Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金的孪晶超塑性

对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金Ext-T5态进行高温拉伸时发现,合金在400 ℃时产生孪晶超塑性,在晶界上有大量的再结晶和晶内有大量的孪晶共存的奇异现象;孪晶的生成调整了晶粒取向并释放了变形过程中产生的局部应力集中,导致组织中不产生裂纹和空洞;合金的变形机制是一种新的超塑性变形机制,即在晶界上以再结晶方式进行晶界滑移和在晶内以孪生方式进行协调的超塑性变形机制.     

AZ31B镁合金的低温压缩变形机制

利用Geeble1500热模拟实验机对双辊连续铸轧AZ31B镁板在变形温度为100℃,应变速率为10-3s-1的条件下进行单轴压缩变形,并利用金相显微镜和透射电子显微镜对其微观组织进行观察。结果表明:在上述的条件下变形时,合金中产生大量的孪晶,孪晶与孪晶之间相互交截,在孪晶界及孪晶交截区出现大量的位错,并且有动态再结晶核心及再结晶小晶粒,说明该合金中动态再结晶形核位置主要为孪晶界及孪晶-孪晶交截区。     

激光立体成形GH4169合金再结晶过程中的界面和晶体取向演化

利用电子背散射衍射技术,对激光立体成形GH4169镍基高温合金沉积态试样以及1100℃保温5和30 min水淬后试样的显微组织、晶界特点和晶体取向等进行了分析.结果表明,再结晶过程中随晶粒尺寸得到细化的同时,各晶粒的晶体取向逐渐变得随机,消除了沉积态材料中原本存在的各向异性,合金的界面特点也发生变化,大角度晶界数量逐渐增多,且再结晶后期11160°孪晶界大量出现,占总界面体积分数的44%,孪晶的形成对激光立体成形GH4169合金的晶粒细化起了很重要的作用;再结晶形核机制在再结晶初期以原始晶界的亚晶形核和晶界弓出机制为主,孪晶相关的晶粒细化机制是再结晶后期晶粒细化的重要机制.     

孪晶界对AZ31镁合金静态再结晶的影响

对铸态AZ31镁合金进行不同变形量的锻造或压缩室温变形,然后经过不同温度和时间的退火保温,研究孪晶界对合金静态再结晶过程的影响。结果表明,锻造产生的孪晶较短且取向错乱,而压缩变形产生的孪晶则较狭长,同取向的孪晶大量聚集、平行排列,这与锻造和压缩两种变形方式的形变速率不同有关。退火保温实验结果表明,在相同条件下,锻造变形镁合金孪晶处比压缩变形镁合金孪晶处更易发生再结晶。研究不同孪晶处的形核方式,提出低温"孪晶界凸出形核"机理,发现某些孪晶变体即二次孪晶处并不是优先形核的位置,这与经典的孪生形核理论的观点不同。     

Mg-5.6Gd-0.8Zn合金多向锻造过程中的变形机制及动态再结晶

以含长周期堆垛有序(LPSO)相的Mg-5.6Gd-0.8Zn(质量分数,%)合金为研究对象,分析了合金多向锻造过程中的变形机制、动态再结晶及显微组织演变。结果表明:变形初期,■拉伸孪生仅在部分晶粒中激发;随锻造方向的改变,不同晶体取向的晶粒能够激发孪生变形,孪生体积分数增加,孪生变体选择符合Schmid定律。孪生受阻碍的晶粒通过滑移及扭折协调变形,扭折带类型主要为转轴分布在■晶向的基面扭折。多向锻造过程中,晶界处优先发生动态再结晶;随着变形量的增加,晶界处再结晶体积分数增大,晶内孪晶与扭折界面诱发再结晶,孪晶逐渐演变为条带状细晶组织。在孪晶、扭折带切割晶粒,晶界再结晶,孪晶、扭折带诱发再结晶多重机制的共同作用下,原始粗晶组织得到了显著细化。     

