超细晶钛及钛合金的腐蚀性能研究进展 被引量：3

1

作者 尹雁飞 侯智敏 +2 位作者 赵彬 毛小南 赵永庆 《钛工业进展》 CAS 北大核心 2018年第4期1-5,共5页

通过剧烈塑性变形(SPD)技术制备的超细晶钛及钛合金,不仅具有优异的力学性能,其腐蚀性能也与普通粗晶材料明显不同。概述了通过SPD制备的超细晶钛及钛合金的组织特点,从实现超细化前后耐蚀性能的变化方面,介绍了国内外关于超细晶钛及钛... 通过剧烈塑性变形(SPD)技术制备的超细晶钛及钛合金,不仅具有优异的力学性能,其腐蚀性能也与普通粗晶材料明显不同。概述了通过SPD制备的超细晶钛及钛合金的组织特点,从实现超细化前后耐蚀性能的变化方面,介绍了国内外关于超细晶钛及钛合金腐蚀性能的最新研究进展。从位错密度、织构及晶粒尺寸分布等方面,归纳总结了不同因素对超细晶钛及钛合金腐蚀性能的影响。此外,还探讨了未来超细晶钛及钛合金腐蚀行为的研究方向,以期为研制兼具高强度和优良耐蚀性的新型材料提供借鉴。 展开更多

关键词 超细晶钛及钛合金 剧烈塑性变形 腐蚀行为 晶粒尺寸

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多层梯度超细晶粒钛的变形机制

2

作者 刘佳文 刘彬 +2 位作者 曹丽丽 郭伟彬 方红梅 《理化检验（物理分册）》 CAS 2023年第10期1-7,61,共8页

采用冷轧与表面机械磨损处理相结合的方法,设计和制备了具有多层梯度化结构的超细晶粒钛。对制备的超细晶粒钛进行力学性能试验,用扫描电子显微镜观察其显微组织形貌,利用透射电镜对材料的变形机制进行了详细研究。结果表明:每一层都有... 采用冷轧与表面机械磨损处理相结合的方法,设计和制备了具有多层梯度化结构的超细晶粒钛。对制备的超细晶粒钛进行力学性能试验,用扫描电子显微镜观察其显微组织形貌,利用透射电镜对材料的变形机制进行了详细研究。结果表明:每一层都有其特定的变形和破坏机制,变形机制包括非晶纳米晶混合层的大量剪切带化、纳米晶粒层的晶界诱导变形和超细晶粒的局部剪切;层与层之间连接处的梯度降低了界面破坏程度、增加了止裂效应,以及提高了接触承载能力;这种复杂的塑性变形提高了多层梯度钛的强度和加工硬化性能。 展开更多

关键词 超细晶粒钛 多层结构 梯度结构 变形机制

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原始组织结构对压缩变形制备超细晶钛合金的影响 被引量：5

3

作者 孙新军 顾家琳 +2 位作者 代冰 陈南平 白秉哲 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期15-18,共4页

研究了原始组织结构对压缩变形制备超细晶钛合金的影响。结果表明,具有淬火马氏体组织的TC11合金在650℃,65×10-4/s-1条件下压缩变形应变量达12后,就会获得等轴均匀的亚微米晶组织,平均晶粒尺寸约为021μm;单一的马氏体组织比两相... 研究了原始组织结构对压缩变形制备超细晶钛合金的影响。结果表明,具有淬火马氏体组织的TC11合金在650℃,65×10-4/s-1条件下压缩变形应变量达12后,就会获得等轴均匀的亚微米晶组织,平均晶粒尺寸约为021μm;单一的马氏体组织比两相交替分布的片层组织更有利于超细晶的形成,但原始组织结构的差异对最终形成的超细晶组织的晶粒尺寸几乎没有影响。 展开更多

关键词 超细晶 钛合金 组织结构 压缩变形 动态再结晶

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基于人工神经网络的超细晶纯钛热变形本构模型 被引量：6

4

作者 刘晓燕 杨成 +2 位作者 杨西荣 强萌 张欠欠 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3038-3044,共7页

