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Ni<,3>Al基金属间化合物本构关系研究

专 业: 航空宇航推进理论与工程
关键词: 金属间化合物 IC10合金 力学特性 本构关系 Johnson-Cook模型 断口分析
分类号: V252.2
形 态: 共 69 页 约 45,195 个字 约 2.162 M内容
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内容摘要


IC10 合金是正在发展的一类新型高温材料,由于其具有低密度、高熔点及良好的塑性等优点,因此成为新一代航空航天器选用的理想高温材料,有着极为广泛的应用前景。

材料本构关系的研究,是结构设计的基础和核心。

目前,国内对该材料的研究仅限于材料工艺性能方面,对其力学性能尤其是本构关系方面的研究还处于探索阶段,因此研究IC10 合金具有重要的工程应用价值。

本文的研究目的将通过试验测量IC10 合金在较宽温度和应变速率条件下的应力-应变曲线,并对Johnson-Cook 本构模型进行适当的修正,利用试验数据确定IC10 合金的本构方程。

本文首先在MTS 材料试验机上进行了IC10 合金的拉伸试验,测量了IC10合金在不同温度(20~900℃)和不同应变速率(10-2~10-5/s)下的应力-应变曲线,对试验结果的分析表明:

恒应变速率(10-4/s)下IC10 合金在温度为600℃-900℃时,随着温度的增加,流变应力总体呈下降趋势;温度为900℃时,流变应力随着应变速率的增加而上升。

在600℃~700℃时,弹性模量、屈服强度和抗拉强度分别保持在110GPa、800MPa 和1100MPa 左右;随着应变率的增加,高温弹性模量和抗拉强度不断下降;屈服强度先缓慢降低再升高,最后大幅下降。

上述结果说明高温下IC10 合金材料力学性能对温度和应变速率都很敏感。

本文对IC10 合金材料的拉伸断口进行了分析。

IC10 合金在拉伸状态下表现出比较明显的延性断裂的宏观特性和典型的韧窝聚集型微观断口特征,说明材料具有良好的高温塑性。

最后,本文根据对材料变形机制的分析,利用不同温度和不同应变率下的拉伸试验数据,拟合获得了加工硬化和动态回复再结晶机制下的Johnson-Cook 本构方程及修正的Johnson-Cook 方程,分别用以描述IC10 合金在20~700℃恒应变率下和900℃时不同应变率10-2~10-4/s下的塑性本构关系。

经试验对比表明,修正的Johnson-Cook 方程与试验结果的吻合程度较好,大大拓宽了Johnson-Cook 本构模型的适用范围..……

全文目录


文摘
英文文摘
论文说明:图表目录
承诺书
第一章 绪论
第二章 Johnson-Cook 本构模型理论
第三章 试验技术及方法
第四章 试验结果与分析
第五章 IC10 合金本构方程的确定
第六章 全文总结与研究展望
参考文献

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中图分类: > V252.2 > 航空、航天 > 航空 > 航空用材料 > 金属材料

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