亚微米晶Cu-5％Cr冷拉拔的组织与性能研究

通过机械合金化、热压制坯和热挤压制备了完全致密的亚微米晶Cu-5%Cr(质量分数,以下同)高强高导电材料,在此基础上研究了亚微米晶Cu-5%Cr冷拉拔所引起的组织与性能的变化。结果表明,冷拉拔使亚微米晶Cu-5%Cr中的位错密度增大,并形成了胞状组织;使晶粒尺寸约400～500nm的亚微米晶Cu-5%Cr的晶粒进一步细化为100～200nm;经过550℃退火后得到了晶粒尺寸为200～300nm的再结晶晶粒。这说明通过大塑性变形和适当的再结晶,亚微米晶Cu-5%Cr的晶粒可以被进一步细化。亚微米晶Cu-5%Cr经过冷拉拔后产生了加工硬化,且随拉拔变形量的增加,其强度和伸长率都提高,而导电率降低,其室温断裂方式为微孔聚集型断裂。这说明其塑性变形机制仍以位错滑移为主;随晶粒的进一步细化,其延性进一步提高。     

退火温度对冷变形Ti_(50)Ni_(45)Cu_5形状记忆合金马氏体相变及力学性能的影响

使用透射电镜(TEM),动态热机械分析(DMA)以及示差扫描量热法(DSC)等测试方法对固溶态25%冷变形Ti_(50)Ni_(45)Cu_5合金400℃/1 h,500℃/1 h,600℃/1 h,700℃/1 h退火态的组织结构,马氏体相变特征以及力学性能进行分析,并在实验中对比使用DSC与DMA两种测试方法用于马氏体相变测试。结果表明,随着退火温度升高,Ti50Ni45Cu5合金的强度、硬度降低,塑性升高,400℃/1 h退火态合金有最高的强度和硬度,分别为996 MPa和HV 280,700℃/1 h退火态合金有最好的延伸率27.8%。随着退火温度升高,合金的马氏体相变温度因为合金内位错密度降低,孪晶晶界减少及内应力减少,逐渐从54.5℃下降至37.7℃。400℃/1 h,500℃/1 h,700℃/1 h退火态合金均发生B19-B19'马氏体相变,而600℃/1 h退火态合金由于Ti3Ni4相的析出B2-B19'马氏体相变转变为B2-B19-B19'两步马氏体相变。两步马氏体相变的B2-B19相变部分和B19-B19'相变部分均在DMA模式测试出,而DSC模式只检测出B2-B19相变部分,DMA模式更适合于本实验测试马氏体相变。     

热处理制度对TC9钛合金棒材组织和力学性能的影响

通过采用不同的热处理制度,研究了双重退火温度对TC9钛合金棒材显微组织、室温拉伸性能、高温拉伸性能和热稳定性能的影响。研究结果表明:随着一次退火温度的升高,β相明显增多,初生α相数量急剧减少;随着二次退火温度的升高,显微组织变化不大。TC9钛合金采用960℃/1.5h,AC+530℃/6h,AC的双重退火工艺时,可得到较高的室温强度,高温强度(500℃)和热稳定性(500℃,100h)也达到良好匹配。     

高温退火对Laves相NbCr_2合金性能的影响

对机械合金化+热压制备的Laves相NbCr2合金分别在800℃、1 000℃、1 200℃下进行了30h、50h、100h的真空高温退火试验,研究了高温退火对其性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,NbCr2合金的相对密度逐渐增高;随着退火时间的延长,NbCr2合金的相对密度出现先升后平稳的变化趋势,1 200℃退火100h后,合金的相对密度由退火前的95.75%升高至97.4%;随着退火温度的升高,时间的延长,NbCr2合金的维氏硬度、断裂韧度呈下降的变化趋势,经800℃、1 000℃、1 200℃退火100h后,合金的维氏硬度分别从退火前的8.36GPa下降为7.10GPa、7.03GPa、6.68GPa,断裂韧度则下降为4.10MPa·m1/2、3.73 MPa·m1/2、3.11MPa·m1/2。由于典型的拓扑密排结构,导致NbCr2合金脆性较大,室温压缩试验无明显塑性变形出现;抗压强度随着退火温度的升高、时间的延长明显下降,经800℃、1 000℃、1 200℃退火100h后,合金的抗压强度分别从退火前的1 826MPa下降为1 150 MPa、1 136 MPa、717MPa。     

Fe-38Ni-Mo-V-C低膨胀合金碳化物析出规律的研究

采用磁性能和膨胀性能测试的物理方法,研究了Fe-38Ni-Mo-V-C系合金的碳化物形成规律.研究结果表明,合金的碳化物起始析出温度为420～450℃,500～550℃析出量达到峰值.金相显微组织分析表明,物理方法研究Fe-38Ni-Mo-V-C系碳化物形成规律得出的试验结论具有较高的可靠性.     

