AerMet100钢延性断口识别与预报-哈尔滨工业大学材料科学与工程学院.doc

AerMet100钢延性断口识别与预报（标题宋体三号加粗） 导师：王×× 博士生：李x（10B....）（宋体五号） （哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001）（宋体小五） 一、引言（二级标题黑体四号，段前自动） 1、研究背景、意义、基础、范围和目标（三级标题宋体小四加粗，段前0.5行） AerMet100钢是一种高合金超高强度钢，具有较佳的综合机械性能，在航空航天领域得到了广泛应用[1]。通过时效处理可以得到较佳的强韧性配合，AerMet100钢拉伸断口宏观表现为延性断裂。断口形貌是反映材料力学性能的重要依据，研究断口模式的变化规律对力学性能的精确预报有重要意义。扫描电子显微镜广泛应用于断口微观形貌的观察研究，而数字图像处理技术的应用可以实现对所研究内容的定量分析。随着人工神经网络的发展，模式识别广泛应用于图像处理领域，利用模式识别对断口形貌进行研究已取得了一定进展。但是只限于不同断裂机制下的断口模式识别与分类，在同一断裂机制下，尤其是工艺参数不同引起断口形貌的变化规律还未见报道。（正文宋体五号，单倍行距，段前段后均为0，西文用Times new roman字体） 2、研究思路和总体方案（三级标题宋体小四加粗，段前0.5行） 二、主要研究内容（逐一论述各项研究内容的研究方案、研究方法、研究过程、研究结果等信息，提供必要的图、表、实验及观察数据等信息） 2.1 AerMet100钢力学性能研究（四级标题宋体五加粗，段前0.5行） AerMet100钢是一种高合金超高强度钢，具有较佳的综合机械性能，在航空航天领域得到了广泛应用[1]。通过时效处理可以得到较佳的强韧性配合，AerMet100钢拉伸断口宏观表现为延性断裂。断口形貌是反映材料力学性能的重要依据，研究断口模式的变化规律对力学性能的精确预报有重要意义。 (1) (2) (a) (a) (b) (c) 图 图1 AerMet100钢不同时效工艺的拉伸断口微观形貌 试验材料选用AerMet100钢，化学成分（质量分数，%）为0.23C，13.50Co，10Ni，1.20Mo，3.13Cr，其余Fe。原始态为高温挤压变形试样，加工成标准拉伸试样l0=5d0，在460oC和480oC分别保温1、5和7小时后在CSS-44100型试验机上对试样进行拉伸试验。用S-570扫描电子显微镜观察拉伸断口形貌，表1为各工艺下采集的SEM图像数量。 表1 各工艺下对应的SEM图像数量 时效工艺参数 460oC,1h 460oC,5h 460oC,7h 480oC,1h 480oC,5h 480oC,7h SEM图像数量 4 3 4 2 2 2 三、结论（阐述主要研究发现，可包括研究成果的作用、影响、应用前景，和研究中的问题、经验和建议等。） 图1为不同时效工艺下拉伸断口微观形貌。可见，AerMet100钢时效后的断口主要由大小不一的韧窝组成，微观表现为微孔聚集型断裂。温度相同保温时间越长，或保温时间相同温度越高时韧窝尺寸越小、深度越浅。可见，时效工艺对拉伸断口的显微形貌有显著影响。 神经网络的输入参数为时效时间和归一化的时效温度，输出参数为试验条件下扫描断口图像中每组韧窝在相应工艺下的数量，网络参数示于表2。图5是对不同时效工艺下各组韧窝数量的预报结果。可见，随温度的增加，第1、2、3和6组的数量增加。随着时效时间延长，第2和6组韧窝数量增加。时效温度升高、时间缩短时，第4与5组的数量明显增加。由此可实现时效工艺参数范围内拉伸断口中的各类韧窝数量预报。