拉伸试验测试金属韧性的不确定性：中温脆性和应变速率脆性

金属高温拉伸试验国际技术标准ISO6892-2-2011认定,拉伸试验的拉伸温度或应变速率的改变会引起拉伸试验测试力学性能结果的不确定性,危及到拉伸试验技术的可靠性. 本文综述了拉伸试验测试断面收缩率或延伸率的不确定性：中温脆性和应变速率脆性的实验现象和特征,简述了多晶金属弹性变形微观理论的基本结果,以此微观理论解释了上述两种测试不确定性的试验现象,阐明了这两种测试不确定性是拉伸试验弹性变形阶段杂质晶界偏聚,脆化了晶界引起的. 为修正金属拉伸试验技术标准,避免断面收缩率测试的不确定性提供了理论基础. 关键词： 拉伸试验 弹性变形 晶界偏聚 断面收缩率     

硼的晶界非平衡偏聚临界时间和临界冷却速度的确定

本文提出了一种确定晶界非平衡偏聚的临界时间和临界冷却速度的新方法。通过径迹显微照相(PTA),确定出含硼的Fe-30wt％Ni奥氏体合金中硼的晶界非平衡偏聚在不同温度下的临界时间t_0和从不同温度冷却时的临界冷却速度Q_c。     

高温和低应力引起的晶界成分的改变

推导出了材料在高温和不能引起范性蠕变的弹性范围内张应力作用引起的溶质非平衡晶界偏聚的动力学方程 .模拟了Shinoda和Nakamura的磷在钢中和Misra的硫在钢中的张应力时效实验结果 ,获得了模拟结果与实验结果的一致 .通过模拟发现 ,张应力使磷 -空位复合体以及硫 -空位复合体在钢中的扩散系数均增加 3个数量级 ,使磷原子和硫原子的扩散系数分别降低 3个和 5个数量级 .     

溶质原子晶界偏聚研究

本文综述作者近几年来关于溶质原子非平衡晶界偏聚热力学、动力学以及晶界平衡偏聚与非平衡偏聚之间关系的理论、实验研究工作。这些研究工作内容丰富,已达世界水平。它们为改善现有材料的力学性能以及发现新材料提供了理论依据。     

硼在奥氏体晶界的非平衡偏聚

作者应用径迹显微照相技术(PTA)研究了硼在奥氏体晶界的非平衡偏聚。实验结果表明,含硼10ppm的Fe-30wt%Ni奥氏体合金,在1050℃以上,不产生硼的平衡晶界偏聚和硼化物析出;但当该合金试样从1050℃以上温度水冷和空冷时,产生硼的非平衡晶界偏聚。这种偏聚是在试样的冷却过程中产生的,其特点是,在一定的冷却速度下,冷却开始温度越高,偏聚量越大;而在一定的冷却开始温度下,试样的冷却速度越小,偏聚量越大。     

一种实验确定多晶材料晶界区弹性模量的方法

基于张应力作用引起的溶质非平衡晶界偏聚理论模型,提出了通过测量张应力引起的溶质非平衡晶界偏聚量,求多晶材料晶界区弹性模量的方法,并借助于Misra的实验结果求得2.6 Ni-Cr-Mo-V钢883 K温度下晶界区的弹性模量为Egb=2.03×109 Pa. 所得结果与Kluge等理论计算的晶界区弹性模量在数量级上(定性)一致,证实了多晶材料晶界区具有比通常认为的更低的弹性模量.     

含硼Fe-30wt％Ni奥氏体合金中硼的晶界平衡偏聚

采用径迹显微照相技术(PTA)研究了硼在Fe-30wt％Ni奥氏体合金中的分布。结果表明,该合金在650～950℃之间保温急冷时,存在着硼的晶界平衡偏聚,而在1050℃以上保温急冷时没有硼的偏聚。