高速撞擊TiNi基合金的馬氏體相變與應(yīng)變恢復(fù)特性
發(fā)布時間:2021-01-18 15:04
TiNi基合金在航天器中具有廣泛應(yīng)用,其構(gòu)件常暴露在太空環(huán)境中,空間碎片高速撞擊是航天器及構(gòu)件失效的主要因素之一。本文采用火藥炮驅(qū)動不銹鋼彈丸模擬空間碎片對TiNi基合金進(jìn)行高速撞擊,采用仿真模擬與試驗相結(jié)合的方法系統(tǒng)研究TiNi基合金高速撞擊后的馬氏體相變、微觀組織結(jié)構(gòu)與應(yīng)變恢復(fù)特性,并闡明其變形機(jī)制,為TiNi基合金及其構(gòu)件空間應(yīng)用可靠性評估提供理論指導(dǎo)及試驗依據(jù)。利用ANSYS/LS-DYNA軟件進(jìn)行高速撞擊仿真模擬,闡明了在高速撞擊時TiNi基合金的應(yīng)力場分布以及應(yīng)變速率隨時間的變化規(guī)律。Ti50Ni50合金高速撞擊時,未發(fā)生明顯應(yīng)力集中,晶界處與晶內(nèi)應(yīng)力差別不大。時效Ti49Ni51合金中彌散分布Ti3Ni4粒子高速撞擊時,應(yīng)力主要集中在晶界處,Ti3Ni4粒子內(nèi)部及基體中應(yīng)力均顯著低于晶界。Ti44Ni47Nb9合金高速撞擊時,β-Nb...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
TiNi形狀記憶合金晶體結(jié)構(gòu):(a)母相(B2);(b)馬氏體(B19')
26]。man 等人[28]詳細(xì)研究了等原子比 TiN度冷卻至 Ms時,形成大量片狀馬氏體長大,并且消耗了針狀 B2 母相,當(dāng)溫f)時,馬氏體相變結(jié)束。同時,通過氏體中存在多種形式的亞結(jié)構(gòu),包括001)復(fù)合孿晶。了等原子比 TiNi 合金薄膜的馬氏體相相及少量的馬氏體相存在,而在高溫狀Ni 合金薄膜的相變順序不是由馬氏體B2 母相。 合金的顯微組織結(jié)構(gòu)金熱形成馬氏體的形貌大多是平行板態(tài)[30-33]。如圖 1-2 所示,變體內(nèi)部的亞
-4-圖 1-3 TiNi 合金熱形成馬氏體的內(nèi)部組織[38]:(a, b, c) 明場像;(d, e) 衍射花樣Fig. 1-3 The internal defects in the thermal martensite in TiNi alloy:(a, b, c) Bright-field image; (d, e) SAED pattern今學(xué)者們利用高分辨電鏡觀察到了 TiNi 合金熱形成馬氏體中的結(jié)構(gòu),它們的界面特征如表 1-1 所列出。Nishida 等人[40],觀察取向下的<011>Ⅱ型孿晶界面,呈現(xiàn)出一種逐漸地、自由地彎曲模糊區(qū)域的存在。否定了 Knowles 早期的研究認(rèn)為<011>Ⅱ型孿狀結(jié)構(gòu)。4 等原子比 TiNi 合金的形狀記憶效應(yīng)與超彈性iNi 合金具有出色的形狀記憶效應(yīng)(Shape Memory Effect, SME),具有記憶其高溫母相形狀的特性,換句話說 TiNi 合金的 SME 是
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Transformation of the TiNi Alloy Microstructure and the Mechanical Properties Caused by Repeated B2-B190’ Martensitic Transformations[J]. Anna Churakova,Dmitry Gunderov,Alexander Lukyanov,Niklas Nollmann. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2015(10)
[2]Effect of Mo Addition on the Microstructure and Properties of TiNiNb Alloy[J]. Haichang Jiang,Ying Chen,Dan Yang,Hongding Sun,Jianmin Zeng,Lijian Rong. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2014(02)
[3]沖擊誘發(fā)NiTi形狀記憶合金相變行為研究[J]. 劉洪濤,孫光愛,王沿東,陳波,汪小琳. 物理學(xué)報. 2013(01)
