Ca和Sr元素对高应变速率轧制Mg-5Zn合金动态再结晶和力学性能的影响（英文）

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、热压缩试验以及拉伸实验研究Ca、Sr元素单一添加以及复合添加对铸态和轧制态Mg-5Zn合金显微组织和力学性能的影响。Ca元素在铸态组织中细化晶粒尺寸的作用比Sr元素明显。高应变速率轧制过程中产生大量的变形孪晶,因此提供大量的动态再结晶形核点。高应变速率轧制过程中,Ca、Sr元素会促进动态析出相的析出,而动态析出相的析出会消耗部分储存能,因此提高了动态再结晶的临界应变值,延迟了动态再结晶的产生。轧制态Mg-5Zn-0.4Ca-0.2Sr合金具有良好的综合力学性能,其极限抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别是317 MPa、235 MPa和24%。     

大压下量轧制喷射成形5A12铝合金的显微组织演变及强化机制（英文）

基于大压下量轧制工艺对喷射成形5A12铝合金挤压坯进行热轧变形,采用透射电镜(TEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)和能谱(EDS)分析合金显微组织的演变规律,进而探讨合金的强韧化机理。研究结果表明:喷射成形5A12铝合金在热轧变形过程中,发生了不连续动态再结晶和连续动态再结晶,晶粒组织显著细化,形成了亚微米级组织结构;同时,不完全动态再结晶导致合金的位错密度显著增加和胞状组织大量形成。喷射成形工艺实现了5A12铝合金中Mg原子完全固溶,并在热变形过程中保留下来,而未生成沉淀相析出。均匀分布在铝基体中的过饱和Mg原子与位错发生交互作用,阻碍了位错运动,提高了位错密度,因而固溶强化效果显著,是合金获得高强高韧性能的最根本原因。喷射成形5A12铝合金经3道次热轧变形后的室温拉伸强度和伸长率分别达到622 MPa和20%。     

轧制工艺对Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金中LPSO相及其组织性能的影响

研究"轧制+固溶+轧制"工艺和"固溶+轧制"工艺对Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金中LPSO相及其组织性能的影响。结果表明:经"轧制+固溶+轧制"工艺处理后,合金中块状LPSO相较小,且分布弥散,合金的组织由细小的再结晶晶粒组成,最终合金获得较好的综合力学性能,抗拉强度(UTS)达到347 MPa,伸长率(EL)为11.6%;经"固溶+轧制"工艺处理后,合金中块状LPSO相较粗大,分布不均匀,由于固溶退火后析出的层状LPSO相阻碍合金的再结晶,轧制后合金中仍存在变形组织,最终合金具有相对较高的抗拉强度(UTS为358 MPa),但是伸长率较低(EL为6.6%);对比而言,"轧制+固溶+轧制"工艺易进行更大压下量轧制,进而获得更高综合力学性能。     

A36船板钢组织细化工艺研究

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,对某厂A36船板钢的轧制工艺进行热模拟,通过单道次和双道次压缩试验,研究了A36钢热轧过程动态再结晶的临界应变量及静态软化行为,分析了终轧温度对A36钢再结晶区轧制、部分再结晶区及未再结晶区轧制的影响.结果表明:在部分再结晶区及未再结晶区轧制均可通过合理控制变形温度、间隙时间获得细小室温组织.     

GH4065A镍基高温合金多道次压缩变形组织演变规律

使用不同应变速率、不同应变量的阶段式降温工艺对GH4065A镍基高温合金在多道次压缩变形过程中的组织演变进行研究。结果显示：通过两道次各50%的压缩量即累积75%的工程应变量可以获得与相同温度、相同应变速率下单道次70%工程应变量接近的完全再结晶且晶粒细小的组织，即累积真应变达到1.39以上。每道次低于50%的工程应变量易产生未完全再结晶的“项链组织”或导致晶粒粗大。通过Deform模拟的直径为Φ508 mm的铸锭开坯过程显示，设置的变形工艺可实现在两镦两拔的情况下，使坯料中心部位的累积等效应变达到1.39以上，组织完全再结晶，而两端部分还有部分累积等效应变未能达到1.39,需要第3火次的变形以实现完全再结晶。变形过程中的晶粒粗大问题需要通过调节γ′相的析出来控制。     

