张启飞
- 作品数：11 被引量：17H指数：3
- 供职机构：燕山大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金河北省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术自动化与计算机技术更多>>
- 时效处理对Ti55531钛合金微观组织演变规律及力学性能的影响被引量：2
- 2022年
- 在INSTRON-5948R微型材料试验机上开展了近β型钛合金Ti55531经800℃/2 h固溶+580~640℃/6~10 h时效热处理后的力学性能试验,获得了不同时效工艺下Ti55531合金的力学性能及强塑积。研究了时效处理对合金微观组织演变规律及合金在拉伸变形时的断裂机制。结果表明:次生片层αs相对时效参数变化比初生α相更敏感。次生片层αs相厚度与时效温度或时效时间呈线性正相关。与时效时间对比可知,次生片层αs相粗化速率对时效温度敏感性较弱,且其随时效温度和时效时间粗化速率分别约为1 nm/℃和8 nm/h。合金经固溶时效后,其力学性能显著提升,且合金在800℃/2 h固溶+640℃/8 h时效后达到最佳的综合力学性能,此时抗拉强度为1144 MPa,延伸率为8.16%,且强塑积超过9.3 GPa·%。合金经固溶时效热处理后拉伸断裂形式为韧脆混合型断裂,且以韧性断裂为主,包括晶间开裂和微孔合并。
- 张启飞杨帅刘书君张禹森陈雷金淼郭宝峰
- 关键词：时效处理力学性能
- 航空用TA15合金的热加工图
- 2018年
- 利用Gleeble-3800热/力模拟试验机,进行了TA15钛合金的热压缩实验,获得了流变曲线,并基于动态材料模型建立了热加工图。结果表明:变形温度和应变速率对流动应力影响很大,在双相区变形,合金的动态软化效果明显;在单相区变形,合金的动态软化效应减弱。
- 杨立新张旸陈雷陈雷莫安军郭晓敏张启飞
- 关键词：TA15钛合金热加工图
- TA15钛合金模锻件低倍组织中局部粗晶的形成机理
- 2019年
- 在TA15钛合金模锻件应以模糊晶为主的低倍组织中发现了局部粗大的清晰晶。利用金相拼接和逐点统计方法,结合微拉伸、SEM等手段,分析对比了粗大清晰晶区、模糊晶区的显微组织与力学性能,着重探讨了局部粗晶的形成机制。结果表明:各晶区内显微组织均呈典型双态组织,显示了两相区变形的基本特征。与模糊晶区相比,粗大清晰晶区内初生等轴α相(αp)含量略低,且存在粗大片层组织;存有大量的粗大原始β晶粒(连续的晶界α相包围的晶粒),平均尺寸可达124μm,是模糊晶区平均尺寸(32μm)的近4倍。这些异常粗大的β晶粒是导致低倍粗晶的最主要因素,同时也是导致合金的强度和塑性均下降的主要原因之一。热物理模拟结果表明,双相区变形后出现的粗大清晰晶对应变速率敏感。慢速率变形会增大形成低倍粗晶的倾向,这主要与变形过程中动态αp→β相变有关。对于模锻件而言,局部粗大清晰晶区火次应变小使其较模糊晶区应变速率慢,再经多火次小应变(慢速率)累积导致了β晶粒明显粗化。
- 陈雷张启飞贾伟莫安军邹宗园金淼
- 关键词：钛合金低倍组织
- 融合异质刺激过滤的金相图像等轴α相识别
- 2021年
- 针对钛合金金相图像存在噪声、晶界α相和片层组织与等轴α相颜色极为相似而导致“误识别”的问题,提出了一种融合异质刺激过滤的金相图像中等轴α相识别算法。该算法主要包含两大部分:(1)结合数学形态学和异质刺激理论设计实现了异质刺激模板,对晶界α相和片层组织进行了有效的过滤;(2)提出了一种结合距离变换和数学形态学的前景和背景标记方法,对等轴α相和其他组织进行了精确的标记,利用标记分水岭算法对金相等轴α相进行识别。实验结果表明,该算法过滤了金相图像中大部分的晶界α相和片层组织,并最大程度地降低了对等轴α相边缘区域的影响。与大津算法、最大熵算法、模糊C均值聚类算法对等轴α相的识别效果相比,本文算法提高了等轴α相的识别准确率。
- 窦燕王丽盼张启飞
- 关键词：数学形态学
- 氧化铝夹杂破碎与弥散行为的试验研究被引量：3
- 2021年
- 金属零件基体中的非金属夹杂物不可避免且对基体力学性能影响严重,而锻造变形是使非金属夹杂物在金属基体中破碎和弥散的主要途径。以钢中常见的Al_(2)O_(3)硬性夹杂为研究对象,采用粉末冶金技术与3D打印熔覆成形技术相结合的方法制备了内含不同气孔率Al_(2)O_(3)夹杂的金属试样。进行含Al_(2)O_(3)夹杂金属试样在系列变形条件下的锻造试验,通过变形后Al_(2)O_(3)夹杂的形貌观察,研究分析了夹杂气孔率和锻造工艺参数(变形温度、变形速度、变形路径)对Al_(2)O_(3)夹杂破碎及弥散行为的影响。结果表明,夹杂气孔率越高,越易发生破碎行为。降低变形温度或提高变形速度可促进较高气孔率Al_(2)O_(3)夹杂的破碎及弥散;对于具有较低气孔率的Al_(2)O_(3)夹杂,提高变形温度是加剧其破碎程度的主要方式。同时变形路径的复杂化可显著提高Al_(2)O_(3)夹杂的破碎程度,促进其在金属基体中进一步的弥散。
