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本文以热变形极易开裂的Ti40阻燃合金为研究对象以各种室温下适用的开裂准则为基础引入Zener-Hollomon因子对Ti40合金的变形机理及开裂行为进行了系统的研究。主要研究内容和结果如下研究了Ti40合金高温变形过程中变形温度和应变速率对流动应力的影响规律揭示了流动软化和不连续屈服现象的影响因素和机理发现不连续屈服现象与大量可动位错从晶界突然增殖有关。揭示了Ti40合金的高温变形机理。发现变形温度低于950℃以动态回复为主高于950℃发生动态再结晶。动态再结晶的形貌随应变速率的变化而变化应变速率较高时(>1s<'-1>)动态再结晶晶粒呈项链状沿原始β晶界分布沿晶界析出的Ti<,5>Si<,3>颗粒是再结晶晶粒的核心应变速率较低时(<0.1s<'-1>)发生了锯齿状的连续再结晶亚晶形核是其形核的主要机制。
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研究了Ti40合金的开裂机理。发现低温、高应变速率下变形以45°剪切开裂为主温度较高时以平行于压缩轴方向的纵裂和豆腐渣式开裂为主。V<,2>O<,5>挥发导致接近表面的晶界产生空洞是合金热变形开裂的诱因。揭示了Ti40阻燃合金热变形开裂的临界变形量与变形温度和应变速率的关系。结果表明变形温度越高应变速率越低材料的临界变形量越大。发现变形温度和应变速率的综合作用可用单变量Zener-Hollomon因子来表示且开裂的临界变形量与lnZ呈线性关系从而大大减少试验次数。基于DEFORM3D有限元平台建立了Ti40合金等温热压缩过程的有限元分析模型并对6种典型的室温韧性开裂准则进行了分析比较。发现基于空洞长大聚合的Oyane模型可适用于Ti40阻燃合金高温变形。发现Oyane准则的临界开裂C<,f>值与ImZ值也符合线性关系从而建立了基于Zener-Hollomon因子的Ti40合金热变形开裂准则并获得了验证本文采用熔铸法制备了不同成分的镁合金用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪和拉伸机等现代分析手段研究了镁合金显微组织与力学性能间的关系和强化机制以及镁合金的高温氧化燃烧行为。在AZ91D镁合金中加入适量锑可使其组织细化网状的Mg17Al12相也细化成短条状同时生成新的强化相Mg3Sb2可使AZ91D镁合金强度提高44MPa。但当锑含量超过0.7时Mg3Sb2相逐渐转化为粗针状导致抗拉强度下降。在稀土阻燃镁合金中随着稀土含量的增加生成的条状铝-稀土相逐渐增加使强度迅速下降。通过在稀土阻燃镁合金中加入量的锑减少了条状Al11RE3相的量同时生成颗粒状的锑-稀土相使稀土阻燃镁合金的强度得到提高。镁合金高温氧化破坏形式有两种点状破坏和晶界破坏。高温下晶界上低熔点第二相的熔化是引起晶界破坏的主要因素。稀土阻燃镁合金的抗高温氧化燃烧能力比铸态AZ91D镁合金要强它的燃点比铸态AZ91D镁合金高约70℃。分析认为稀土元素在阻燃镁合金高温氧化不同温度阶段所发挥的作用不同。低温阶段稀土元素的存在可减少晶界低熔点第二相的生成、堵塞氧沿晶界向基体内部扩散从而提高镁合金抗氧化燃烧能力高温阶段稀土元素主要发挥表面元素效应的作用以提高镁合金熔融状态下的阻燃能力。通过固溶处理铸态AZ91D镁合金晶界上的低熔点第二相也可以提高AZ91D镁合金的抗高温氧化燃烧性能陶瓷化耐火硅橡胶和普通的高温硅橡胶混炼胶的加工方法是完全相同的，它具备了很好的挤出性和模压性，可以直接用硅橡胶电线电缆设备挤出、硫化成电线电缆，无需增加设备，更无需像氧化镁矿物防火绝缘电缆那样需要巨额的设备投入，也无需像云母带缠绕的耐火电缆那样要经过多次缠绕，费工费时，可以大幅度降低成本。用陶瓷化耐火硅橡胶生产的电线电缆可以大幅度降低成本，可以和普通的电线电缆一样便捷的进行敷设安装，无需像氧化镁矿物防火绝缘电缆那样复杂敷设，为防火电线电缆的广泛普及和应用提供了前提条件和基础。2.3应用陶瓷化耐火硅橡胶防火电线电缆所具备的良好的消防、防火特性，使得它可以广泛应用于公共消防、防火要求非常高的场所，如普通民灾、高层建筑、电梯、大小型超市商场、地铁、机场、车站、医院、银行、写字楼、宾馆酒店、邮政电信大楼、展览馆、图书馆、博物馆、古代建筑、学校、电力大楼、公共娱乐场所、隧道、地下建筑、仓库等，还可以用于冶金、钢铁、焦炭、煤矿、电厂、输变电站、造船、石油、化工、医药、核电站、航空航天、军事、造纸等行业，以及家电、汽车、公共交通设施等等。陶瓷化耐火硅橡胶防火电线电缆有着广阔的应用前景。3结语陶瓷化耐火硅橡胶为消防、防火又提供了一个新型的、的防火、消防材料，特别是为防火电线电缆的制造又开辟出一条新思路和新方法；它的诞生使得防火电线电缆的生产加工、敷设安装和应用得到了进一步简化。和以往的防火电缆相比，成本得到大幅度降低，为广泛普及、推广，特别是应用于普通民用，提供了可能性，从而在相当大的程度上保障了人民群众的生命、生活和财产的橡胶可以使用常规的橡胶加工设备进行生产，生产的制品具备了硅橡胶的物理机械性能和其他各项性能，具有良好的加工性。陶瓷化耐火硅橡胶既不是阻燃胶，也不是难燃胶。阻燃胶和难燃胶的作用机理是在高分子材料中加入有机和无机阻燃材料，在燃烧的过程中，生成的物质可以使火焰逐渐熄灭，从而达到阻燃的效果。但是，在火灾中，火焰是在持续不断燃烧着的，阻燃胶和难燃胶被烧以后都会变成灰烬，所以起不到消防、防火的作用，这种用阻燃和难燃橡胶做成的阻燃电线电缆不能、够完全保障火灾中的通讯、电力通畅，人员和财产的难以得到保证。陶瓷化耐火硅橡胶克服了上述缺点，是一种应用前景很广的新型高分子复合防火材料。1.3该类产品主要特征是：品种规格繁多，应用范围广泛，使用电压在1kV及以下较多，面对特殊场合不断衍生新的产品，如耐火线缆、阻燃线缆、低烟无卤/低烟低卤线缆、防白蚁、防老鼠线缆、耐油/耐寒/耐温/耐磨线缆、医用/农用/矿用线缆、薄壁电线等。4、通讯电缆及光纤(本公司目前不生产该类产品，故作简略介绍)随着近二十多年来，通讯行业的飞速发展，产品也有惊人的发展速度。从过去的简单的电话电报线缆发展到几千对的话缆、同轴缆、光缆、数据电缆，甚至组合通讯缆等。该类产品结构尺寸通常较小而均匀，制造精度要求高。5、电磁线(绕组线)(本公司目前不生产该类产品，故作简略介绍)主要用于各种电机、仪器仪表等。