浅谈非晶合金材料的变形与断裂

本文研究了不同非晶合金材料的拉伸、压缩变形与断裂特征,总结了不同非晶合金材料拉伸与压缩断裂的不对称性,观察到具有剪切变形行为的非晶合金,其压缩塑性随样品的高径比减小而逐渐增加;提出了剪切带旋转机制来解释具有高塑性非晶合金材料压缩变形过程中剪切带的偏转.     

物理所研究出解决非晶合金材料老化难题的新方法

<正>中科院物理所汪卫华研究组发展了一种简单的非晶合金材料热循环处理工艺。该工艺将非晶合金在液氮或者液氦中浸泡几分钟,然后快速升温至室温并保持几分钟。经过数十次循环之后发现,非晶合金整体能量升高,表现为非晶合金微分扫描量热(DSC)曲线晶化前结构弛豫放热峰得到明显的增强。通过力学测试发现,热循环之后合金的硬度明显降低;通过力学实验机压缩测量,热循环之后,合金的压缩塑性增加到7%以上,且表面剪切带的数量增加。通过动态力学测试仪(DMA)     

块体非晶合金的断裂韧性

材料的韧性表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,是反映塑性和强度好坏的综合指标。韧性作为非晶合金材料的基本属性之一,是描述非晶合金材料性能的重要参数。非晶合金断裂韧性,受很多因素的影响,本文归纳了影响断裂韧性的因素。     

Cu-Zr和Cu-Ag-Zr合金的高温拉伸性能研究

研究了Cu-0.2％Zr合金和Cu-3％Ag-0.5％Zr合金的高温拉伸性能。材料热处理工艺为：固溶920℃×1h,水冷;纵向冷变形30％;时效450℃×3h,空冷,试验温度500℃。结果表明,CuAgZr合金组织均匀性高于CuZr合金,CuAgZr合金抗拉强度和屈服强度均比CuZr合金高出50MPa-60MPa,结果符合Hall-Petch关系。两种合金的高温拉伸断裂方式均为沿晶韧性断裂,CuZr合金比CuAgZr合金具有更好的塑性。     

科研进展

研制成功超高强度和塑性的金属玻璃和新型金属塑料物理研究所汤美波等人最近在前期工作的基础上,成功研制出具有超高强度和塑性的CuZr基金属玻璃材料。该材料断裂强度达2265MPa,同时具有一般非晶材料中不具备的加工硬化效应,尤其特别的是该材料具有极大的延展性(延展率为20%,而一般非晶合金材料的只有2%)。这同时也是世界上首次用一般金属材料制取塑性非晶合金材料。该材料的研制成功意味着大块非晶材料的应用范围可能大大被拓宽,可能会改变人们对非晶材料的认识。同时为设计新的具有塑性的金属玻璃材料提供了实验依据和方向。相关成果发…     

硅表面金属纳米线形成机理研究取得新进展

物理研究所汤美波等人最近在前期工作的基础上，成功研制出具有超高强度和塑性的CuZr基金属玻璃材料。该材料断裂强度达2265MPa，同时具有一般非晶材料中不具备的加工硬化效应，尤其特别的是该材料具有极大的延展性（延展率为20％，而一般非晶合金材料的只有2％）。这同时也是世界上首次用一般金属材料制取塑性非晶合金材料。     

科研进展

非晶塑性机理研究取得新进展物理所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)汪卫华研究组前几年开发出一系列大塑性非晶合金材料,为研究非晶塑性机理这一重要材料和物理问题提供了模型体系。此后该研究组一直致力于非晶塑性机理研究,最近,该研究组孙保安等从流动的角度,用非平衡态统计力学方法系统研究了锯齿流变现象和非晶塑性机理之间的关联。     

ABS／PMMA合金力学性能研究

采用熔融共混法,在合适工艺条件下制备出了不同PMMA牌号、不同配比的ABS／PMMA合金。并通过电子万能试验机、悬臂梁;中击实验机对合金的力学性能进行了研究,结果表明：不同牌号PMMA的ABS／PMMA合金材料拉伸强度随PMMA含量的增加而增大,断裂伸长率随PM-MA含量的增加而减小,缺口;中击强度随PMMA含量的增加而减小;比较两种不同牌号的PMMA,ABS／PMMA207合金具有更好的力学性能。     