- 杨帅张启飞卢昀陈雷郭宝峰金淼
- 关键词：气孔率锻造工艺弥散
- TA15钛合金两相区热变形过程中α→β动态相变行为及热力学评价被引量：1
- 2022年
- 将TA15钛合金在Gleeble-3800热模拟试验机上进行热压缩试验,变形温度为800~980℃。采用扫描电镜(SEM)分析该合金的微观组织演变规律,结合微观组织定量结果及流变曲线对TA15钛合金热变形过程中热力学进行评价。结果表明:TA15钛合金在两相区热变形时会发生动态相变。动态相变使真实应力-应变曲线呈现明显的流变软化现象,造成屈服应力显著高于稳态应力。初生α相含量对变形温度及应变敏感。随着变形温度温度的升高或应变的增加,初生α相含量降低甚至完全消失,表明动态相变会造成TA15钛合金相变点降低。TA15钛合金动态相变是一种应力驱动型相变,该合金发生动态相变的条件是驱动力克服能量势垒。能量势垒数值上等于最小临界驱动力,且范围约为70~742 J/mol,而最大驱动力范围约为507~3306 J/mol。最大/最小临界驱动力、能量势垒均随着变形温度的升高而降低。
- 张启飞金淼王皓宇张禹森陈雷郭宝峰
- 关键词：TA15钛合金动态相变
- 近α型钛合金航空锻件宏观清晰晶形成机理及预测模型被引量：2
- 2021年
- 在双相区锻造成形的某TA15钛合金模锻件表现出局部粗大的清晰晶缺陷。利用金相拼接技术及逐点统计手段对不同晶区的宏微观组织进行分析。研究发现清晰晶区域与模糊晶区域均表现为典型的双态组织。与模糊晶区域对比,清晰晶区域初生等轴α相(α_(p))含量略低,次生α相片层略厚且存有大量的粗大原始β晶粒,其平均尺寸可达模糊晶区域的3倍以上。对比研究表明,粗大的原始β晶粒是导致清晰晶缺陷最主要因素,依据试验分析结果给出了锻件出现低倍清晰晶的临界条件。采用模锻件同批次原材料通过热压缩试验,获得了该材料在不同变形条件下宏微观组织的变化规律,进而建立TA15钛合金原始β晶粒尺寸的预测模型,实现了低倍粗晶的可视化预测。研究表明动态相变是造成β晶粒粗化的最主要原因,是导致低倍组织出现清晰晶的根本原因。清晰晶对温度、变形量及应变速率均敏感,当其他条件一定时,变形温度越高、变形量越大及应变速率越小,出现清晰晶的倾向均比较越大。
- 张启飞金淼陈雷张禹森杨帅郭宝峰
- 关键词：钛合金低倍组织动态相变
- 航空用近β钛合金TC18热变形过程中流变应力预测被引量：4
- 2018年
- 利用Gleeble-3800热模拟试验机,在温度750～930℃及应变速率0.001～1 s-1范围内进行热压缩试验,研究了近β型钛合金TC18在热变形过程中的力学行为特点,建立了本构模型,用以实现不同变形条件下的流变应力预测.研究结果表明:试验合金的热变形流变应力对变形温度和应变速率敏感.随着变形温度升高和应变速率的降低,最大变形抗力减小,且使得流变曲线在较小应变下即达到稳态.采用五次多项式进行本构模型的数学拟合,具有高的精度,可以较准确地对不同变形条件(温度、应变速率及应变)下流变应力进行预测.
- 陈雷郭晓敏郭晓敏张启飞向伟
- 关键词：TC18钛合金高温变形流变应力
- TC18钛合金模锻件低倍组织分层机理及预测
- 2023年
- TC18钛合金模锻件低倍组织显现出分层现象。通过热模拟试验,利用金相统计并结合微拉伸、SEM等手段,分析对比了近表层表现出的“冷模组织”及近中心层的网篮组织的显微特点及力学性能,探讨了经β锻造及热处理后TC18模锻件由表及里显现出的低倍组织分层机理,提出了低倍分层出现的工艺条件判据并建立了预测模型。结果表明:经单相区加热后,锻件表层变形温度降低(处于双相区)且变形程度小,这使得变形前粗大晶粒的破碎程度降低,难以形成网篮组织,而以“冷模组织”的特征存在,导致了明显的分层现象。特别是“冷模组织”对应的伸长率明显降低,难以达标。随着变形温度(t)的降低,获得网篮组织的临界应变量(εf)增大,根据热模拟试验的系统数据对εf与t之间的关系进行量化表达;以εf为判据,通过二次开发建立了有限元子程序,实现了锻件低倍组织分层的可视化预测。
- 陈雷张禹森张启飞胡峻华薛明达郭晓敏金淼
- 关键词：近Β钛合金
- 热工艺参数对TA15钛合金片状α相静态球化行为的影响
- 2022年
- 通过等温恒应变速率压缩试验及后续不同条件的静态热处理,研究了预应变、热处理温度及热处理时长工艺参数对TA15钛合金片状α相静态球化行为的影响,并分析了其内在球化机制。结果表明,最终球化效果随预应变的增大而变好,不同预应变下静态球化的参与比例和作用模式不同。在两相区高温段850~950℃,球化行为对热处理温度敏感,球化分数随热处理温度升高而迅速增加;随着热处理时间的延长,球化分数和平均长宽比先迅速变化后平稳,两阶段分界点在0.2~0.5 h之间;α相的晶粒数量及平均晶粒尺寸随热处理时间的变化规律表明,TA15钛合金片状α相的静态球化通过晶界分离和组织粗化两种方式进行。
- 孙静娜宋火阳申惠赟张启飞黄华贵
- 关键词：TA15钛合金片层组织