变形工艺对7055铝合金多道次热压缩组织的影响

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机分别对7055铝合金在不同温度和应变速率下进行多道次热模拟压缩试验,利用OM分析合金在不同温度和应变速率条件下热压缩的组织特征,研究了热变形工艺参数对7055铝合金热变形组织的影响。试验结果表明,随热变形温度的增加,7055铝合金在多道次热压缩过程中合金回复和再结晶程度更大,原始晶粒的长宽比降低,再结晶晶粒尺寸增加。随着应变速率的增加,7055铝合金在多道次热压缩过程中合金回复和再结晶程度降低,原始晶粒的长宽比增加,原始晶粒内部的亚结构发展得更加丰富,再结晶晶粒尺寸减小。     

CoCrFeNiMo0.2高熵合金的不完全再结晶组织与力学性能

通过深冷轧制再结晶处理,在CoCrFeNiMo_(0.2)高熵合金中实现了典型的不完全再结晶组织,并研究了其对力学性能的影响。对比研究了室温和深冷轧制及热处理后的不完全再结晶组织。结果表明,CoCrFeNiMo_(0.2)高熵合金室温轧制35%(RTR35%)和深冷轧制35%(CTR35%)试样经800℃、30 min退火处理,均产生了由未再结晶的大晶粒和再结晶细小晶粒组成的不完全再结晶组织。深冷轧制能提高合金的再结晶速率,退火后产生的再结晶细小晶粒体积分数更高,更有利于提高合金的加工硬化能力。因此,CTR35%退火试样的屈服强度为539.3 MPa,延伸率为46.8%,与RTR35%退火试样相比,其屈服强度相似,但延伸率提高了30%。     

异步轧制对Mg_(98.5)Zn_(0.5)Y_1合金晶粒和力学性能的影响

试验研究了异步轧制工艺参数对Mg_(98.5)Zn_(0.5)Y_1合金力学性能的影响,探讨了异步轧制工艺参数对合金晶粒细化及其强化机制的影响。结果表明:随着轧制道次的增加,材料的屈服强度和抗拉强度增加,最高可达到325 MPa;异步轧制产生的剪切应变能有效促进压缩孪晶和晶粒内部及晶粒间的相互作用,产生动态再结晶,从而导致大晶粒的内部转变为许多小亚晶,达到细化晶粒,提高镁合金力学性能的目的。     

热轧MB26镁合金微观组织和力学性能研究

在420℃时,对MB26镁合金进行4道次、2道次不同压下率的热轧,观察热轧后合金的微观组织.并测试合金的力学性能.结果表明,随着轧制道次变形量的增大,轧制应变速率增加,镁合金发生了动态再结晶.从而获得细小的晶粒组织.热轧后,合金的强度较挤压态均得到提高,但伸长率有所下降.轧制2道次后显示出更好的力学性能,其拉伸断口存在许多深且均匀的韧窝,属于韧性断裂.     

热轧工艺对Fe-36Ni合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、硬度测试和拉伸试验等研究了多道次热轧工艺对微合金化Fe-36Ni因瓦合金的微观组织、力学性能及热膨胀性能的影响。结果表明:Mo-Ti-Nb微合金化Fe-36Ni合金经轧制后的组织为单相奥氏体组织,且析出相数量较少;当终轧温度为850℃及采用较小的道次压下率轧制后,合金中出现了形变带,且保留了一定比例的形变奥氏体晶粒;而采用终轧温度为1050℃及较大道次压下率轧制后,形变带消失,奥氏体晶粒再结晶程度提高,晶粒尺寸更均匀;在两种轧制工艺下,合金的抗拉强度均达到约630 MPa,但较低终轧温度及较小道次压下率能使合金的屈服强度提高约45 MPa,小尺寸再结晶奥氏体晶粒的细晶强化及形变奥氏体晶粒中的亚晶强化是合金屈服强度提高的原因。采用多元合金化,轧制态因瓦合金的热膨胀性能可达到同类合金在热处理态下的水平,较低的终轧温度和道次压下率,能够降低轧态合金的晶界总量,增强织构强度,从而获得更低的热膨胀系数。     