对等通道转角挤压(ECAP)制备的超细晶纯钛,在温度为250～450℃、应变速率为10^(-5)～1s^(-1)的条件下进行热压缩试验。基于真应力和真应变实验数据,分别使用人工神经网络(ANN)和Arrhenius方程建立超细晶纯钛的热变形本构模型,研究其热... 对等通道转角挤压(ECAP)制备的超细晶纯钛,在温度为250～450℃、应变速率为10^(-5)～1s^(-1)的条件下进行热压缩试验。基于真应力和真应变实验数据,分别使用人工神经网络(ANN)和Arrhenius方程建立超细晶纯钛的热变形本构模型,研究其热变形行为。实验结果表明:在变形初期,流变应力随应变的增大而升高,随后趋于平缓,最终达到一个稳定值。人工神经网络训练和预测结果表明:人工神经网络最佳结构为3×12×1,人工神经网络模型预测的平均相对误差(AARE)为2.1%,相关系数(R)为0.9979;Arrhenius方程模型预测的AARE为11.54%,R为0.9464。即人工神经网络模型能够更加精确地描述超细晶纯钛的本构关系。通过对比不同温度下两种模型的误差,发现人工神经网络模型在高温条件下具有更好的稳定性。 展开更多

关键词 超细晶纯钛 人工神经网络 Arrhenius本构方程 流变应力

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超细晶纯钛的微动疲劳特性 被引量：5

5

作者 杨西荣 王立元 +3 位作者 郝凤凤 雷漫江 刘晓燕 罗雷 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3433-3438,共6页

利用自行设计的微动疲劳试验夹具研究超细晶纯钛在柱面-平面接触下的微动疲劳特性,分析循环应力对其微动疲劳寿命的影响。通过观察接触区磨损和断口形貌,分析其微动损伤机制。结果表明,当法向载荷不变时,超细晶纯钛的微动疲劳寿命随着... 利用自行设计的微动疲劳试验夹具研究超细晶纯钛在柱面-平面接触下的微动疲劳特性,分析循环应力对其微动疲劳寿命的影响。通过观察接触区磨损和断口形貌,分析其微动损伤机制。结果表明,当法向载荷不变时,超细晶纯钛的微动疲劳寿命随着循环应力的增加而减少,比常规疲劳寿命更低。微动疲劳裂纹于接触区边缘萌生,磨损区破裂严重且附着有磨粒,在磨粒磨损作用下加速了试样的疲劳失效。断口同时呈现出疲劳形貌和微动形貌,形貌从平滑转向粗糙直至断裂,裂纹由小变大,裂纹扩展速率也逐渐增加,且在裂纹扩展区存在二次裂纹;由于受力不均,在裂纹扩展区与断裂区之间存在山脊状形貌。 展开更多

关键词 超细晶纯钛 微动疲劳 磨粒磨损

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超细晶纯钛微弧氧化表面润湿性和耐腐蚀性能研究 被引量：4

6

作者 徐琳 丁建宁 +3 位作者 许晓静 牛小丫 李伯全 程广贵 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3100-3104,共5页

以纯钛为原料,经等通道转角大应变加工处理得到超细晶纯钛,采用微弧氧化法对纯钛和超细晶纯钛表面进行了改性处理,研究了改性处理对样品的表面形貌、润湿性和耐腐蚀性等的影响。实验发现微弧氧化处理后,虽纯钛及超细晶纯钛表面均形成多... 以纯钛为原料,经等通道转角大应变加工处理得到超细晶纯钛,采用微弧氧化法对纯钛和超细晶纯钛表面进行了改性处理,研究了改性处理对样品的表面形貌、润湿性和耐腐蚀性等的影响。实验发现微弧氧化处理后,虽纯钛及超细晶纯钛表面均形成多孔氧化膜层、接触角减小、表面粗糙度和表面能提高,但与纯钛相比,超细晶纯钛腐蚀速率与电流密度较纯钛的更小。因此,经微弧氧化法改性后,超细晶纯钛比纯钛更适合应用于医用植入物领域。 展开更多

关键词 超细晶纯钛 微弧氧化 润湿性 耐蚀性

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超细晶纯钛动态力学响应及变形机制

7

作者 李帅康 刘晓燕 +2 位作者 杨西荣 罗雷 王敬忠 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期155-163,共9页