退火工艺对Cu-8Sn-0.3P合金带材组织性能的影响

以Cu-8Sn-0.3P合金(Sn质量分数为8.5%)为研究对象,研究了均匀化退火工艺、中间退火工艺和低温退火工艺对该合金组织性能的影响。研究结果表明,Cu-8Sn-0.3P合金适合的均匀化退火温度范围为600～680℃(6～8 h),中间退火温度应控制在500～550℃(2 h),合金经低温退火,带材的延伸率可达10%以上。     

薄带连铸Fe-36Ni合金组织织构演变与性能研究

以Fe-36Ni合金为研究对象,将短流程薄带连铸技术引入其生产过程.利用OM、显微硬度仪和XRD等检测手段研究了薄带连铸Fe-36Ni合金全流程组织演变情况,并探讨了不同热处理工艺下Fe-36Ni合金薄带的力学性能和磁性能.结果表明,薄带连铸Fe-36Ni合金的凝固组织较常规流程的凝固组织明显细化.冷轧板在750℃退火后再结晶趋于完全.在800℃退火后晶粒分布较为均匀,晶粒尺寸～30μm,该退火温度下,合金的力学性能最优,抗拉强度达到438 MPa,延伸率达到30.8%,综合力学性能满足使用要求.冷轧板退火后,再结晶晶粒取向主要集中在100//ND方向,表现为强λ织构,从而使其具备较低的高频铁芯损耗和较高的磁感应强度.磁性能在900℃退火后达到最好,磁感应强度B_(50)达到1.282 T,铁芯损耗P_(15/50)低至2.04 W/kg,满足工业产品的要求.该研究为Fe-36Ni合金的短流程制备提供了一定的参考.     

不同温度下Ti6321合金的拉伸行为及塑性变形机制

为了研究Ti6321合金在不同温度下的服役性能及其塑性变形机制，在–196～400℃下对其进行拉伸性能测试并对断口形貌和显微组织进行分析。结果表明，随着温度的升高屈服强度和抗拉强度逐渐降低，屈强差和断面收缩率逐渐增大；延伸率在–100℃降至16.0%，之后随着温度的升高而升高。不同温度下Ti6321合金的塑性变形机制有所不同。25℃下Ti6321合金塑性变形机制主要为柱面滑移。–196℃下Ti6321合金的位错滑移受到抑制，此时等轴α相滑移类型为柱面滑移、一级锥面和滑移，片层α相滑移类型为基面滑移和二级锥面滑移；但{1012}和{1122}孪晶开动使塑性得到恢复，变形机制为滑移、孪生共存，以滑移为主。200℃和400℃下Ti6321合金位错交互作用强烈，可发现位错网等位错组态特征，同时有少量{1012}孪晶开动，变形机制主要为位错滑移。等轴α相与片层α相中的滑移类型相同，为柱面滑移和二级锥面滑移。     

2Cr12Ni2Mo2WV钢回火后的力学性能

测定了2Cr12Ni2Mo2WV钢经不同温度回火1一100h后的力学性能。激活能的计算表明:400℃以下回火过程受碳原子扩散的制约;400℃以上回火过程受铬原子扩散的制约。 450～550℃回火,冲击韧性下降,转变温度升高,该回火脆性主要取决于M_7C_3沉淀。通常认为12％Cr钢应避免在450～550℃回火,推荐的两种回火温度范围各为200～400℃和600～700℃。本文结果表明,500℃长时间回火可以得到较高强度和冲击韧性。     

氧和氢对硅单晶电子辐照缺陷的影响

在超高压电镜中,用100万伏加速电压于室温～773K 之间对硅单晶进行电子辐照。实验发现,在含氧硅单晶中比含氢硅单晶中更易产生辐照缺陷。在含氧硅单晶中辐照缺陷密度较大,而且形成缺陷所需的孕育时间也较短。棒状缺陷、层错和位错环均沿〈110〉方向。棒状缺陷和层错有〈116〉型的位移矢量,层错在(113)面上。非层错化过程产生具有柏氏矢最为 a/2〈110〉型的间隙型位错环.     