两种冶炼工艺下A286高温合金的热变形行为

为了探究真空感应+真空自耗(VIM+VAR)和电炉+精炼+真空自耗(EAF+LF+VAR)两种工艺冶炼A286高温合金的热变形行为,利用Gleeble-3800热模拟试验机在温度950~1150 ℃和应变速率0.01~10 s^-1范围内进行热压缩试验。基于摩擦和绝热加热修正后的真应力-真应变曲线和应变硬化率曲线建立了A286合金的Arrhenius本构方程,确定了VIM+VAR合金和EAF+LF+VAR合金的热激活能分别为358.15和372.54 kJ·mol^-1。利用临界应变和动态再结晶体积分数50%应变引入动态再结晶速度参数k_v,建立新的动态再结晶模型。采用Prasad 准则绘制两种钢在应变0.2、0.5和0.9下的热加工图,并结合组织分析,确定VIM+VAR合金的最佳热加工工艺条件为1050~1100 ℃,0.01~1 s^-1和1100~1150 ℃,0.1~10 s^-1;EAF+LF+VAR合金的最佳热加工工艺条件为1050~1100 ℃,0.01~1 s^-1和1100~1150 ℃,0.1~3 s^-1,得出VIM+VAR合金的热加工区间较宽,其热加工性能优于EAF+LF+VAR合金。     

大直径薄壁5A02铝合金管材旋压生产工艺研究

采用QX63-20卧式强力旋压机对5A02铝合金管坯进行多道次冷旋压,利用光学显微镜、显微硬度计分析旋压过程中大直径5A02铝合金薄壁管材组织性能的变化,并进行不同热处理工艺对其微观组织和力学性能的影响研究。研究结果表明,采用7道次旋压生产工艺可生产出无中间退火的、累积冷旋压减薄率达到80%以上的、表面质量较好、无缺陷的Ф85 mm×2 mm的5A02管材。随着旋压减薄率的增加,原始挤压管坯再结晶态组织逐渐被拉长,纤维组织变得更明显、细小、纤长,管材的显微硬度也由原始的53.3 HV逐渐增加到81.4 HV。将旋压管材在430℃保温60 min热处理后,可以得到组织、性能均满足要求的大直径5A02铝合金管材。     

Hastelloy C276高温合金热加工微观组织演化元胞自动机模拟

采用Gleeble热模拟试验机对Ni-Cr-Mo系高温合金Hastelloy C276进行单道次和双道次热压缩试验,获得了不同热变形条件下的流变应力曲线和微观组织,在此基础上回归了该合金热变形物理冶金模型及参数,进而构建了微观组织拓扑演化的元胞自动机模型。结果表明:Hastelloy C276高温合金在高温热压缩过程中易发生动态再结晶,当动态再结晶不完全时,在热压缩保温或道次间歇内,再结晶晶粒将进一步快速生长而发生亚动态再结晶。Hastelloy C276高温合金再结晶行为对变形温度、变形速率、应变量等工艺参数敏感;构建的元胞自动机模型,集成计算了热压缩和道次间歇过程中的位错密度、再结晶形核及晶界迁移等,可有效表征多工艺参数下Hastelloy C276高温合金热压缩过程中的微观组织拓扑结构演化和应力-应变响应。     

轧制温度对Mg-2Zn-xY合金微观组织的影响

通过改变在部分道次大压下率轧制时粗轧及精轧的轧制温度,研究了轧制温度对轧制Mg-2Zn-xY镁合金微观组织的影响,还研究了Y含量对合金组织的作用。结果表明,在部分大压下率粗轧后,合金组织发生了再结晶,且均为等轴晶组织。随着轧制温度的提高,平均晶粒显著增大,并以300℃粗轧时最佳。精轧温度不宜过高或过低,在350℃左右精轧能有效抑制孪晶组织的产生,获得较均匀的微观组织。不同Y含量的Mg-2Zn-xY合金的轧后晶粒尺寸与轧制工艺有关。     

反复镦压6013型铝合金的组织和性能

以6013型铝合金为试验对象,研究了反复镦压工艺制备细晶材料,消除合金各向异性的可行性。采用金相显微镜,透射电镜研究了6013型铝合金反复镦压对合金组织和性能的影响。结果表明:反复镦压使合金内部产生取向各异、彼此交错的变形带,有利于细化合金组织,经480℃,2 h的退火处理后,合金发生再结晶,合金晶粒等轴化,大小分布均匀,与未反复镦压合金组织相比,晶粒显著细化,减轻了组织各向异性;合金强度随镦压道次的增加,先降低后升高,对镦压后的合金进行T6处理(560℃,2 h+191℃,4 h),反复镦压3道次和12道次合金的硬度分别为1418.5和1503.5 MPa。研究表明:反复镦压工艺可以有效细化晶粒,消除组织各向异性,多道次镦压后,合金强度有所提高。     

