KFGP1耐高溫電纜/高溫硅橡膠電纜

金屬材料的韌性斷裂是塑性加工過(guò)程中常見(jiàn)的失效形式和影響熱加工性的重要因素歷來(lái)都是塑性加工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著有限元模擬技術(shù)和損傷力學(xué)的不斷發(fā)展如何建立合適的熱變形開(kāi)裂準(zhǔn)則預(yù)測(cè)和避免缺陷的產(chǎn)生已成為缺陷仿真預(yù)測(cè)迫切需要解決的難題。本文以熱變形極易開(kāi)裂的Ti40阻燃合金為研究對(duì)象以各種室溫下適用的開(kāi)裂準(zhǔn)則為基礎(chǔ)引入Zener-Hollomon因子對(duì)Ti40合金的變形機(jī)理及開(kāi)裂行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下    研究了Ti40合金高溫變形過(guò)程中變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)流動(dòng)應(yīng)力的影響規(guī)律揭示了流動(dòng)軟化和不連續(xù)屈服現(xiàn)象的影響因素和機(jī)理發(fā)現(xiàn)不連續(xù)屈服現(xiàn)象與大量可動(dòng)位錯(cuò)從晶界突然增殖有關(guān)。    揭示了Ti40合金的高溫變形機(jī)理。發(fā)現(xiàn)變形溫度低于950℃以動(dòng)態(tài)回復(fù)為主高于950℃發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的形貌隨應(yīng)變速率的變化而變化應(yīng)變速率較高時(shí)（>1s1s）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒呈項(xiàng)鏈狀沿原始β晶界分布沿晶界析出的TiSi顆粒是再結(jié)晶晶粒的核心應(yīng)變速率較低時(shí)（）發(fā)生了鋸齒狀的連續(xù)再結(jié)晶亞晶形核是其形核的主要機(jī)制。    研究了Ti40合金的開(kāi)裂機(jī)理。KFGP1耐高溫電纜/高溫硅橡膠電纜發(fā)現(xiàn)低溫、高應(yīng)變速率下變形以45°剪切開(kāi)裂為主溫度較高時(shí)以平行于壓縮軸方向的縱裂和豆腐渣式開(kāi)裂為主。VO揮發(fā)導(dǎo)致接近表面的晶界產(chǎn)生空洞是合金熱變形開(kāi)裂的誘因。    揭示了Ti40阻燃合金熱變形開(kāi)裂的臨界變形量與變形溫度和應(yīng)變速率的關(guān)系。結(jié)果表明變形溫度越高應(yīng)變速率越低材料的臨界變形量越大。發(fā)現(xiàn)變形溫度和應(yīng)變速率的綜合作用可用單變量Zener-Hollomon因子來(lái)表示且開(kāi)裂的臨界變形量與lnZ呈線性關(guān)系從而大大減少試驗(yàn)次數(shù)。    基于DEFORM3D有限元平臺(tái)建立了Ti40合金等溫?zé)釅嚎s過(guò)程的有限元分析模型并對(duì)6種典型的室溫韌性開(kāi)裂準(zhǔn)則進(jìn)行了分析比較。發(fā)現(xiàn)基于空洞長(zhǎng)大聚合的Oyane模型可適用于Ti40阻燃合金高溫變形。發(fā)現(xiàn)Oyane準(zhǔn)則的臨界開(kāi)裂C值與ImZ值也符合線性關(guān)系從而建立了基于Zener-Hollomon因子的Ti40合金熱變形開(kāi)裂準(zhǔn)則并獲得了驗(yàn)證
本文采用熔鑄法制備了不同成分的鎂合金用掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀和萬(wàn)能拉伸機(jī)等現(xiàn)代分析手段研究了鎂合金顯微組織與力學(xué)性能間的關(guān)系和強(qiáng)化機(jī)制以及鎂合金的高溫氧化燃燒行為。    在AZ91D鎂合金中加入適量銻可使其組織細(xì)化網(wǎng)狀的Mg17Al12相也細(xì)化成短條狀同時(shí)生成新的強(qiáng)化相Mg3Sb2可使AZ91D鎂合金強(qiáng)度提高44MPa。但當(dāng)銻含量超過(guò)0.7時(shí)Mg3Sb2相逐漸轉(zhuǎn)化為粗針狀導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度下降。    在稀土阻燃鎂合金中隨著稀土含量的增加生成的條狀鋁-稀土相逐漸增加使強(qiáng)度迅速下降。通過(guò)在稀土阻燃鎂合金中加入一定量的銻減少了條狀A(yù)l11RE3相的量同時(shí)生成顆粒狀的銻-稀土相使稀土阻燃鎂合金的強(qiáng)度得到提高。    鎂合金高溫氧化破壞形式有兩種點(diǎn)狀破壞和晶界破壞。高溫下晶界上低熔點(diǎn)第二相的熔化是引起晶界破壞的主要因素。    稀土阻燃鎂合金的抗高溫氧化燃燒能力比鑄態(tài)AZ91D鎂合金要強(qiáng)它的燃點(diǎn)比鑄態(tài)AZ91D鎂合金高約70℃。分析認(rèn)為稀土元素在阻燃鎂合金高溫氧化不同溫度階段所發(fā)揮的作用不同。低溫階段稀土元素的存在可減少晶界低熔點(diǎn)第二相的生成、堵塞氧沿晶界向基體內(nèi)部擴(kuò)散從而提高鎂合金抗氧化燃燒能力高溫階段稀土元素主要發(fā)揮表面元素效應(yīng)的作用以提高鎂合金熔融狀態(tài)下的阻燃能力。通過(guò)固溶處理消除鑄態(tài)AZ91D鎂合金晶界上的低熔點(diǎn)第二相也可以提高AZ91D鎂合金的抗高溫氧化燃燒性能