采用分离式霍普金森压杆技术在应变速率为2000~3000 s^(-1)和温度为300~450℃条件下对超细晶纯钛进行了动态冲击实验,研究了其动态力学响应及变形机制,并利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对变形后的微观组织进行了表征。结果表明:超... 采用分离式霍普金森压杆技术在应变速率为2000~3000 s^(-1)和温度为300~450℃条件下对超细晶纯钛进行了动态冲击实验,研究了其动态力学响应及变形机制,并利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对变形后的微观组织进行了表征。结果表明:超细晶纯钛的真应力-真应变曲线呈现出明显的“双应力峰”特征,随着应变速率的增加和温度的降低,其屈服强度和流变应力提高,表现出正应变速率敏感性和负温度敏感性。在应变速率为2000~3000 s^(-1)的范围内,超细晶纯钛的应变速率敏感性指数m为0.12~0.17。当应变速率大于2500 s^(-1)时,超细晶纯钛试样出现绝热剪切带,绝热剪切带产生的临界应变为0.316。在动态冲击载荷下,超细晶纯钛的变形机制由低温时的位错密度增加和位错胞形成转变为高温时的几何动态再结晶和晶粒粗化。 展开更多

关键词 超细晶纯钛 动态力学行为 变形机制 组织演变 绝热剪切带

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超细晶纯钛疲劳裂纹扩展及裂纹尖端组织演变 被引量：3

8

作者 刘晓燕 柳奎君 +2 位作者 杨西荣 王敬忠 罗雷 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期882-888,共7页

采用疲劳裂纹扩展实验研究剧烈塑性变形制备的4种超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展行为,通过观察不同组织超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展路径,并对裂纹尖端塑性区进行显微硬度分布实验和显微组织观察,分析不同组织超细晶纯钛疲劳裂纹扩展的微观机制... 采用疲劳裂纹扩展实验研究剧烈塑性变形制备的4种超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展行为,通过观察不同组织超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展路径,并对裂纹尖端塑性区进行显微硬度分布实验和显微组织观察,分析不同组织超细晶纯钛疲劳裂纹扩展的微观机制。结果表明,等径弯曲通道变形(equal channel angular pressing,ECAP)纯钛和旋锻后400℃退火纯钛的疲劳裂纹扩展路径曲折,而ECAP+旋锻变形纯钛和旋锻后300℃退火纯钛的疲劳裂纹扩展路径平直。循环载荷作用下,超细晶纯钛裂纹尖端区域的显微硬度和微观组织变化显著。其中ECAP+旋锻变形纯钛的组织位错密度和显微硬度降低,而ECAP变形和旋锻后退火纯钛的组织位错密度和显微硬度均升高。超细晶纯钛疲劳裂纹扩展过程中组织结构对位错运动的阻碍导致裂纹扩展方向改变,且裂纹尖端区域位错密度为显微硬度变化的主要影响因素。 展开更多

关键词 超细晶纯钛 微观组织 疲劳裂纹扩展 裂纹尖端塑性区 显微硬度

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反复轧制过程中TA1纯钛板的组织演化及强化机制 被引量：1

9

作者 陈珊堃 李国君 +2 位作者 孙巧艳 肖林 孙军 《钛工业进展》 CAS 2014年第1期15-20,共6页

采用反复轧制工艺制备了超细晶TA1纯钛板。通过金相、透射电镜、X射线衍射、扫描电镜等手段,分析了纯钛板在反复轧制过程中,不同的应变量所对应的组织形貌特点,并测试了强度、塑性,观察了宏观断口与微观形貌。结果表明:纯钛在常规轧机... 采用反复轧制工艺制备了超细晶TA1纯钛板。通过金相、透射电镜、X射线衍射、扫描电镜等手段,分析了纯钛板在反复轧制过程中,不同的应变量所对应的组织形貌特点,并测试了强度、塑性,观察了宏观断口与微观形貌。结果表明:纯钛在常规轧机上经过反复轧制可显著细化晶粒,晶粒尺寸由轧制前的80μm降至120 nm;强度则随着轧制应变量的增加而提高,当Von Mises等效应变为2.4时,平均屈服强度提高到678 MPa,是轧制前粗晶的3倍多;位错及其交互作用是细化晶粒的主要机制,在高密度位错区域由于位错的交互作用而形成了位错胞和亚晶粒,最终演变成超细晶粒;细晶强化和加工硬化是导致纯钛轧制后强度显著提高的主要原因。 展开更多

关键词 反复轧制 超细晶纯钛 组织演化 强化机制

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基于Murty判据的超细晶纯钛热加工图及组织分析 被引量：1

10

作者 解晨 冯军宁 +5 位作者 马忠贤 马炜杰 胡志杰 冯永琦 刘晓燕 杨西荣 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期118-122,共5页

