累积叠轧Mg/Al多层复合板材的织构演变及力学性能

以商业纯Mg和AA1050 Al板材为初始材料,采用累积叠轧技术在室温下进行不同轧制道次变形制备了Mg/Al多层复合板材料,并对3 cyc轧制的Mg/Al多层复合板材料在200℃分别进行不同时间退火处理.利用OM,SEM和中子衍射技术对微观组织和宏观织构进行了研究.结果表明,复合板材中Mg和Al层组织均随着循环次数的提高而细化;在200℃时随着退火时间的增加,晶粒逐渐均匀但没有明显长大.累积叠轧过程中Mg层主要呈现出典型的轧制织构类型,Al层则表现出以轧制织构组分为主,同时伴有剪切织构组分的混合织构类型.对于3 cyc轧制的Mg/Al多层复合板材,在200℃经不同时间退火后,Mg层依然为轧制织构类型,Al层为轧制织构与剪切织构组分混合.随着累积叠轧循环道次的增加,屈服强度和抗拉强度都逐渐上升.     

热处理对累积叠轧制备Al/Mg/Al复合板材微观组织演变及力学性能的影响

利用累积复合轧制法制备出叠轧2道次的Al/Mg/Al复合板,然后在250℃真空环境下对复合板材板分别进行了保温时间10、60、120 min的退火处理,进一步利用金相显微镜和扫描电镜研究了其微观组织的演变过程,并且分析退火处理对力学性能的影响。结果表明,在叠轧过程中Al层和Mg层复合界面上会形成由Al_3Mg_2和Al_(12)Mg_(17)组成的中间相。随着退火保温时间的延长,中间相的厚度逐渐增加,平均厚度由13.1μm增加到15μm。在退火过程中Al层和Mg层发生了不连续再结晶。随保温时间的增加,复合板材的硬度先下降后增加。     

ARB制备6063Al/MB2/6063Al复合材料的组织和性能

采用累积复合轧制(ARB)技术制备6063Al/MB2/6063Al多层结构复合材料,利用电子拉伸机、金相显微镜和扫描电镜研究了常温态和热处理后ARB不同变形道次复合材料的组织和性能变化.结果表明,ARB技术能够有效细化MB2层金属组织:ARB 2道次平均晶粒尺寸由16 μm细化到2 μm,随着轧制道次的增加,组织均匀性提高,但晶粒尺寸略有长大:抗拉强度总体呈先升后降的趋势,其中ARB 2道次最高,为192.5 MPa;复合材料伸长率在ARB 1、2道次轧制后变化不大,ARB 3～5道次轧制后复合材料的伸长率逐渐下降.     

复合场对TiB2/AZ31复合材料组织和性能的影响

利用熔体内高温自蔓延反应制备了TiB2/AZ31复合材料,通过金相、扫描电镜、力学性能测试等技术考察了复合场对镁基复合材料铸态、均匀化态和轧制态微观组织和力学性能的影响。结果表明,TiB2/AZ31复合材料施加复合场后,α-Mg基体得到了显著的细化,铸态组织中的骨骼状β-Mg17Al12相渐渐向层片状共晶组织转变,并且使TiB2颗粒团簇的尺寸明显减小,均匀的分布于基体中。由于TiB2颗粒和复合场的引入,复合材料轧制态组织中切变带变得更窄更密集,TiB2颗粒团簇在流变应力作用下有少许的破碎,并沿着轧制变形流线分布。另外,复合材料的力学性能得到了明显改善,其中抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到351 MPa,315 MPa和7.7%。     

原位自生Fe_3Al增强Cu基复合材料的组织和性能

通过XRD、OM、SEM、TEM和拉伸试验等手段,研究了不同Fe_3Al含量和变形工艺对原位自生Fe_3Al增强Cu基复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,当Fe_3Al含量增加时,复合材料晶粒明显细化;第二相以纳米尺度的Fe_3Al为主,且均匀分布在Cu基体中;经过冷轧和退火处理后,晶粒进一步细化,同时强度得到提升。Fe和Al含量分别为10%的复合材料在经过90%冷轧变形和350℃×1h退火处理后,显微硬度(HV)和抗拉强度分别达到272和871MPa。     