轧制工艺对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr铸态合金经525℃、16 h均匀化退火后,在500℃轧制成总变形量为84%的板材,轧制后在200℃进行时效处理。观察合金的微观组织变化,并测试合金的力学性能。结果表明:轧制变形明显细化了晶粒尺寸,轧制后组织中存在方块相和长条状相;轧制初期组织中存在大量孪晶,孪晶能很好地协调塑性变形,并诱发了孪生动态再结晶;随着轧制变形量的增大,孪晶数量减少,再结晶方式以晶界弓出形核为主。轧制T5态合金具有优异的高温力学性能,200、250、300和350℃时抗拉强度分别为392、381、251和112 MPa,350℃拉伸时伸长率达到107.0%。     

GH4742高温合金的动态再结晶行为EI北大核心CSCD

采用Gleeble-1500D热模拟机对GH4742高温合金进行高温压缩试验,观察该合金的金相组织和TEM显微组织并进行对比分析,研究该合金的动态再结晶行为。结果表明:小应变速率、大变形程度及高变形温度均促进了该合金动态再结晶的进行,第二相粒子通过影响位错的运动来影响合金的动态再结晶行为;晶界弓出机制是GH4742高温合金动态再结晶的主要形核方式,部分孪晶通过叠加方式形核;通过对真应力—真应变曲线数据的计算拟合,构建了GH4742高温合金动态再结晶模型。     

喷丸强度对FGH4113A高温合金微观组织的影响及定量表征

镍基粉末高温合金涡轮盘长期在高温高应力条件下服役,对其综合力学性能有着严苛的要求,而表面形貌与微观组织对盘件性能有着至关重要的影响,通常需进行表面喷丸强化处理。基于此,本工作系统性地研究了不同喷丸强度下FGH4113A合金的表面和亚表层微观组织及变形情况,并探究了两者的定量关系。结果表明：经过喷丸处理后,合金亚表面产生位错塞积,诱发晶粒内形成变形孪晶,并且变形孪晶数量随喷丸强度的增大而增大。另外,喷丸强化引入的位错使变形层存在大量的小角晶界,从而发生晶粒细化提升了合金硬化效果。随着喷丸强度的增大,合金表面粗糙度、表面残余压应力、硬化层厚度以及表面显微硬度等特征呈现出不断增大的趋势。这些研究结果可为实际生产过程中喷丸强化参数的调控提供一定的数据支撑。     

节约型双相不锈钢2101高温变形过程中微观组织演化

采用电子背散射衍射技术(EBSD)和TEM研究了节约型双相不锈钢2101在温度为1000℃和应变速率为5 s~(-1)的高温变形过程中的微观组织演化.结果表明,铁素体和奥氏体都发生以小角度晶界不断向大角度晶界转变为特征的连续动态再结晶(CDRX).固溶退火后双相不锈钢奥氏体内出现大量退火孪晶.随变形量增加,奥氏体中具有∑3位向关系的晶界逐渐消失.高温变形过程中双相微观组织演化机制的耦合作用共同决定了流变曲线特征.     

电场处理对GH3044合金腐蚀行为的影响

将电场处理技术应用于镍基变形高温合金GH3044,研究了电场对合金组织及腐蚀行为的影响。结果表明,电场处理后合金耐晶间腐蚀能力得到提高,随电场处理时间的延长腐蚀速率减小。在800℃、 6.4 kV/cm条件下,电场处理10 h后合金腐蚀速率为2.06 mm/a,与未经电场处理状态相比,降低幅度达37.33%。电场处理过程中合金晶内大量退火孪晶的产生,使原始大角度晶界与退火孪晶相交处原子重新排列,随电场处理时间的延长,大量的原始大角度晶界被取代,呈连续分布的合金元素贫化网络被隔断,导致腐蚀沟前进受到阻碍,从而改善合金晶界的腐蚀行为,提高合金耐晶间腐蚀能力。同时,电场处理促进合金中原子扩散,使普通大角度晶界两侧Cr、Mo等合金元素的贫化趋势降低,也是合金耐腐蚀性能得以改善的重要原因。     

定向凝固和单晶高温合金的再结晶

本文系统分析了定向凝固和单晶高温合金再结晶的特点、危害以及影响再结晶的主要因素,阐述了再结晶的物理本质.再结晶行为受合金元素、变形程度、热处理温度及时间、变形速率、变形工艺等的影响.再结晶的物理本质是由铸态γ'相溶解控制的高能态畸变组织向低能态无畸变组织转变的过程.镍基定向凝固高温合金再结晶开始温度在1050℃左右,钴基定向凝固高温合金在1100℃左右.定向凝固和单晶高温合金的动态再结晶行为主要与高温氧污染和自由表面有关.再结晶对高温持久、疲劳性能影响较大,含再结晶层的断口源区表现为沿晶断裂.目前定向凝固构件上的再结晶检测普遍采用金相方法.     

