晶粒尺寸是确定性的微观结构特征,可以使六角形封闭式(HCP)金属中变形的作用。尽管变形孪生是改善结构合金强度 - 降解性权衡的最有效机制之一,但随着晶粒尺寸的减少,其激活降低。这项工作报告了通过引入延性延展性的以身体为中心的立方体(BCC)纳米层接口的细粒度HCP微结构中变形孪生激活的发现。利用基于激光的添加剂制造的快速凝固和冷却条件,以获得精细的微观结构,并与强化的内在热处理结合使用,允许生成BCC纳米层。原位高能同步加速器X射线衍射允许实时跟踪机械孪生的激活和演变。获得的发现显示了延性纳米层的潜力,用于具有改善寿命跨度的HCP损伤耐受材料的新设计。
基础知识、机械行为、材料失效 晶体结构简介 – 配位数、原子填充因子、简单立方、BCC、FCC 和 HCP 结构、晶体缺陷 – 点、线、表面和体积缺陷、原子扩散:现象、菲克扩散定律;影响扩散的因素。机械行为:应力-应变图显示材料的延性和脆性行为、工程和真实应变、线性和非线性弹性行为和性能、塑性范围内的机械性能。刚度、屈服强度、偏移屈服强度、延展性、极限拉伸强度、韧性、滑移和孪生导致的单晶塑性变形、金属强化机制 断裂:I 型、II 型和 III 型、疲劳:疲劳载荷类型及示例、疲劳机制、疲劳性能、S-N 图、疲劳测试。蠕变:举例说明蠕变现象、蠕变的三个阶段、蠕变特性、应力松弛。断裂韧性的概念。
在钢管混凝土 (CFST) 柱中,钢和混凝土以相互补充的方式放置,通过约束和侧向约束来提高刚度和强度。许多国家限制 CFST 柱(尤其是在地震多发地区)的应用,主要是因为 CFST 柱和结构钢梁之间的连接很复杂,而且缺乏了解(Beutel e/ a|..2002,Kang et al. 2001)。需要以这样的方式保持强度等级,即在地震作用下,在连接失效之前,最大限度地利用组件的延展性。由于任何高层建筑在地震期间的性能都由连接模式决定,因此最近对 CFST 的研究侧重于提高接头强度以避免连接失效的方法(Galambos 2000,Adanyet al. 2001)。钢梁与钢管混凝土柱之间的连接大致可分为外连接和内连接两大类。外连接包括
摘要:锌及其合金因具有增强的生物相容性而被视为制备可生物降解医疗器械(支架和骨固定螺钉)的有前途的材料。这些材料必须实现机械性能和腐蚀性能的理想组合,而合金化或热机械过程可能会影响这些性能。本文介绍了不同机械合金化 (MA) 参数对 Zn-1Mg 粉末成分的影响。同时,本研究描述了 MA 制备对 Zn-6Mg 和 Zn-16Mg 合金的影响。采用放电等离子烧结 (SPS) 法压实选定的粉末。随后,研究了它们的微观结构并测试了它们的力学性能。整个过程导致晶粒显着细化(Zn-1Mg 为 629 ± 274 nm)并形成新的金属间相(Mg 2 Zn 11 、MgZn 2 )。烧结样品的压缩性能主要与合金元素的浓度有关,浓度增加导致强度提高但延展性变差。根据所得结果,Zn-1Mg合金的性能最好。
摘要:高熵合金的设计原理是将多种化学元素以相等或接近相等的比例混合,以创建具有独特性能的新合金,例如高强度、延展性和耐腐蚀性。高熵合金的某些性能可以通过引入新的掺杂元素来调整,掺杂元素的选择需根据工作条件而定。研究了 Ti 掺杂对高熵合金 CoCrFeMoNi 微观结构、显微硬度和弹性模量的影响。微观结构分析表明,合金的核心结构由面心立方 (FCC) 和体心立方 (BCC) 相组成,同时形成了 Laves 相。Ti 的加入使合金晶粒细化,降低了枝晶间和枝晶区域之间的 Mo 浓度差。Ti 掺杂的结果是,合金的显微硬度从 369 HV 0.2 增加到 451 HV 0.2。 Ti 掺杂使断裂强度值增加了一倍,尽管 CoCrFeMoNi 合金的弹性模量没有发生显著变化。