[4]Martensitic transformation involved mechanical behaviors and wide hysteresis of NiTiNb shape memory alloys[J]. Minjuan Wang a,b,Mingyang Jiang a,Guangyue Liao a,Shun Guo a,Xinqing Zhao a,a School of Materials Science and Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China b Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing 100095,China. Progress in Natural Science:Materials International. 2012(02)
[5]基于ANSYS/LS-DYNA的進(jìn)近燈光桿塔撞擊應(yīng)力數(shù)值仿真[J]. 張積洪,李德根. 制造業(yè)自動化. 2011(03)
[6]Deformation Mechanism and Stabilization of Martensite in TiNi Shape Memory Alloy[J]. Koichi Tsuchiya,Minoru Umemoto. Journal of Materials Science & Technology. 2010(10)
[7]Nb含量對NiTiNb合金馬氏體態(tài)屈服強(qiáng)度的影響(英文)[J]. 肖甫,馬國君,趙新青,徐惠彬. Chinese Journal of Aeronautics. 2009(06)
[8]NiTiNb形狀記憶合金的力學(xué)行為與相變特征(英文)[J]. 劉偉,趙新青. Chinese Journal of Aeronautics. 2009(05)
[9]基于ANSYS/LS-DYNA的高速碰撞過程的數(shù)值模擬[J]. 谷長春,石明全. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2009(15)
[10](NiTi)50-0.5xNbx形狀記憶合金的阻尼性能及力學(xué)性能[J]. 肖甫,趙新青,徐惠彬,姜海昌,戎利建. 金屬學(xué)報. 2009(01)
博士論文
[1]固溶態(tài)AM60B鎂合金高速撞擊變形及損傷行為[D]. 鄒東利.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]鈦及鈦合金中絕熱剪切帶微觀結(jié)構(gòu)演化及其集體行為研究[D]. 汪冰峰.中南大學(xué) 2006
碩士論文
[1]AZ31鎂合金及Zr702高速撞擊損傷行為研究[D]. 高超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于ANSYS/LS-DYNA的船舶與冰碰撞分析研究[D]. 何偉.大連海事大學(xué) 2013
[3]基于ANYSY/LS-DYNA的鐵道車輛單車碰撞問題建模與仿真研究[D]. 高祥.北京交通大學(xué) 2008
[4]基于LS-DYNA的轎車保險杠耐撞性研究[D]. 劉少華.吉林大學(xué) 2008
[5]近等原子比TiNi合金薄膜的制備與馬氏體相變機(jī)理的研究[D]. 高坤.西安理工大學(xué) 2006
[6]某船體鋼彈板侵徹行為研究[D]. 孫兵兵.哈爾濱工程大學(xué) 2002
本文編號:2985157
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
TiNi形狀記憶合金晶體結(jié)構(gòu):(a)母相(B2);(b)馬氏體(B19')
26]。man 等人[28]詳細(xì)研究了等原子比 TiN度冷卻至 Ms時,形成大量片狀馬氏體長大,并且消耗了針狀 B2 母相,當(dāng)溫f)時,馬氏體相變結(jié)束。同時,通過氏體中存在多種形式的亞結(jié)構(gòu),包括001)復(fù)合孿晶。了等原子比 TiNi 合金薄膜的馬氏體相相及少量的馬氏體相存在,而在高溫狀Ni 合金薄膜的相變順序不是由馬氏體B2 母相。 合金的顯微組織結(jié)構(gòu)金熱形成馬氏體的形貌大多是平行板態(tài)[30-33]。如圖 1-2 所示,變體內(nèi)部的亞
-4-圖 1-3 TiNi 合金熱形成馬氏體的內(nèi)部組織[38]:(a, b, c) 明場像;(d, e) 衍射花樣Fig. 1-3 The internal defects in the thermal martensite in TiNi alloy:(a, b, c) Bright-field image; (d, e) SAED pattern今學(xué)者們利用高分辨電鏡觀察到了 TiNi 合金熱形成馬氏體中的結(jié)構(gòu),它們的界面特征如表 1-1 所列出。Nishida 等人[40],觀察取向下的<011>Ⅱ型孿晶界面,呈現(xiàn)出一種逐漸地、自由地彎曲模糊區(qū)域的存在。否定了 Knowles 早期的研究認(rèn)為<011>Ⅱ型孿狀結(jié)構(gòu)。4 等原子比 TiNi 合金的形狀記憶效應(yīng)與超彈性iNi 合金具有出色的形狀記憶效應(yīng)(Shape Memory Effect, SME),具有記憶其高溫母相形狀的特性,換句話說 TiNi 合金的 SME 是