AH36船板钢热轧过程中再结晶行为的实验研究

采用Gleeble-1500D热模拟实验机,对AH36船板钢进行单道次和多道次压缩实验,找出动态再结晶的临界应变量和未再结晶区,在未再结晶区内优化精轧道次轧制工艺。通过抑制道次间的静态再结晶累积应变,在多道次轧制过程中使其在最后一道次超过临界应变量发生动态再结晶,从而避免晶粒大小不均并实现晶粒细化。     

径向锻造GH1016合金圆棒晶粒不均匀的改善方法

针对现场径向锻造直径为Φ235 mm的GH1016合金圆棒横截面组织不均匀的问题,提出了优化的径锻工艺,基于DEFORM-3D有限元软件平台,建立了仿真计算模型,得到各道次横截面温度和等效应变分布,结合GH1016合金动态再结晶状态图,分析了各道次横截面不同位置晶粒动态再结晶发生情况。结果表明:采用优化的径锻工艺进行锻造,坯料的心部和表面的最大温升分别为6和48℃;在锻造过程中第1、第2和第3道次晶粒主要发生加工硬化和部分动态再结晶,第4道次只发生部分动态再结晶,而第5道次只发生加工硬化。对GH1016合金现场取样检检金相结果显示,晶粒度级差为1级,心部平均晶粒尺寸为31μm。优化工艺解决了GH1016合金横截面组织不均的问题,可为其他大规格高温合金的径锻工艺制定提供参考。     

Nimonic 80A镍基高温合金静态再结晶行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机对Nimonic 80A高温合金进行了双道次热压缩实验,研究了该合金在变形温度1050~1150℃,应变速率0.01~2.5 s-1,预应变0.08~0.14,不同间隙时间(0.5~5 s)下的静态再结晶行为。得到了Nimonic 80A高温合金不同变形条件下的真应力-应变曲线及变形后奥氏体晶粒组织,分析了变形温度、应变速率和预应变对该合金静态再结晶行为的影响。结果表明:变形温度、应变速率和预应变对Nimonic 80A高温合金的静态再结晶行为有着显著的影响。Nimonic 80A高温合金静态软化分数随着变形温度、应变速率和预应变的增大而增大,且静态再结晶晶粒尺寸随着温度的升高或应变速率的降低而增大。根据实验结果,建立了Nimonic 80A高温合金静态再结晶动力学模型。将静态再结晶动力学模型预测结果和实验结果进行比较,二者吻合良好,表明本文提出的模型可以较为准确的预测Nimonic 80A高温合金静态软化行为。     

衬板轧制动漫设计用AZ61合金的组织与性能研究

采用单道次双衬板轧制和传统3道次轧制法对动漫设计用AZ61合金进行了280~400℃的轧制处理。研究了轧制变形温度对变形态和退火态AZ61合金组织与性能的影响,分析了双衬板轧制AZ61合金的作用机理。结果表明,常规3道次轧制变形态AZ61合金在轧制温度为280~400℃时都出现了孪晶组织,但是并未发现混晶组织的存在,而单道次双衬板轧制变形态AZ61合金仅在280℃时有孪晶组织;280、400℃双衬板轧制得到的AZ61合金有相较于340℃双衬板轧制更大程度的再结晶;相对于变形态AZ61合金,退火态AZ61合金中的小角度晶界比例减小而大角度晶界比例有所增加;340℃/60%压下量的单道次双衬板轧制AZ61合金具有混晶组织,且细晶内弥散分布着类球形纳米级第二相,可获得最佳的强度和塑性结合。     

轧制工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响

研究了热叠轧以及多道次冷轧工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响。结果表明,采用热叠轧工艺生产的TA5薄板存在明显的变形α晶粒且尺寸较大。与热叠轧工艺相比,多道次冷轧工艺生产的板材成品退火后,发生了完全再结晶,且晶粒细小,组织分布均匀。两种不同轧制工艺生产的成品板性能均满足GB/T 3621标准要求,且多道次冷轧工艺生产的薄板表现出了优异的综合性能,其强度、塑性以及冷弯性能要明显优于热叠轧工艺。