非品合金材料特性及其对变压器特性的影响

本文从非晶合金的特性出发,通过一系列的理论分析了非晶合金材料的特性对变压器特性的影响,尤其是时磁滞和涡流损耗的影响,从而阐述了非晶合金变压器有着较小的空载损耗,并通过实际的经济比较说明了非晶合金变压器在应用中的优势。     

深部软岩巷道围岩位移破坏特征数值模拟研究

基于张庄矿西三采区运输上山的地质条件,采用Flac3D模拟了巷道围岩位移及破坏分布特征。模拟结果表明:模拟的3条巷道围岩塑性区分布具有对称性,两侧巷道围岩塑性区范围大于中间巷道围岩塑性区范围,巷道顶板围岩塑性区范围大于巷道顶板围岩塑性区范围,巷道两帮围岩塑性区范围基本一致,且两帮围岩塑性区呈对称分布;巷道围岩破坏形式以剪切破坏为主,顶板围岩局部为剪切拉伸复合破坏;围岩位移变形具有对称性,顶底板位移量大于两帮位移量,底板位移量明显大于顶板下沉量。     

我国科学家研究出一种新型金属材料——“金属塑料”

中国科学院物理研究所汪卫华研究小组，在创新研究群体等基金项目的持续资助下，经过多年的努力和积累，研制出了一种集聚合物塑料和金属特点于一身的新型铈基非晶结构材料——金属塑料。该材料具有迄今为止最低的玻璃化温度（60℃-120℃），远远低于通常的金属材料，但却具有比普通塑料高得多的热稳定性，很宽的过冷液相区。这一特性使得该材料在很低的温度下和很宽的温度范围内表现出类似聚合物的超塑性，比如它可在开水中立即变软，因此可以在较低的温度下很容易地进行成型、弯曲、拉伸、压缩和复印等变形处理，     

非晶合金材料发展趋势及启示

金属材料的发展与人类文明和进步息息相关。非晶合金材料是一类原子结构长程无序,具有独特优异性能的新型金属材料。近年来,非晶合金材料的研发、相关科学问题的研究、在高新技术领域的应用得到快速发展,并对金属材料的设计和研发、结构材料、绿色节能材料、磁性材料、催化材料、信息材料等领域产生深刻的影响。为此,文章在回顾非晶合金材料研究和研发历史过程的基础上,分析了当前其学科的前沿科学问题、发展方向,以及我国在该领域发展的问题、机遇和挑战,并提出相应的启示和建议,以期为加快新金属材料的发展,特别是在高新技术领域的应用提供管窥之见。     

新疆东天山剪切带型金矿床时代研究

东天山造山带中部的秋格明塔什-黄山巨型韧性剪切带内三个典型的剪切带型金矿床——康古尔金矿床、红石金矿床和红山金矿床的同位素年代学研究表明，金矿床成矿作用和剪切带后期的走滑剪切变形作用在时间上具有强烈的耦合关系。秋格明塔什．黄山韧性剪切带剪切变形作用主活动期的时代为262.9～242.8Ma，而剪切带型金矿床金成矿作用发生在261.0～246.5Ma之间，恰好落在剪切变形作用主活动期的时代范围之内。这种强烈的耦合关系证明了秋格明塔什-黄山韧性剪切带晚期的右行走滑剪切变形作用才是剪切带内一系列金矿床成矿作用的主因。金成矿和右行走滑剪切变形之间的时间耦合关系在不同部位还有不同的表现。在剪切带中-西段的康古尔地区，快速抬升发生在261.5～262.9Ma，而康古尔金矿床主成矿期时代范围是261.0～252.5Ma，可以看出，康古尔金矿床成矿作用刚好发生于剪切带中-西段快速抬升之后。在剪切带东段，快速抬升发生在247.1～246.9Ma期间，位于该剪切带东段北外带的红山金矿床主成矿期的年龄范围是246.9～246.5Ma，表明该金矿也是在剪切带东段快速抬升冷却之后形成的。金矿石Ar-Ar同位素年代学研究未能得到可靠的和早期韧性推覆剪切变形事件相对应的年龄，推测在晚石炭世一早二叠世发生的韧性推覆剪切变形事件可能仅导致了包括金在内的金属元素的初步富集，但由于高温不利于金属元素沉淀和挤压环境不易存在容矿空间等不利因素的影响，导致此阶段并没有形成有工业开采价值的金矿床。只是到了华力西晚期—印支早期，在原韧性推覆剪切带内发生了走滑剪切变形活动，并产生了快速抬升冷却降温到350℃后，在地体缓慢冷却阶段，在脆-韧性剪切带内才有足够的空间和时间形成金矿床。     

