Materials：先进材料的成形技术与力学性能丨MDPI 编辑荐读
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本期编辑荐读为您精选了 Materials 期刊特刊“Forming Technologies and Mechanical Properties of Advanced Materials (先进材料的成形技术与力学性能)”发表的优质文章。希望能为相关领域的学者提供参考和新的思路，欢迎阅读。
01
Plastic Anisotropy Effect on Variation of Mechanical and Structural Properties of VT23 Titanium Alloy Subjected to Impact-Oscillatory Loading
塑性各向异性对振动载荷作用下 VT23 钛合金力学和结构性能变化的影响
Mykola Chausov et al.
https://www.mdpi.com/1785074
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本文发现了不同强度冲击振荡载荷对 VT23 高强度两相横向轧制薄板钛合金力学性能和结构性能变化的主要影响规律。通过 εimp (动态应变增量) 估算了在动态非平衡过程 (Dynamic Non-equilibrium Process, DNP) 下向合金中引入能量的脉冲强度。与初始状态相比，脉冲强度随着进一步拉伸而改变静态应变图的形状，这表明 VT23 钛合金中固有的结构自组织对 DNP 有影响。在 DNP (εimp = 1.44%) 后，随着进一步的静态变形，拉伸图显示屈服点长达 6.5%。在大多数情况下，特别是在横向轧制 VT23 钛时，DNP 对 VT23 钛合金的机械性能变化有负面影响，最佳 DNP 强度为 εimp~1.5%。在这种情况下，DNP 可作为 VT23 钛合金 (无论轧制方向如何) 在高强钛合金冲压加工中的有效塑化技术。经受 DNP 处理的 VT23 钛合金的机械和结构条件的变化通过试样断裂的断口研究得到证实。
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原文出自 Materials 期刊
Chausov, M.; Pylypenko, A.; Maruschak, P.; Brezinová, J.; Brezina, J.; Konovalenko, I. Plastic Anisotropy Effect on Variation of Mechanical and Structural Properties of VT23 Titanium Alloy Subjected to Impact-Oscillatory Loading. Materials 2022, 15, 5718.
02
Frictional Characteristics of Deep-Drawing Quality Steel Sheets in the Flat Die Strip Drawing Test
深冲优质钢板在平模拉伸试验中的摩擦特性
Marek Szewczyk, Krzysztof Szwajka and Tomasz Trzepieciński
https://www.mdpi.com/1749556
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摩擦是最重要的技术现象之一，对变形材料的流动特性有很大影响。本文使用带拉拔摩擦试验来评估板材成形操作中 0.8 毫米厚的 DC04 钢板的摩擦特性。作者使用专门设计的摩擦模拟器进行摩擦试验，并进行单轴拉伸试验以确定试样的机械性能。此外，作者还对板材表面形貌进行了测量，以确定样品的摩擦学特性。摩擦试验全程在不同的压力和润滑条件下进行，作者对摩擦测试结果的比较分析揭示了测试板表面形貌的不同变化，这可能与特定的摩擦机制有关。研究发现，润滑效果取决于润滑剂粘度和公称压力，增加标称压力会加剧粗糙变平的现象，并减少封闭的润滑剂袋的体积。
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原文出自 Materials 期刊
Szewczyk, M.; Szwajka, K.; Trzepieciński, T. Frictional Characteristics of Deep-Drawing Quality Steel Sheets in the Flat Die Strip Drawing Test. Materials 2022, 15, 5236.
03
Optimizing the Thermomechanical Process of Nickel-Based ODS Superalloys by an Efficient Method
通过有效方法优化镍基 ODS 高温合金的热机械过程
Wuqiang He et al.
https://www.mdpi.com/1669136
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镍基氧化物弥散强化 (Oxide Dispersion Strengthened, ODS) 高温合金的热机械过程是生产所需部件的关键。本文介绍了一种有效的固粉方法，以优化镍基 ODS 高温合金的制备工艺、组织和性能。本文研究了凝固温度、应变速率和球磨时间对镍基高温合金硬度的影响，建立了工艺、组织和硬度之间的关系，讨论了镍基 ODS 高温合金中纳米颗粒的强化和晶界强化。结果表明，长球磨时间、适度低的凝固温度和高应变率有利于改善镍基高温合金的性能。此外，纳米颗粒的弥散强化和晶界强化在增强镍基 ODS 高温合金中发挥着重要作用。
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原文出自 Materials 期刊
He, W.; Liu, F.; Tan, L.; Tian, Z.; Qin, Z.; Huang, L.; Xiao, X.; Wang, G.; Chen, P.; Liu, B. Optimizing the Thermomechanical Process of Nickel-Based ODS Superalloys by an Efficient Method. Materials 2022, 15, 4087.