退火工艺对PS版版基力学性能的影响

研究两种退火工艺对铝合金PS版版基力学性能的影响。结果表明,冷轧过程中轧制第一道次后增加一道中间退火工序,可改善版基的力学性能,0.27 mm厚的版基平均抗拉强度为161.3 MPa,伸长率为4.37%,且改善和消除了其黑条纹缺陷。     

脱溶析出对累积复合轧制Al/Zn层状复合材料组织及性能的影响

在400 ℃条件下采用累积复合轧制(ARB)工艺制备Al/Zn层状复合材料。采用SEM,TEM等设备对第二轧制周期试样及第三轧制周期的试样进行显微组织观察,结果表明：在轧制过程中,Al/Zn层间界面不同成分发生相互扩散,形成扩散层;随着轧制周期的结束,扩散层中过饱和的Zn原子随温度的降低而脱溶析出,在消除晶粒边界及内部位错的同时细化晶粒。在试样内部,因为扩散层中Zn原子存在浓度梯度,过饱和的Al基体中析出的富Zn相存在不同典型的组织形态。采用万能拉伸试验机对第一、第二、第三轧制周期试样进行力学性能测试,结果显示,随着轧制周期的增加,Al/Zn层状复合材料的抗拉强度和伸长率均有大幅度提升,抗拉强度由第一轧制周期的128.81MPa增加至第三轧制周期的351.54MPa,提升了173%,同时伸长率由6.66%提升至11.08%。采用SEM对试样断口进行观察后发现,断口表现出明显的复合材料强界面裂纹偏转现象。采用累积复合轧制（ARB）工艺制备Al/Zn层状复合材料,因为存在复合材料强界面裂纹偏转作用以及晶粒的细化作用,表现出良好的综合力学性能。     

循环扩-挤变形AZ80镁合金组织与性能

通过循环扩挤(CEEOP)变形方法对100 mm×50 mm×170 mm的AZ80镁合金块状材料进行挤压加工,借助计算机模拟仿真、组织观察、拉伸试验、硬度测试等手段研究了1~4道次CEEOP变形对AZ80镁合金等效应变、显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着CEEOP挤压道次的增加,晶粒的尺寸越来越小且分布均匀,1道次后晶粒尺寸可以从200μm左右细化到6μm,4道次后晶粒尺寸细化到1.5μm左右,整体分布均匀呈等轴晶晶粒,晶粒细化的机制是晶粒的机械破碎和动态再结晶,2道次以后晶粒细化效果不太明显。力学性能较均匀化退火态有了大幅度的提升,1道次硬度HB从均匀化退火态的615 MPa提升到了830.7 MPa,4道次达到862.7 MPa,抗拉强度与屈服强度分别从均匀化退火态的230.9和115 MPa提升到了262.7和155 MPa,4道次可以达到294和170 MPa,通过对比ECAP变形试样的组织与力学性能数据,在相同的变形温度与累积应变下,CEEOP变形方法比ECAP变形能够更好地细化晶粒和提高材料的抗拉强度和屈服强度。     

累积叠轧制备Ti/Ni多层复合材料的组织演变与力学性能研究

本文以工业纯Ti、纯Ni板材为初始材料,采用累积叠轧法(ARB)制备出Ti/Ni多层复合板材料。利用扫描电镜、透射电镜、万能试验机、显微硬度仪对复合材料的组织、界面结构和力学性能进行观察和测试分析。结果表明：随着轧制道次的增加,复合材料中Ti层和Ni层显微组织细化明显,均匀程度提高,ARB5道次后,Ti、Ni层的平均晶粒尺寸分别为200 nm和300 nm;复合材料的抗拉强度、显微硬度和界面结合强度显著提高,ARB5道次后抗拉强度达到810 MPa,延伸率为24.4%,Ti、Ni层平均显微硬度分别为233 HV和229 HV。在ARB1-5道次轧制变形过程中,界面处无明显的原子扩散现象发生。     

电磁搅拌态Al-5Fe基合金轧制及组织与性能

利用电磁搅拌技术制备了Al-5Fe-1.2Si-1Mg-0.6Cu-0.5Mn合金轧制坯锭,研究Al-5Fe基合金的轧制变形能力及合金的组织性能。结果发现,Al-5Fe基合金在道次压下量较小时表现出较好的变形性能,随着压下量的增加,材料的变形性能变差。合金最佳变形温度范围在430～460℃之间;合金的道次压下量不宜过大,以2～3mm为宜。用电磁搅拌坯锭轧制的板材,其富Fe相的破碎效果较电磁搅拌合金有大幅度的改善。在道次压下量不变的情况下,采用轧制温度为460℃,道次压下量为2mm时制备的板材中富Fe相细小、均匀,且板材力学性能最好,其室温下的抗拉强度和伸长率分别达到314.5MPa和7.2%。     