由于其特定的强度和海洋功能,薄壁结构越来越多地使用自动动机,以减少易受伤害的道路使用者(VRU),运输和航空航天工业的致命和严重伤害[1-5]。先前的分析[2,6,7],实验[8-10]和计算研究[3,11,12]的结果使恶魔散布在能量吸收和崩溃的结果取决于许多结构和材料参数,包括金属类型,织物/基质类型,制造技术,结构几何,结构性的几何形状,维度和载荷条件[13-15]。由于其出色的机械特性,铝已经被许多作者研究了前几年[16,17]。今天,尽管复合材料和聚合物材料可用于能量吸收应用,但铝仍用于制造能量吸收。基于其延展性特征,轴向载荷下的铝管通过产生琴弦和DIA MOND变形模式通过多种塑性变形机制分散动能[18]。此外,在最近的Deca des中,管道几何形状的影响(即圆形,三角形,正方形和矩形)在薄壁吸收的响应上已得到广泛研究。
在本研究中,采用高通量 (HT) 方法来快速评估 83 种增材制造的 316L 不锈钢的表面特性。表面粗糙度 (S a) 的变化与无量纲数 (π) 呈现出良好的相关性,并与内部孔隙缺陷直接相关。未熔合状态与高表面粗糙度 (S a > 5 μm)、低无量纲数 (π < 61) 以及熔池轨道之间存在空洞有关。球化状态与高表面粗糙度 (S a > 5 μm)、中等无量纲数 (61 < π < 146) 和不均匀的熔池轨道宽度相关。锁孔状态表现出低表面粗糙度 (S a < 5 μm)、高无量纲数 (π > 146) 和弯曲的熔池轨道。这种方法加速了工艺参数的发现,并最大限度地减少了 LPBF 工艺的孔隙缺陷。缺陷对加工后拉伸力学性能的影响表明,具有孔隙度的样品的拉伸强度比最佳样品低 10%,延展性低 30%。
镍基高温合金是能源和航空航天领域高温应用必不可少的材料。这些材料的增材制造 (AM) 可以为高温部件的设计、功能和制造带来显著益处。然而,由于 AM 制造过程中的开裂问题,只有少数材料经过了尝试和鉴定。本文对 Haynes 282 通过激光粉末床熔合 (LPBF) 的可加工性和性能进行了初步评估,这是一种相对较新的镍基高温合金,其性能优于许多传统的锻造高温合金。结果表明,通过全密度 LPBF 可以制造无裂纹的 Haynes 282。尽管具有明显的各向异性,但其室温下的机械性能超过了参考材料在制造和热处理条件下的性能。 800 ◦ C 下的机械性能表明,LPBF 热处理的 Haynes 282 的屈服强度与参考材料相当,但延展性显著降低。良好的应力断裂性能也表明 Haynes 282 是增材制造的理想选择,特别是如果可以针对增材制造的成品微观结构重新设计热处理工艺。
受自然启发的有机和无机成分组合,例如在螳螂虾的珍珠层和指节的微观结构中发现的组合,已经发展成为工业复合材料结构设计的模型系统。这种有助于实现强度、韧性和延展性之间的平衡的新颖设计理念不仅引发了石墨烯基复合材料等先进材料合成的范式转变,而且还引发了更丰富、更低成本的材料(如水泥和混凝土)的开发。合成技术的进步和 3D 打印等新制造技术的出现使得水泥基材料与各种长度尺度的软材料能够有效地整合在一起。此外,基于各种策略,自修复等新功能特性也已实现。本综述将全面概述正在进行的研究工作,包括 3D 打印、自修复策略以及 CSH 与有机成分的整合,所有这些都被积极用于合成仿生多功能水泥基材料。