AZ91D镁合金高温压缩过程中的微观组织演变

采用Gleeble-1500热模拟实验机对AZ91D镁合金在400℃、0．01s^-1的条件下进行不同压缩真应变量（1％、10％、60％、100％）的高温压缩实验，利用光学显微镜、透射电镜观察压缩变形过程中合金的显微组织演变。结果表明：在压缩变形的初始阶段，{101^-2}孪生是主要的变形机制，孪晶的尺寸较大；在随后的变形过程中孪晶发生破碎，尺寸变小；随着变形的进一步进行，孪晶之问相互交叉，在孪晶界及孪晶交叉畸变较大的区域成为再结晶的形核区。     

TWIP钢的低周疲劳断裂机制

通过采用扫描电镜及透射电镜等手段,观察并研究了TWIP钢在低周单轴循环对称拉压载荷下的疲劳断裂后的显微组织。结果表明:TWIP钢矩形试样的疲劳裂纹一般萌生于角部,从表面萌生时可能表现为多个疲劳源。在低周疲劳变形过程中,TWIP钢不但产生了形变孪晶,还产生了大量的微条带,其实质为细微孪晶片层和驻留滑移带。疲劳裂纹主要萌生于微条带对晶界和孪晶界的撞击引发的孔洞。孔洞串连接起来成为裂纹,夹杂物促进了裂纹扩展。随着裂纹的扩展,试样的承载面积不断减小,最终发生快速的韧性断裂。     

电场处理对一种镍基变形高温合金晶间腐蚀性能的影响

对一种航空发动机隔热屏用镍基变形高温合金进行电场处理,研究了电场对合金组织及晶间腐蚀性能的影响.结果表明,经电场处理后合金耐晶间腐蚀能力得到提高,随电场处理时间的延长腐蚀速率减小.在820℃、4 kV/cm条件下.电场处理10h后合金晶间腐蚀速率为65.26 mm·a-1,与未经电场处理状态相比,降低幅度达25.25%.电场处理过程中合金晶内退火孪晶的产生、长大,使原始大角度晶界与退火孪晶相交处原子重新排列,随电场处理时间的延长,大量的原始大角度晶界被取代,呈连续分布的合金元素贫化网络被隔断,导致腐蚀沟前进受到阻碍,从而改善合金晶界的腐蚀行为,提高合金耐晶间腐蚀能力.     

单晶高温合金再结晶的抑制方法研究进展

单晶高温合金具有优异的高温力学性能,是制造先进航空发动机涡轮叶片的主要材料。单晶高温合金的优异性能主要来源于消除了晶界,而再结晶的出现会显著降低合金的高温力学性能;因此,研究单晶高温合金再结晶的抑制方法对单晶高温合金叶片的安全使用具有重要意义。本综述主要介绍了近年来国内外对于单晶高温合金再结晶抑制方法方面的研究成果,包括预回复热处理、渗碳、涂层以及去除表面变形层等对再结晶的抑制作用,以及晶界强化元素对再结晶危害的修复作用。     