变形温度对半固态Al-5.5Fe合金变形特性的影响

铝铁合金具有较好的使用性能,但合金中普遍存在着富铁相粗大问题,恶化了合金的力学性能,限制了其在工业的广泛应用.本文分析了不同变形温度对Al-5.5Fe合金变形特性的影响.为进一步完善该类合金的半固态成形技术做一定的理论基础.研究表明:铝铁基合金在半固态温度压缩变形时,随着变形温度的升高,真应力降低,640℃变形的真应力峰值只有610℃的八分之一左右.     

热处理对CuAlBe合金力学性能的影响

本文选用CuAlBe合金,测试了合金在不同热处理状态下的力学性能,采用扫描电镜原位拉伸的方法观察裂纹萌生和扩展的过程,结合电子显微组织和相结构特点分析合金的断裂机制。研究表明:CuAlBe合金力学性能较差,正火可消除应力集中,获得较好力学性能。     

新疆萨日达拉金矿区构造控矿特征

萨日达拉金矿珠受韧性剪切带控制明显,为典型的韧性剪切带型金缈：在剪切带韧脆性变形域内,矿石类型由深到浅依次为蚀变糜棱岩型、蚀变糜棱岩型十石英脉型、石英脉型。研究表明金主要来源于矿区岩石,矿区岩石具有高的金背景值,为成矿作用奠定了主要的物质基础。韧性剪切带的剪切作用使金从这些岩石中革取出来,并在剪切带中的有利部位富集：“低应变带及不同强度应变过渡带为金_产出的有利部位”。韧性剪切带长期活动使岩石受到多期形变,矿石受到不同类型的矿化叠加,多期矿化的叠加致使矿石中金的品位逐渐升高,形成具工业意义的矿床。     

基于光弹性法模拟材料压缩变形的实验研究

利用光塑性法,采用光塑（PMMA）模拟材料单向应力状态是可行的。基于MSC.MARC有限元软件,建立了光塑性压缩变形模型。模拟计算结果表明：光塑性材料模拟压缩变形所得出的20℃和120℃应力应变曲线,与由光塑性材料实验所得应力应变曲线基本是一致的。     

7050H13、7050T73铝合金铆钉线材的试制

7050合金是美国研制成功的新型铝合金材料之一,该合金具有高强,高韧,淬透性能好等特点,适用于大规格挤压制品,大型锻件,厚拉伸板,铆钉线材等制品。制作铆钉线材具有良好的的剪切性能及铆接性能,广泛用于航空,航天等工业部门。根据航空工业部门选材要求,用户需要7050合金H13,T73状态的铆钉线材,总公司以部控新产品科研课题下达给我公司,现将研制中的工作体会总结。     

新疆东天山地区伊山金矿成矿条件及找矿标志

通过对区内金矿特征及地质背景的分析,发现伊山、柳村一带蚀变岩型金矿受脆韧性剪切带控制,金矿形成于华力西中期.研究指出:区内金矿体严格受近东西向次级断裂构造控制,均产出于华力西中期闪长岩体与地层的外接触带断裂蚀变破碎带中,尤其是断裂拐弯、产状变缓处或不同方向断裂交汇部位是金矿成体赋存有利地段.     

综述石油断裂输导体系的研究现状

综合前人研究成果的基础上,对断裂输导体系的内部结构、与其有关的优势通道等方面进行了综述。脆性断裂带内部的流体输导通道包括伴生裂缝、无黏结力的断层岩带和诱导裂缝三种类型,塑性断裂带只具有断裂伴生裂缝一种类型的输导通道。与断裂输导体系有关的优势通道对石油的分布具有重要的控制作用。提出了断裂输导体系存在问题。