应变分配系数及其二阶导数来确定复合材料屈服行为的方法不仅适用于短纤维增强金属基复合材料,而且也适用于颗粒增强金属基复合材料该方法可以较好地反映出颗粒形状和材料结构参数对复合材料屈服行为的影响,预测的比例极限与已发表的实验结果吻合较好.

关键词: 金属基复合材料.有限元分析

颗粒增强金属基复合材料的屈服行为

丁向东 , 刘刚 , 王瑞红 , 孙军 , 江中浩 , 连建设

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2002.04.007

运用空间轴对称弹塑性有限元方法和混合律模型,给出了应力应变分配系数与复合材料的弹性模量,屈服强度以及切线模量之间的定量关系式,并由此提出了一种新的定义颗粒增强金属基复合材料比例极限和屈服行为的方法.进而研究了颗粒形状(球体.正圆柱体以及椭球体)和材料结构参数(颗粒体积分数和颗粒根间距)对颗粒增强金属基复合材料拉伸变形行为的影响.研究表明.通过研究应力应变分配系数及其二阶导数来确定复合材料屈服行为的方法不仅适用于短纤维增强金属基复合材料,而且也适用于颗粒增强金属基复合材料该方法可以较好地反映出颗粒形状和材料结构参数对复合材料屈服行为的影响,预测的比例极限与已发表的实验结果吻合较好.

关键词: 金属基复合材料.有限元分析.屈服行为 , 比例极限

渗氢后再结晶状态Zr-4合金拉伸变形的原位观察

丁向东 , 王瑞红 , 刘刚 , 肖林 , 孙军

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2003.03.009

利用扫描电镜原位观察和相应的多相有限元数值分析方法,研究了渗氢后再结晶状态Zr-4合金拉伸过程中氢化物的变形行为以及其对基体变形行为的影响.结果表明,氢化物自身具有一定的塑性变形能力,在具有良好塑性的基体约束下,可以与基体一起发生较大的变形,但是氢化物的变形能力和其在Zr-4合金中的分布和形貌密切相关:稀疏分布的氢化物,易发生变形,不易出现裂纹;单个片状的氢化物可以被基体中的滑移线穿过;而在大块氢化物团聚体内部易出现裂纹.氢化物的形貌不仅影响基体的变形行为;而且对基体的断裂也有显著的影响.渗氢后Zr-4合金的断裂属于韧性断裂,断裂时材料内部出现多裂纹源,无主裂纹出现.

关键词: Zr-4合金 , 氢化物 , 拉伸变形 , 原位观察

双轴比例加载条件下含氢化物Zr-4合金变形行为的数值分析

丁向东 , 王瑞红 , 刘刚 , 肖林 , 孙军

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2003.09.014

采用有限元数值分析方法,模拟了含氢化物Zr-4合金拉-扭双轴比例加载下的变形行为.相同外加等效应变下,加载路径对含氢化物Zr-4合金的应力、应变分量的大小和分布有明显的影响,而对其等效应力-应变曲线影响较小.不同加载路径下,Zr-4合金基体的最大静水拉应力区位于氢化物与基体的界面附近.随着拉伸-扭转应变比的增加,基体中最大静水拉应力增加,而最大静水拉应力位置与外加剪切方向的夹角由45°逐渐转向90°.

关键词: Zr-4合金 , 氢化物 , 比例加载 , 有限元数值分析

双轴比例加载条件下含氢化物Zr-4合金变形行为的数值分析

丁向东 , 王瑞红 , 刘刚

金属学报

采用有限元数值分析方法,模拟了含氢化物Zr-4合金拉-扭双轴比例加载下的变形行为.相同外加等效应变下,加载路径对含氢化物Zr-4合金基体的最大静水拉应力区位于氢化物与基体的界面附近.随着拉伸-扭转应变比的增加, 基体中最大静水拉应力增加,而最大静水拉应力位置与外加剪切方向的夹角由45℃逐渐转向90℃.

关键词: Zr-4合金 , null , null

渗氢后再结晶状态Zr---4 合金拉伸变形的原位观察

丁向东 , 王瑞红 , 刘刚

金属学报

利用扫描电镜原位观察和相应的多相有限元数值分析方法,研究了渗氢后再结晶状态Zr----4合金拉伸过程中氢化物的变形行为以及其对基体变形行为的影响.结果表明,氢化物自身具有一定的塑性变形能力,在具有良好塑性的基体约束下,可以与基体一起发生较大的变形,但是氢化物的变形能力和其在Zr---4全金中的分布和形貌密切相关:稀疏分布的氢化物,易发生变形,不易出现裂纹;单个片状的氢化物可以被基体中的滑移线穿过;而在大块氢化物团聚体内部易出现裂纹.氢化物的形貌不仅影响基体的变形行为;而且对基体的断裂也有显著的影响.渗氢后Zr----4合金的断裂属于韧性断裂,断裂时材料内部出现多裂纹源,无主裂纹出现.

关键词: Zr-4 , null , null , null

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