基带厚度对涂层导体立方织构Ni基带组织的影响

大变形量加工及随后再结晶热处理制备的立方织构Ni及其合金带材广泛用于YBa2Cu3O7-x(YBCO)涂层导体的基带。基带厚度的减小有利于提高涂层导体的工程电流密度。主要研究基带厚度对其立方织构、晶界角分布以及晶粒尺寸的影响。实验结果表明:随着基带厚度的减小,再结晶基带平均晶粒尺寸先减小后增大,当基带厚度为60μm时,晶粒平均尺寸达到最小值70μm;随基带厚度的减小,再结晶基带立方织构取向越接近其标准位置;晶界角分布随基带厚度变化不大,但所有样品晶界角几乎都小于15°。     

新型粉末高温合金多火次等温锻造过程中晶粒细化机制

为探索多火次等温锻造对新型粉末高温合金晶粒细化的影响, 本文对实验合金进行了每火次变形量40%左右的三火次等温锻造, 采用商用有限元软件DEFORM 2D模拟锻造过程中的等效应变分布图, 采用电子背散射衍射技术对各火次后的锻坯进行显微组织观察和分析.研究表明: 等温锻造过程中, 锻坯轴向剖面大致分为三个区域, 位于上、下两端面附近的Ⅰ区变形量最小, 位于两侧附近的Ⅱ区次之, 位于剖面中心的Ⅲ区变形程度最大.经过三火次等温锻造后, 锻坯Ⅱ、Ⅲ区再结晶充分, 获得等轴细晶组织, 平均晶粒尺寸2~3 μm.然而Ⅰ区形成再结晶不完全的"项链"组织, 在变形晶粒周围分布大量细小的再结晶晶粒, 变形晶粒内小角度晶界含量较多, 位错密度较高.通过对三火次后的锻坯进行合适的热处理, Ⅰ区"项链"组织得到细化, Ⅱ、Ⅲ区组织发生晶粒长大, 整个盘坯为较均匀的细晶组织, 平均晶粒尺寸为6~8 μm.      

热挤压对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响

研究了热挤压温度、挤压比、挤压速度、挤压前预处理对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响规律,确定了获得晶粒尺寸小于10 μm的超塑性细晶组织的热挤压方法。研究结果表明,热等静压后FGH96合金发生了再结晶,实现了粉末的完全致密化成形,但晶粒大小极不均匀,且存在明显的原始颗粒边界(PPB)缺陷。采用热挤压前预处理工艺在确保合金晶粒不长大的同时,又可使γ'相粗化,显著降低热挤压变形抗力。随着挤压温度的升高,合金晶粒尺寸呈长大趋势。挤压温度为1 080 ℃时,获得平均晶粒小于10 μm的完全再结晶超塑性组织,挤压温度继续升高,晶粒尺寸将明显长大。随着挤压比的增大,挤压载荷明显增大,采用大于6∶1的挤压比,有利于获得平均晶粒小于10 μm的完全再结晶超塑性组织。载荷随热挤压速度的升高而增大,在保证合金组织为细晶的条件下,应尽量选择较低的挤压速度。由于在热挤压过程中合金已发生了完全的动态再结晶,未观察到明显的取向,力学性能测试结果也表明沿着挤压方向和垂直于挤压方向的性能相当,说明不同挤压方向的微织构对性能没有明显影响。     

超声振动影响低碳钢热压缩过程的分析和试验

为研究超声振动对低碳钢热变形中奥氏体再结晶过程的影响,基于Gleeble-1500热模拟试验和对变形后淬火试样原始奥氏体晶界观测,构建Q235钢热压缩变形抗力和奥氏体平均晶粒尺寸数学模型,对超声振动和常规压缩变形条件下低碳钢圆柱试样的热压缩过程进行仿真分析。结果表明,超声振动导致试样一端变形如倒置的伞状,发生奥氏体动态再结晶所需临界变形程度明显降低;奥氏体动态再结晶首先从试样超振激励端开始,变形后试样内最小奥氏体晶粒尺寸约为20μm;超声振动变形试验表明,试样表层组织纳米化,内部晶粒尺寸相比常规压缩明显细化。     