04
Numerical and Experimental Analysis of Titanium Sheet Forming for Medical Instrument Parts
医疗器械零件钛板成形的数值与实验分析
Wojciech Więckowski et al.
https://www.mdpi.com/1517444
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本文分析了 2 级钛板外科器械手柄的成形。钣金成形是一种确保产品高强度和轻重量的技术。在文中用钛代替不锈钢进一步减轻了器械重量，并额外提供了手术所需的耐腐蚀性环境。低器械重量对于防止外科医生疲劳并允许他们在长时间手术期间保持高操作精度非常重要。作者对工艺过程进行了数值分析，以使其适用于使用钛板代替钢板形成刀柄的情况，数值计算也得到了实验验证。研究发现，在钛手柄的情况下，有必要在第一次成形操作中使用坯料夹持器，以消除法兰区域的板材起皱。修整后的拉伸零件的形状和尺寸精度足够高，第四次成形操作变得不必要。此外，文中的工艺改进包括在添加硼酸的情况下使用菜籽油进行润滑，这有效地防止了钢工具工作表面上的钛磨损，并确保了拉伸零件中塑性应变的更均匀分布。
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原文出自 Materials 期刊
Więckowski, W.; Motyka, M.; Adamus, J.; Lacki, P.; Dyner, M. Numerical and Experimental Analysis of Titanium Sheet Forming for Medical Instrument Parts. Materials 2022, 15, 1735.
05
Investigation of the Size Effects on the Elongation of Ti-2.5 Al-1.5 Mn Foils with Digital Image Correlation Method
数字图像相关法研究尺寸对 Ti-2.5 Al-1.5Mn 箔伸长率的影响
Chunju Wang, Weiwei Zhang and Zhenwu Ma
https://www.mdpi.com/1383878
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随着日常生活对燃料电池板等比表面积大的零件的需求日益增加，对箔的塑性也提出了更高的要求。然而，由于箔的变形过程非常短，很难深入地说明箔的变形特性。本文采用数字图像相关方法研究了尺寸效应对 Ti-2.5 Al-1.5 Mn 箔伸长率的影响。结果表明，Ti-2.5 Al-1.5 Mn 箔的伸长率随着厚度与晶粒直径之比 (t/d值) 的减小而增加。随后，作者结合箔的微观结构特征，分析了箔的宏观变形分布，发现单个晶粒不均匀性的增加导致较早形成集中变形区，从而改变了箔的变形模式。集中变形随 t/d 值的降低而增加，从而主导了箔伸长的趋势。此外，均匀变形和集中变形可以通过一定的临界 t/d 值分为两个不同的区域。这些结果为理解和进一步探索钛箔的变形行为提供了基础。
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原文出自 Materials 期刊
Wang, C.; Zhang, W.; Ma, Z. Investigation of the Size Effects on the Elongation of Ti-2.5 Al-1.5 Mn Foils with Digital Image Correlation Method. Materials 2021, 14, 7353.
06
Parametric Effects of Single Point Incremental Forming on Hardness of AA1100 Aluminium Alloy Sheets
单点渐进成形对 AA1100 铝合金板材硬度的影响
Sherwan Mohammed Najm et al.
https://www.mdpi.com/1379402
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当在没有冲头和模具的情况下使用具有不同控制路径策略的独特工具时，板材的局部塑性变形称为单点增量成形 (Single Point Incremental Forming, SPIF)。由于缺乏关于 SPIF 参数及其对组件的影响的可用知识，业界不愿接受这项技术。为了使 SPIF 成为一种重要的工业应用，并说服工业界使用该技术，在成形过程前后研究机械性能和有效参数非常重要。此外，为了生产具有足够质量且无缺陷的 SPIF 组件，应选择最佳工艺参数。在此背景下，本文深入了解了成形工具直径、冷却剂类型、工具速度和进给速度对 AA1100 铝合金板材硬度的影响。基于研究参数，生成了不同的回归方程来计算硬度。与实验方法相反，回归方程使研究人员能够相对快速且切实可行地估计硬度值。研究中还提出了 SPIF 参数对预期硬度的相对重要性 (Relative Importance, RI)，该值是通过人工神经网络 (Artificial Neural Network, ANN) 的划分权重法确定的。对测试结果的分析表明，当刀具速度增加时，硬度显著增加，进给速度的增加也导致了硬度的增加。此外，作者还使用相同的进料速率研究了各种润滑脂和冷却油的影响。当使用冷却油时，硬度增加；而当使用润滑脂时，硬度降低。
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原文出自 Materials 期刊
Najm, S.M.; Paniti, I.; Trzepieciński, T.; Nama, S.A.; Viharos, Z.J.; Jacso, A. Parametric Effects of Single Point Incremental Forming on Hardness of AA1100 Aluminium Alloy Sheets. Materials 2021, 14, 7263.
// 特刊客座编辑
Tomasz Trzepieciński 教授
波兰以热如夫理工大学
研究兴趣：计算建模、本构模型、有限元法、摩擦搅拌摩擦焊、塑性加工、钣金成形。
Valentin Ştefan Oleksik 教授
罗马尼亚锡比乌卢西安布拉加大学
研究兴趣：有限元分析、金属成形技术、渐进成形过程。
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Materials 期刊介绍
主编：Maryam Tabrizian, McGill University, Canada
期刊发表涵盖材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料、能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征、建模等研究领域在内的学术文章。
2021 Impact Factor | 3.748 |
2021 CiteScore | 4.7 |
Time to First Decision | 15.3 Days |
Time to Publication | 38 Days |
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