直接包套轧制铸态Ti-46Al-8Nb合金的组织特征及热变形机制

根据热模拟实验结果和动态材料模型建立了Ti-46Al-8Nb合金的热加工图,确定了合理的热加工工艺制度,并采用包套轧制方法制备了Ti Al合金板材,考察了轧制高铌Ti Al合金的组织演变规律及流变软化机制。结果表明,在低应变时加工图中只存在2个失稳区,当应变增加到0.4时,在1250℃、0.006 s~(-1)附近位置也出现了失稳;在1200℃、1 s~(-1)和1150～1200℃、0.01 s~(-1)附近存在典型的动态再结晶区域。最终结合应变速率敏感系数的分析,选择在1150～1200℃、0.01～0.03 s~(-1),每道次变形量约为18%的条件下进行复合包套轧制,获得厚度约为0.85 mm、变形均匀无裂纹缺陷的板材,其热轧组织局域流变软化严重,存在明显的轧制变形带,但整体组织均匀性较好。Ti-46Al-8Nb合金在热轧过程中的流变软化以γ相的动态再结晶以及热-力作用下L(α/γ)层片组织的相变分解为主,其中再结晶过程主要是通过位错塞积诱导亚晶界形成进而完成小角度晶界向大角度晶界的转化,L(α/γ)→γ+α+B2/β和α→γ转变是片层团分解的主要途径。此外,大量普通机械孪晶以及孪晶片层的出现,也可以显著提高热轧Ti Al合金的组织均匀性。     

挤压态镁合金板材复合变形过程中的孪晶组织演变规律

采用扫描电镜(SEM)研究了挤压态镁合金压痕—压平复合变形过程中动态再结晶及孪晶组织演变规律。结果表明:在镁合金压痕—压平复合变形过程中,随着复合变形系数和变形温度的增加,AZ31镁合金的孪晶数量逐渐增多,动态再结晶程度增大,晶粒细化效果明显。动态再结晶的主要形核之处是原始晶粒的晶界处,动态再结晶新晶粒产生于原始晶粒的晶界处,且形状为典型的项链状结构,孪晶界也是动态再结晶的有利形核位置。在压痕-压平复合变形过程中,较低的变形温度和较大的变形程度有利于孪晶组织的形成,且孪晶组织容易出现在大晶粒内部。     

GH4169合金非均匀组织在加热过程中的演化机理

通过对第二相状态、晶界取向差及晶粒尺寸演化的分析,研究了GH4169合金不均匀组织在加热过程中的演化机理.结果表明,GH4169合金中d相的体积分数在低温下随温度的升高和时间的延长而增加;在高温时随温度的升高而降低,随时间的延长先增加后降低至恒定值.第二相的钉扎作用表现为:晶内析出的d相和g"相阻碍位错的运动,沿晶界析出的d相阻碍再结晶晶粒的形核和长大,碳化物阻碍晶粒长大.小角度晶界的体积分数随加热温度的升高和时间的延长而降低;高温下,退火孪晶的生长使得小角度晶界含量增加.GH4169合金的组织演化机理主要包括:亚晶长大、再结晶晶粒的长大和退火孪晶的长大.新的再结晶晶粒主要通过亚晶长大过程获得,亚晶长大过程主要通过小角度晶界的转动和位错的迁移完成.晶粒长大过程受到抑制时,合金通过退火孪晶的形核及长大耗散其吸收的热量.     

原位拉伸法研究GH3625合金退火孪晶界稳定性及断裂行为

孪晶界作为低能稳定界面易在低层错能金属中被调控而成为近年来研究的热点。固溶态GH3625合金组织中含有大量退火孪晶组织。本实验采用室温原位拉伸结合扫描电子显微镜(SEM)观察和能谱(EDS)分析的方法研究了固溶态GH3625合金中孪晶组织演变及断裂行为。结果表明,GH3625合金在原位拉伸变形过程中,孪晶组织内部主要以单滑移为主;在拉伸直至断裂的过程中,随变形量的增加,孪晶界逐渐发生弯曲,但孪晶界始终存在于合金组织中,起阻碍位错的作用,具有良好的室温机械稳定性。GH3625合金断裂时既有韧性断裂又有脆性断裂,碳化物偏析是造成晶界裂纹以及晶内孔洞形成的主要原因。     

纳米孪晶金属塑性变形机制

本文综述了纳米孪晶金属材料的塑性变形机制.通过分析纳米孪晶二维结构变形时可启动的滑移位错类型,揭示纳米孪晶金属塑性变形的3种位错机制,即位错塞积并穿过孪晶界机制,Shockley不全位错诱导孪晶界迁移机制以及贯穿位错在孪晶片层内受限滑移机制.通过改变加载方向与孪晶界面的相对取向可实现这3类位错机制的可控转变.