Ta-2.5W合金晶粒细化工艺研究

通过分析合金的金相组织,研究了变形程度、退火工艺和原始晶粒尺寸对Ta-2.5W合金晶粒大小的影响,提出了Ta-2.5W合金晶粒细化措施：原始晶粒尺寸对Ta-2.5W合金冷变形-再结晶后的晶粒尺寸影响显著,采用大变形程度的开坯加工,充分破碎电子束熔炼产生的粗大晶粒,有利于最终得到晶粒细小的制品;在相同的退火工艺下（1400℃×30 min）,当冷摆辗变形程度从55%增大到80%时,再结晶晶粒大小基本保持不变;认为在总变形程度不变情况下,采用增加变形及再结晶退火道次的方式有利于细化晶粒;适当提高再结晶退火温度和减少保温时间,有利于细化再结晶晶粒;通过控制原始晶粒尺寸、冷变形程度、退火温度等因素,平均晶粒尺寸3-5 mm的Ta-2.5W合金铸态组织可以细化到20-40μm。     

45钢等径弯曲通道变形及组织细化研究

研究了等径弯曲通道(ECAP)变形后45钢中先共析铁素体及珠光体组织的演变特征.结果表明,ECAP变形4道次后,片层状的珠光体组织演变成了超细的渗碳体颗粒均匀分布于亚微晶铁素体基体的组织.先共析铁素体由原始的平均晶粒尺寸约为30 μm演变为大角度晶界分离的、平均晶粒尺寸约为0.4μm的超细晶组织.ECAP变形后,先共析铁素体首先在其内部会形成具有薄片层界面(LBs)的板条位错胞甚至亚晶组织.进一步变形时位错胞或亚晶可继续细化.再进一步变形时通过晶界滑移和晶粒旋转的方式可以获得具有大角度晶界分离的、等轴的超细晶组织.     

轴肩直径对Ti-6Al-4V钛合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

作为搅拌摩擦焊用搅拌头的重要尺寸,轴肩直径对焊接接头组织性能都产生影响。采用不同轴肩直径进行了2 mm厚Ti-6Al-4V钛合金搅拌摩擦焊试验,并进行了显微组织的金相(OM)分析和电子背散射衍射(EBSD)分析,以及力学性能的测试与分析。结果表明,当轴肩直径在8～14 mm时,2 mm厚Ti-6Al-4V钛合金搅拌摩擦焊接头焊核区晶粒先细化后粗化、接头抗拉强度和接头系数先提高后下降;当轴肩直径为12 mm时,焊核区晶粒最细小,平均晶粒尺寸～7μm,接头抗拉强度和接头系数最高,分别为929 MPa、91%。     

回复态Al-1.5%Mg单相合金大变形组织与强化机制

通过X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射分析(EBSD)分析技术表征大应变后材料内部微观结构,并结合拉伸实验通过公式定量计算出各部分强化因素对合金屈服强度的贡献,研究了锻造及退火态铝镁单相合金(Al~(-1).5%Mg)在大变形过程中的组织演变及强化机制。结果表明:由于固溶镁元素的存在,铝镁单相合金在大变形过程能有效累积位错。等通道转角大应变加工使得平均晶粒尺寸减小(4.605μm降低至2.183μm),平均晶界角度提高(4.43°提高至6.51°),低角度晶界比例减少(0.97降低至0.89),晶体取向显著降低。后续的压缩大应变加工进一步降低平均晶粒尺寸(2.183μm降低至1.328μm),提高高角度晶界的比例(0.10提高至0.16)。大应变铝镁合金的强化主要由晶格摩擦应力、位错强化、低角度晶界强化、高角度晶界强化和固溶强化组成,其中位错强化和低角度晶界强化贡献占绝大部分。     

热变形对轴承钢G80T晶粒细化行为的影响

利用Gleeble-3800热模拟变形试验机,对高温轴承钢G80T的动态再结晶行为及相关力学性能进行了研究。通过对该钢在1 050℃下以10s-1的变形速率进行0%~70%的不同形变量的单道次压缩,研究了不同形变量下热变形钢的微观组织结构及硬度。结果表明:当形变量在20%时,无动态再结晶发生;当形变量达到40%时,热变形组织出现了部分的再结晶晶粒;随着形变量的进一步加大,再结晶晶粒数目增多,形变量达到60%后,形变组织形成了平均晶粒尺寸为2.8μm的完全再结晶组织。同时由于形变和晶粒尺寸大幅度细化,钢中的碳化物也随着形变量的增加而逐步减少。通过对压缩应力-应变曲线软化行为的分析,认为该钢的再结晶属于动态再结晶;在1 050℃进行60%的形变可以实现该钢的完全动态再结晶,将平均晶粒尺寸从原始的22μm细化到2.8μm,同时将钢的硬度从820 HV提高到895 HV。研究结果表明,动态再结晶是细化高温轴承钢G80T晶粒尺寸和提高性能的一种有效措施。     