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Transformation of the TiNi Alloy Microstructure and the Mechanical Properties Caused by Repeated B2-B190’ Martensitic Transformations[J]. Anna Churakova,Dmitry Gunderov,Alexander Lukyanov,Niklas Nollmann. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2015(10)
[2]Effect of Mo Addition on the Microstructure and Properties of TiNiNb Alloy[J]. Haichang Jiang,Ying Chen,Dan Yang,Hongding Sun,Jianmin Zeng,Lijian Rong. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2014(02)
[3]沖擊誘發(fā)NiTi形狀記憶合金相變行為研究[J]. 劉洪濤,孫光愛,王沿東,陳波,汪小琳. 物理學(xué)報. 2013(01)
[4]Martensitic transformation involved mechanical behaviors and wide hysteresis of NiTiNb shape memory alloys[J]. Minjuan Wang a,b,Mingyang Jiang a,Guangyue Liao a,Shun Guo a,Xinqing Zhao a,a School of Materials Science and Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China b Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing 100095,China. Progress in Natural Science:Materials International. 2012(02)
[5]基于ANSYS/LS-DYNA的進(jìn)近燈光桿塔撞擊應(yīng)力數(shù)值仿真[J]. 張積洪,李德根. 制造業(yè)自動化. 2011(03)
[6]Deformation Mechanism and Stabilization of Martensite in TiNi Shape Memory Alloy[J]. Koichi Tsuchiya,Minoru Umemoto. Journal of Materials Science & Technology. 2010(10)
[7]Nb含量對NiTiNb合金馬氏體態(tài)屈服強(qiáng)度的影響(英文)[J]. 肖甫,馬國君,趙新青,徐惠彬. Chinese Journal of Aeronautics. 2009(06)
[8]NiTiNb形狀記憶合金的力學(xué)行為與相變特征(英文)[J]. 劉偉,趙新青. Chinese Journal of Aeronautics. 2009(05)
[9]基于ANSYS/LS-DYNA的高速碰撞過程的數(shù)值模擬[J]. 谷長春,石明全. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2009(15)
[10](NiTi)50-0.5xNbx形狀記憶合金的阻尼性能及力學(xué)性能[J]. 肖甫,趙新青,徐惠彬,姜海昌,戎利建. 金屬學(xué)報. 2009(01)
博士論文
[1]固溶態(tài)AM60B鎂合金高速撞擊變形及損傷行為[D]. 鄒東利.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]鈦及鈦合金中絕熱剪切帶微觀結(jié)構(gòu)演化及其集體行為研究[D]. 汪冰峰.中南大學(xué) 2006
碩士論文
[1]AZ31鎂合金及Zr702高速撞擊損傷行為研究[D]. 高超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于ANSYS/LS-DYNA的船舶與冰碰撞分析研究[D]. 何偉.大連海事大學(xué) 2013
[3]基于ANYSY/LS-DYNA的鐵道車輛單車碰撞問題建模與仿真研究[D]. 高祥.北京交通大學(xué) 2008
[4]基于LS-DYNA的轎車保險杠耐撞性研究[D]. 劉少華.吉林大學(xué) 2008
[5]近等原子比TiNi合金薄膜的制備與馬氏體相變機(jī)理的研究[D]. 高坤.西安理工大學(xué) 2006
[6]某船體鋼彈板侵徹行為研究[D]. 孫兵兵.哈爾濱工程大學(xué) 2002
本文編號:2985157
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