通过在Gleeble-3500热模拟实验机上进行压缩实验,研究了超细晶纯钛在温度为250、350、400和450℃,应变速率为10^-4、10^-2和1 s^-1时的变形行为,并利用基于Murty判据建立的热加工图确定了最佳变形区域和失稳区域。利用透射电子显微镜观... 通过在Gleeble-3500热模拟实验机上进行压缩实验,研究了超细晶纯钛在温度为250、350、400和450℃,应变速率为10^-4、10^-2和1 s^-1时的变形行为,并利用基于Murty判据建立的热加工图确定了最佳变形区域和失稳区域。利用透射电子显微镜观察压缩后的微观组织形貌。实验结果表明:在该实验条件下,流动应力在较高温度和低应变速率(T≥400℃、ε·≤10^-2)条件下表现为典型的动态回复曲线;在低温和高应变速率(T≤350℃、ε·>10^-2)条件下,出现明显的单峰值应力,是典型动态再结晶曲线,但当应变约大于0.5后发生二次硬化。随着应变的增加,稳定区域的面积增大。在应变为0.69时,最佳变形区域为410~440℃、10^-4~10^-3.75s^-1区域,主要发生动态回复行为。 展开更多

关键词 超细晶纯钛 热压缩 热加工图 微观组织

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大变形热轧制备超细晶TC4钛合金的组织与性能 被引量：7

11

作者 姚学峰 付立铭 单爱党 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期57-61,66,共6页

在70t轧机上,以1 100℃为开轧温度,采用2~4道次大变形轧制方式制备超细晶TC4钛合金,研究了变形量(60%~90%)对该合金组织和性能的影响。结果表明:TC4钛合金中的α和β相片层状组织在热轧过程中因动态再结晶被分解成超细晶组织,由于动态... 在70t轧机上,以1 100℃为开轧温度,采用2~4道次大变形轧制方式制备超细晶TC4钛合金,研究了变形量(60%~90%)对该合金组织和性能的影响。结果表明:TC4钛合金中的α和β相片层状组织在热轧过程中因动态再结晶被分解成超细晶组织,由于动态再结晶不完全,组织中存在残留位错;随着变形量增加,超细晶的数量增加且晶粒尺寸减小,合金强度增大,且塑性保持良好,拉伸断裂方式均为韧性断裂;经变形量为90%的大变形热轧后,得到了高强高韧超细晶TC4钛合金,其平均晶粒尺寸约150nm,抗拉强度达1 135 MPa,伸长率超过9%。 展开更多

关键词 超细晶TC4钛合金 大变形热轧 组织 力学性能

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超细晶工业纯钛在3.5%NaCl溶液中的高周疲劳 被引量：2

12

作者 雷漫江 杨西荣 +2 位作者 刘晓燕 杨雨欣 马炜杰 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期402-408,共7页

采用Instron-8801型电液伺服疲劳实验机对复合细化工艺制备的超细晶工业纯钛进行高周腐蚀疲劳实验,实验条件为水浴恒温(17.9±0.5)℃,3.5%NaCl(pH=8.1±0.2),加载频率(f)=25 Hz、应力比(R)=-1。利用得到的实验数据拟合实验加载... 采用Instron-8801型电液伺服疲劳实验机对复合细化工艺制备的超细晶工业纯钛进行高周腐蚀疲劳实验,实验条件为水浴恒温(17.9±0.5)℃,3.5%NaCl(pH=8.1±0.2),加载频率(f)=25 Hz、应力比(R)=-1。利用得到的实验数据拟合实验加载应力幅(σ_(a))与疲劳断裂循环周次(Nf)间的关系,绘制应力-寿命曲线(S-N曲线)。研究材料的腐蚀疲劳性能,并对腐蚀疲劳宏观断口形貌进行观察分析。结果表明:在3.5%NaCl溶液中,超细晶工业纯钛的腐蚀疲劳极限值(σ_(-1))为403.1 MPa(44.35%)。与常规疲劳相似,随着加载应力的增加,材料的疲劳断裂循环周次急剧减小,并与常规超细晶工业纯钛和粗晶工业纯钛相比较,发现细晶强化极大地提高了材料的疲劳极限。腐蚀疲劳裂纹源萌生于材料表面,可以直观地观察到材料腐蚀疲劳裂纹的萌生、扩展、断裂典型区域的特征。断口表面较为平整光滑,观察发现有大量的疲劳辉纹和少量的二次裂纹。材料具有较强的疲劳裂纹扩展抵抗能力,耐腐蚀疲劳性能优良。 展开更多

关键词 超细晶工业纯钛(UFG CP-Ti) 高周疲劳 应力-寿命曲线(S-N曲线) 腐蚀疲劳极限

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