薄带铸轧流程制备含钇3% Si取向硅钢的组织和织构研究

通过50 kg真空感应炉冶炼,用常规流程和薄带铸轧两种工艺分别在实验室制备了含稀土钇的3%Si取向硅钢。薄带铸轧浇注温度1530℃,轧制速率0.3 m/s,铸带厚度2.5 mm。常规流程为80 mm铸坯加热温度1150℃,热轧板厚度2.4 mm,终轧温度935℃。采用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)研究了钢中夹杂物成分、形貌、数量、尺寸和分布;利用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)分析了硅钢铸带、热轧板、0.3 mm冷轧板、870℃ 7 min和1100℃ 10 min再结晶退火板组织和织构。实验结果表明：与常规流程相比,薄带铸轧硅钢一次再结晶后晶粒较细小,且γ织构强度达到17,但是二次再结晶后晶粒尺寸不均匀,平均晶粒尺寸为61μm,部分Goss取向晶粒尺寸达到1 mm以上。原因为细小的含钇夹杂物数量过多,且分布不均匀,夹杂物聚集的区域晶粒长大受到明显抑制。常规流程生产的含钇硅钢二次再结晶热处理后晶粒均匀长大,平均晶粒尺寸为102μm,没有形成明显的Goss织构。     

变形对微合金钢在两相区变形时显微组织的影响

通过热处理试验和单道次压缩热模拟试验,研究了微合金钢加热到两相区变形时的组织演变规律,并分析了变形量的影响,使用OM、SEM和EBSD技术分析了试验钢的微观组织和取向分布。结果表明,试验钢加热到两相区保温后,奥氏体相变在原铁素体晶界上发生,变形时晶界上的奥氏体发生应变诱导相变,形成细小的仿晶界铁素体,变形铁素体发生动态回复或动态再结晶。随变形量和变形温度的提高,硬度下降,800℃下增加变形量,动态回复向动态再结晶发展,动态再结晶形核机制是亚晶转动生长,名义变形量为70%时得到均匀的超细晶组织,有效晶粒平均等效直径为2.7μm,大角度晶界的体积分数达到92.8%。     

超塑性变形的高温金相研究

应用高温金相显微术研究了晶粒平均直径为6.8μm的LC4铝合金在505℃超塑性变形过程中的显微组织变化.所获得的主要结果如下:(1)超塑性变形过程中存在广泛的晶界滑动和晶粒转动。(2)超塑性变形过程中原有晶粒的等轴形状及其尺寸基本上保持不变,而且变形前原来位于材料表面的晶粒,在超塑性拉伸变形后仍然位于材料表面,但部分原来的相邻晶粒会发生分离,它们之间由表面下移来的晶粒形成新的表面,导致试样表面积的增加。(3)超塑性变形的主要机制为晶界滑动所导致的三维的晶粒重排。     

塑性变形方法对奥氏体不锈钢力学性能的影响

在试验的基础上研究了经2种塑性变形(锻造、等径角挤压变形)的奥氏体不锈钢完全再结晶后的组织与性能.研究结果表明,完全再结晶退火后,经锻造、等径角挤压变形得到的晶粒尺寸与屈服强度的关系有明显的差异,塑性变形方法对Hall-Petch关系有显著的影响;等径角挤压变形试验料的晶粒尺寸满足Hall-Petch关系;超大塑性变形(ECAP)会降低奥氏体不锈钢完全再结晶后的屈服强度.     

TC17钛合金β锻造工艺对显微组织的影响

本文通过Φ100×150mm圆柱镦粗试验研究了TC17钛合金β锻造工艺对微观组织形貌的影响。结果表明：变形量和下压速率对显微组织有显著的影响。当变形速率较低时,晶界α相容易被破碎,变形量越大,被破碎越严重,越容易被球化。当变形速率较高时,β晶粒容易发生动态再结晶,变形量越大,再结晶体积分数越高。采用Image Pro Plus对球化率和再结晶体积分数进行了统计。结果表明晶界α相的球化条件对变形量和下压速率均较为苛刻,仅在变形量为80%,变形速率为0.1mm/s时发生了大量晶界α相球化。此外,相比变形量,β再结晶数量对变形速率更加敏感。     