轧制温度与变形量对TB2钛合金微观组织和力学性能的影响

通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度计以及万能拉伸试验机等研究了不同轧制温度及变形量对TB2钛合金显微组织、相结构以及力学性能的影响。结果表明,在600℃轧制处理后,TB2钛合金由β相和α相组成。同一轧制温度下,随着变形量的增加,晶粒被明显拉长,基体中的β晶粒部分破碎,并在晶界处出现大量再结晶晶粒。当轧制温度为600℃,变形量为60%时,合金的抗拉强度最大,可达到1360 MPa,伸长率为5.7%;而当轧制温度为600℃,变形量为40%时,合金的抗拉强度最大,可达到1270 MPa,伸长率为10.9%,综合力学性能较好。     

塑性变形与退火对Ag-Ti3AlC2复合材料性能的影响

研究了塑性变形和退火处理对热压烧结Ag-Ti3AlC2复合材料力学及电学性能的影响。结果表明,塑性变形+退火处理能显著提高复合材料的导电性,其中Ag-20%Ti3AlC2(体积分数)电阻率降幅达到15.02%;复合材料的抗拉强度随着变形量的增加而大幅提升,Ag-20%Ti3AlC2复合材料在Φ2 mm加工态时抗拉强度达到最高的462.42 MPa,经退火处理,其强度降低28.57%,延伸率提高435.11%,达到19.05%,综合力学性能显著提高。     

固溶处理对7B04铝合金冷轧板组织性能的影响

在实验室中制备了试验用7B04铝合金,经铸造-均质化退火-热轧-中间退火-冷轧后制得7B04铝合金板材,并对合金板材进行了后续固溶时效处理,研究了固溶处理对其组织和性能的影响。结果表明,470 ℃×1 h固溶+120 ℃×21 h时效处理铝合金冷轧板材再结晶明显,有少量晶粒处于伸长状态,除粗大第二相粒子外,未发现细小第二相粒子,综合力学性能较好,抗拉强度为596 MPa,屈服强度为537 MPa,伸长率为14.88%。固溶温度达到480 ℃时,合金再结晶明显,但保温时间不能超过0.5 h,否则合金强度和塑性下降。     

冷变形对含氮028合金微观组织和力学性能的影响

通过对含氮028合金进行不同变形量的冷轧,采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验研究了冷变形量对其组织和力学性能的影响。结果表明,当冷变形量相同时,随着氮含量的增加,屈服强度增加明显。当冷变形量从0%增加到70%时,0.25%N 试验合金的抗拉强度从764 MPa提高到1405 MPa,屈服强度从390 MP提高到1249 MPa。在低变形量时,试验合金中存在大量位错和平面滑移结构。随着冷变形量的增加,试验合金中形变孪晶的数量逐渐增加,位错不断增殖。当冷变形量继续增加时,形变孪晶被割裂破碎。     

轧制路径对ZK60镁合金板材组织和性能的影响

在250 ℃对轧制-热处理态ZK60镁合金板材进行9道次不同路径的轧制试验。采用光学显微镜、电子万能试验机、SEM、XRD等研究了轧制试验后ZK60镁合金的显微组织、室温拉伸性能、断口形貌及晶粒择优取向。结果表明:轧制路径对ZK60镁合金板材的晶粒尺寸变化无明显影响,但压下量对镁合金组织内的孪晶变化有很大影响;轧制路径的变化对ZK60镁合金板材的各向异性和力学性能有较大影响,在交叉+45°的路径下轧制后ZK60镁合金板材,各向异性较弱,具有良好的综合力学性能和轧制成形能力,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到244.31 MPa、371.14 MPa和25.46%;交叉+45°路径轧制对ZK60镁合金的晶粒择优取向有明显影响,能够改善镁合金板材的晶粒择优取向和各向异性,提高ZK60镁合金的力学性能。     

