国家自然科学基金(51104114)
- 作品数：6 被引量：41H指数：5
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- 表面纳米化工业纯锆的显微组织与残余应力研究被引量：7
- 2014年
- 对工业纯锆进行了不同时间的机械研磨处理(SMAT),利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对试样表层平均晶粒尺寸和平均微观畸变进行了分析表征,采用光学显微镜(OM)观察了试样的横截面显微组织,利用X射线应力仪测试了试样距表面不同深度的宏观残余应力。结果表明,SMAT处理可以实现工业纯锆的表面纳米化,并且在试样的最表层形成了厚约10μm的纳米结构。试样表面平均微观畸变随着SMAT处理时间的增加逐渐增大,处理时间为60 min时,平均微观畸变约为0.41%。试样表层的宏观残余应力为压应力,且表层残余压应力由表面到基体先增大而后减小。随着处理时间的增加,试样表面残余压应力σsrs先增大而后减小;最大残余压应力σmrs先增大而后趋于稳定,约为–620 MPa;最大残余压应力距表面的距离Zm和残余压应力场深度Z0均逐渐增大。
- 张聪惠于飞解钢王耀勉何晓梅
- 关键词：表面纳米化
- 循环载荷下表面强化工业纯锆残余应力释放研究被引量：3
- 2015年
- 对工业纯锆进行表面机械研磨处理(SMAT),实现其表面纳米化,并引入残余压应力场。采用偏光显微镜(PM)、透射电子显微镜(TEM)对SMAT处理试样显微组织进行表征,利用X射线应力仪测试不同循环加载周次下距试样表面不同深度处宏观残余应力。研究不同循环加载周次下距表层不同深度处X射线衍射峰半高宽的变化特征,并采用Voigt函数拟合X射线衍射峰,得到微观应变和位错密度的分布特征。结果表明:循环加载初期残余应力释放率最大,约为25%,随着循环加载周次增加残余应力释放率趋于稳定;不同循环加载周次下,随距表层深度增加,X射线衍射峰半高宽、微观应变和位错密度逐渐降低后趋于稳定;随着位错密度降低,残余压应力逐渐增加,位错密度值稳定于约2×1010cm-2时所对应的深度,和最大残余压应力对应的深度基本一致。循环载荷下残余应力释放是通过微观塑性变形过程中位错运动来实现。
- 张聪惠宋薇朱姗姗王耀勉王洋
- 关键词：循环加载位错密度
- 表面机械研磨处理工业纯锆的组织和拉伸性能研究被引量：9
- 2013年
- 对退火态工业纯锆试样分别进行了5,15,30和45 min的表面机械研磨处理,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了试样的微观组织,对其表层晶粒尺寸进行了X射线衍射分析、采用维氏显微硬度仪测量了沿层厚方向的硬度,并进行了室温拉伸性能测试。实验表明,经过表面机械研磨处理,在强烈塑性变形作用下试样表层晶粒尺寸能够细化到纳米尺度,而且随处理时间增加而进一步降低,经过45 min处理后试样表层晶粒尺寸可以达到25 nm左右;处理后在试样的次表层形成了一定深度的变形层,具有较高的孪晶密度,并且变形层厚度随处理时间延长而提高。试样表层形成的纳米结构使其显微硬度获得了显著提高,并随处理时间增加而进一步提高;沿层厚方向试样显微硬度逐渐降低,与微观组织的变化一致。拉伸试验表明,表面机械研磨能够使试样得到强化。随处理时间的增加,试样屈服强度和抗拉强度能够得到明显改善,而试样的延伸率则随处理时间的增加而降低。对经过45 min处理的试样,其屈服强度和抗拉强度分别为324和414 MPa,相对于原始试样分别提高了11.7%和8.7%,延伸率为23%,降低了30.9%,拉伸断口主要形貌特征为韧窝,处理层和中心层呈现不同的组织特征。
- 张聪惠于飞王耀勉何晓梅
- 关键词：表面机械研磨处理晶粒尺寸
- 表面机械研磨工业纯锆的疲劳性能研究被引量：6
- 2017年
- 采用表面机械研磨工艺对工业纯锆进行处理,利用四点弯曲疲劳试验对试样的疲劳性能进行研究,并利用透射电子显微镜(TEM)和光学显微镜(OM)对试样的微观组织进行观察,利用纳米压痕仪测试处理试样从表层到基体的硬度分布,采用X射线衍射(XRD)方法分析表层晶粒尺寸、微观畸变以及残余应力分布特征。结果表明:经表面机械研磨处理工业纯锆的疲劳极限为195 MPa,而原始试样的疲劳极限为159MPa,表面机械研磨处理使工业纯锆的疲劳极限提高了23%,疲劳性能的改善可归因于表面机械研磨引入的纳米化表层、加工硬化以及残余压应力。本文进一步研究发现,应力幅大于270 MPa,表面机械研磨处理试样的疲劳寿命低于原始试样;应力幅低于270 MPa,表面机械研磨处理试样的疲劳性能比原始试样优异。
- 张聪惠于飞王耀勉何晓梅
- 关键词：表面纳米化晶格畸变残余应力
- 退火对表面机械研磨处理纳米化工业纯钛性能的影响被引量：13
- 2013年
- 通过表面机械研磨处理(SMAT)在工业纯钛表面制备出具有纳米晶体特征的表面层,并对其进行不同温度的退火,利用光镜、分层显微硬度测试和极化曲线测量等手段,分别研究了机械研磨处理对工业纯钛和不同退火温度对表面机械研磨处理纳米化工业纯钛性能的影响。结果表明,表面纳米化使工业纯钛在0.5 mol/L H2SO4溶液中的耐腐蚀性变差,而低温退火可改善SMAT处理工业纯钛在0.5 mol/L H2SO4溶液中的耐腐蚀性能。工业纯钛经表面纳米化+低温退火处理,可以提高其表面的硬度和耐腐蚀性能。
- 何晓梅张聪惠杨占林刘晓燕赵西成于飞
- 关键词：工业纯钛表面纳米化退火耐腐蚀性能
- Zr-Sn-Nb-Fe合金加工过程中再结晶退火处理研究被引量：6
- 2012年
- 以Zr-1.0Sn-1.0Nb-Fe合金为研究对象,对其挤压管坯、一次冷轧管坯及二次冷轧管坯进行真空退火处理,并采用偏光显微镜对每道次退火后的金相组织进行观察分析,研究了不同挤压温度以及不同退火制度对Zr-Sn-Nb-Fe合金再结晶退火处理的影响。结果表明:同一加工态下,600℃的挤压管坯在640℃/2 h退火发生再结晶程度大于640℃的挤压管坯,再结晶温度随挤压温度的降低而降低;在600℃的退火温度下,延长保温时间对锆合金再结晶程度影响不大;对挤压管坯、一次冷轧管坯的最佳退火温度为600℃/2 h,二次冷轧管坯的最佳退火温度为580℃/2 h或590℃/2 h。
- 刘大利张聪惠李中奎周军石明华田锋
- 关键词：再结晶退火