Mg-Zn-Gd合金的微观组织和力学性能

利用等离子体发射光谱仪(ICP)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段研究了Mg-x Zn-y Gd(x=1~3,y=1~3)合金铸造态、挤压态的化学成分和微观组织演变,并测试其室温拉伸力学性能。研究结果表明:随着Gd含量的增加,铸态组织显著细化,枝状晶间距减小,其组分相Mg-Zn-Gd三元相面积分数逐渐增多,Mg Zn2相逐渐减少直至消失,第二相从晶界处呈连续网状分布转变成晶界断续和晶内均匀分布。挤压态组织得到细化,挤压过程发生了明显的动态再结晶,平均晶粒尺寸从Mg-3Zn合金的30μm降到Mg-2Zn-1Gd合金的10μm。第二相沿挤压方向趋于带状分布,部分弥散分布于晶内,成棒状或块状的Mg Zn Gd三元相,尺寸约为1~3μm。挤压态Mg-x Zn-y Gd合金的抗拉强度σ_b从Mg-3Zn的260 MPa提高到300 MPa,延伸率δ从13%提高到25%,屈服强度变化不大,σ_b和δ提高幅度分别为15.4%,92%。挤压态的显微硬度由Mg-3Zn的HV 52.1提高到Mg-3Zn-2Gd的HV 70.4,挤压态Mg-x Zn-y Gd合金室温拉伸断口呈现典型的韧性断裂特征,应力在第二相粒子处集中。     

异步轧制对Mg-Gd-Y-Zn-Zr板材组织、织构和性能的影响

以Mg-Gd-Y-Zn-Zr挤压态合金为材料，采用同步轧制（SR）和异步轧制（DSR）工艺，通过光学显微镜（OM）、电子背散射衍射（EBSD）、 X射线衍射（XRD）宏观织构检测以及室温拉伸等手段研究了两种轧制方式下板材微观组织的演变、织构组态及力学性能。结果表明：经SR和DSR轧制后，大尺寸的变形组织由于剪切破碎作用被细小的再结晶组织取代，两种轧板表层组织都比中心层组织更加细小均匀；与SR轧板相比，DSR轧板残留的变形区组织很少，动态再结晶程度更高，组织更加均匀；由EBSD分析结果可知，SR和DSR板材的再结晶机制均为连续动态再结晶；SR板材内部存在大量的低角度晶界（67.8%），仍然存在15μm以上的大晶粒，动态再结晶程度不高；DSR板材低角度晶界比例大大降低（25.8%），晶粒尺寸分布均匀，动态再结晶程度较高；SR板材呈现基底织构的特征，织构强度达到13.9; DSR板材基极向横向（TD）和轧向（RD）呈现均匀发散状态，织构强度降低到4.8；相同轧制条件下，DSR板材的抗拉强度和屈服强度分别比SR板材高30.1 MPa和38.2 MPa, DSR板材的延伸率（8.7%）比SR板材...     

纯铜连续挤压全过程组织演变的实验研究

采用光学显微镜对纯铜连续挤压过程中组织的演变进行了分析。结果表明,纯铜在孔型轧制区和摩擦剪切区晶粒沿变形方向被拉长,镦粗区晶粒呈胞状结构,粘着区出现了剪切带,形成变形亚结构,直角弯曲区晶粒成纤维状,开始发生动态再结晶,扩展成形区晶粒发生完全动态再结晶,形成细小的再结晶晶粒。     

不同温度下镁合金挤压棒材组织性能研究

研究了不同挤压温度对ZK60镁合金挤压棒材组织、织构及性能的影响规律。随着挤压温度升高,挤压棒材的再结晶程度逐渐增加。当挤压温度由250℃增加到300℃时,棒材的平均晶粒尺寸dm和RSD值分别由4.21μm和1.34减小到3.83μm和1.16,晶粒均匀细小;温度进一步升高到350℃时,平均晶粒尺寸有所增加,组织均匀性大幅降低。同时随着挤压温度不断提升,棒材内部基面织构有所减弱,织构的主要组分为(0001)[1010]和(1120)[1010]织构。在晶粒细化、组织均匀性改善以及织构弱化的作用下,300℃时棒材的综合力学性能最优,伸长率为26.7%,抗拉强度为332MPa,同时拉压非对称性CYS/TYS明显减弱。     

冷轧工艺对00Cr21MoNbTi铁素体不锈钢组织、织构与成形性能的影响

利用电子背散射衍射技术(EBSD)研究了冷轧轧程和冷轧压下率对00Cr21MoNbTi铁素体不锈钢的组织、织构与成形性能的影响.结果表明:随轧程数的增加,再结晶晶粒尺寸变化不大,但材料的平均r值相应提高;相同两轧程条件下,随累计压下率增大,材料的再结晶晶粒尺寸细化,平均r值以及{111}织构组分含量提高.再结晶织构峰值...     

韧性改进的可热处理铝合金制成的厚板及其生产工艺

正美国专利US7135077本发明的目的是轧制、锻造或挤压厚度超过12mm的铝合金产品,通过固溶化进行热处理、淬火和人工时效,其微观组织的特性如下:在最终变形产品的四分之一厚度到中间厚度之间测量再结晶晶粒的体积分数小于35%,在再结晶区域之间的截获距离大于250μm,大于300μm较好,大于350μm为最佳。