往复挤压AM60B镁合金的组织与力学性能

通过往复挤压（CEC）变形来细化AM60B镁合金的组织。结构表明：随着CEC道次的增加,组织得到明显细化。当材料达到临界最小晶粒尺寸时,进一步挤压变形也很难使组织得到明显的细化。细小的组织具有优异的力学性能,合金的硬度、屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别由铸态的62．3、64MPa、201MPa和11％上升N-道次变形后的72．2、183．7MPa、286．3MPa和14．0％。但是再进一步挤压变形材料的力学性能增加幅度不明显,经四道次挤压变形后其硬度、屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为73．5、196MPa、297MPa和16％     

退火对冷轧Al0.2CoCrFe2Ni高熵合金组织和力学性能的影响

研究了不同温度退火对80%冷轧Al_0.2CoCrFe₂Ni高熵合金显微组织和力学性能的影响。使用X射线衍射仪(XRD) 、电子背散射衍射仪(EBSD)、微控电子万能试验机分别对合金进行了晶体结构、织构类型和力学性能的表征。结果表明,合金在铸态、轧制态以及退火态都表现为稳定FCC晶体结构。合金铸态下呈现典型的树枝晶组织,经80% 轧制后出现了明显的轧制变形带,在随后的退火过程中发生再结晶,其再结晶晶粒体积分数及其晶粒尺寸随着退火温度的升高而增加。合金经过80%轧制后主要表现为(111)<112>织构,其织构强度随着退火温度的升高而降低。80%轧制使Al_0.2CoCrFe₂Ni合金获得较大的抗拉强度(1005 MPa)和较低的塑性(10%), 随着退火温度的提高,合金的强度降低塑性增强,并在700 ℃退火时合金获得最佳的综合力学性能,该过程主要取决于合金中的位错密度、再结晶体积分数和晶粒尺寸及其再结晶织构的演变。     

成形过程对ZK60镁合金薄带组织和力学性能的影响

用OM,SEM,TEM和电子万能试验机对不同方法制备的ZK60镁合金薄带的组织和力学性能进行了研究.常规铸造ZK60镁合金轧制后仍为等轴晶组织,晶粒尺寸明显细化,双辊铸轧ZK60镁合金条带温轧变形后,显微组织由树枝晶转变为纤维状变形组织,且有高密度剪切带产生,温轧过程中没有明显的动态再结晶发生.轧制后两种合金均具有良好的力学性能,轧制态铸轧合金的强度明显高于传统铸造合金,伸长率略低于传统铸造合金.退火热处理后两种合金均发生了再结晶,得到等轴晶组织,且铸轧合金的组织比传统铸造合金的组织更加均匀细小.退火热处理使薄带的强度略有下降,而伸长率大幅度提高,退火后双辊铸轧合金和传统铸造合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为:388 MPa,301 MPa,22.9％和311MPa,219 MPa,19.3％.镁合金薄带制备过程的晶粒细化归因于剪切带、位错和挛晶的产生及后续退火过程中再结晶.     

冷变形对5052铝合金板材力学性能及制耳率的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机及制耳率测试仪研究了冷变形对5052铝合金板材晶粒尺寸、力学性能及制耳率的影响。结果表明,5052铝合金冷轧板材的屈服强度与冷变形率呈线性关系,10%的变形量引起的抗拉强度的变化约为20 MPa,屈服强度的变化约为15 MPa。经再结晶退火后,退火板的晶粒尺寸与冷变形率及屈服强度均呈线性关系。冷变形率在50%~60%时,退火板的制耳率及平面各向异性指数Δr值均较小。     

退火处理对3D打印CoCrFeMnNi高熵合金组织和性能的影响

采用选区激光熔化(SLM)工艺制备了等原子比CoCrFeMnNi高熵合金,并对试验合金分别进行了650 ℃×1 h和900 ℃×1 h的退火处理。结合微观组织分析、拉伸性能分析和断裂特征分析,研究了退火工艺对SLM制备的CoCrFeMnNi高熵合金组织和力学性能的影响。结果表明:打印态试样屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为672 MPa、751 MPa和34.3%。650 ℃×1 h退火处理后,屈服强度、抗拉强度和伸长率略微降低,分别为583 MPa、718 MPa和33.5%。900 ℃×1 h退火处理后屈服强度和抗拉强度分别降低至494 MPa和707 MPa,伸长率提高至46.6%。断口呈典型的韧窝特征,变形机制均为纳米孪生。