退火温度对3.0 %Si冷轧无取向硅钢组织及性能的影响

为探索退火温度对薄规格3.0 %Si无取向硅钢组织及电磁性能的影响,借助多气氛连续式退火炉模拟不同退火温度对冷轧0.25 mm厚度3.0 %Si无取向硅钢电磁性能、组织以及织构的影响。结果表明：退火温度从850 ℃提高到975 ℃,铁损P1.5/50与P1.0/400均逐渐降低;退火温度超过950 ℃时,铁损P1.5/50基本稳定在1.47 W/kg左右,退火温度超过975 ℃时,铁损P1.0/400逐渐增加;随着退火温度的增加,{111}〈121〉、{111}〈110〉等难磁化织构强度增加速度高于{001}面织构,磁感B50降低。综合退火温度对磁感和铁损的影响,温度为975 ℃时可以获得较好的电磁性能,临界晶粒尺寸为125 μm,工业化生产中最佳退火温度在950~975 ℃之间。     

Dislocation sources in silicon

Oxidation induced stacking faults have been observed to function as dislocation generating sources in silicon single crystals when the crystals are annealed at high temperatures. The presence of diffused boron in the silicon results in a large increase in the size of the dislocation colonies generated from the faults. The dislocations generated form three dimensional star shaped colonies with the colonies being decorated by a second phase in the form of fine precipitates or dislocation loops. Depending upon the initial oxidation temperature and the postoxidation annealing treatments both partial and whole dislocations are generated in the samples containing diffused boron. The partial dislocations are 1/3 «111» Frank dislocations and the whole dislocations have Burgers vectors 1/2 «110» and «100». The dislocation loops generated are interstitial and the stacking faults extrinsic in nature. A model is proposed to account for the growth of the colonies. The initial nucleation of the stacking fault is suggested to occur by the formation of an oxide of silicon. Diffusion of boron is postulated to result in a preferential accumulation of boron in the fault with the subsequent growth of the fault occurring when annealing forces in-diffusion of the boron concentrated in the faults.     

退火温度和时间对含磷高强IF钢组织性能的影响

以超低碳含磷高强IF钢为研究对象,在实验室条件下进行了冷轧及模拟退火试验。结果表明,随退火温度的升高及退火时间的延长,试验钢再结晶越完全,晶粒形状更趋近等轴晶;试验钢退火后具有较强的{111}110和{111}112织构;采用700~720℃退火4 h可使试验钢各项力学性能指标满足标准要求。     

轧制-退火工艺制备超细晶D6 A钢的微观组织与织构

对D6 A钢热轧板进行了两相区轧制及退火处理,获得超细晶 D6 A 合金钢样品,微观结构特征为纳米尺寸的球粒状渗碳体弥散分布于亚微米尺寸的铁素体组织中.实验结果表明：随着退火温度由550℃升高至650℃,铁素体晶粒被拉长现象逐渐减弱直至消失,晶粒尺寸呈现先减小后增大的趋势,在550℃时达到最小尺寸400 nm;同时渗碳体尺寸逐渐由70增加至140 nm,其质量分数分数由9.6％降低至3.6％;随着退火温度升高,实验钢沿α和γ取向线分布的{112}＜110＞、{111}＜112＞和{001}＜110＞织构强度逐渐减弱,600℃退火后消失,{110}＜001＞与{112}＜111＞织构逐渐增强,硬度随退火温度升高由472 HV逐渐减小至423 HV.细晶强化、纳米尺寸渗碳体的析出强化,以及织构强化的共同作用是超细晶D6 A钢的主要强化机制.     

Dislocation production in alpha Fe-C alloys by rapid heating

It is demonstrated that metastable carbide particles in α-Fe act as sources of dislocations when heated rapidly to a temperature where the particles are unstable. The type and arrangement of such dislocations are dependent on the rate of heating. At moderate heating rates, the particles produce well-defined groups of equally spaced interstitial dislocation loops lying on {100} planes, with Burgers vectors ofa<100>. Cementite (Fe₃C) particles of comparable size dissolve without producing dislocations. The original metastable particle sites retain carbon in the form of small globular particles which may be graphite. At faster heating rates, the dislocation arrangement becomes more disorderly with both b =a<100> and b =a/2<111> dislocations emanating from the same particle.     

材料辐照损伤中的点缺陷团簇与一维迁移现象

材料辐照损伤是核反应堆材料、尤其是核聚变堆材料所面临的重要问题。高能粒子（中子、离子、电子）辐照在材料中会产生大量的点缺陷,即自间隙原子和空位。这些点缺陷聚集在一起会形成自间隙原子团簇和空位团簇,从而对材料结构和性能的演化产生重要影响。空位团簇包括有空洞、层错四面体、空位型位错环,而自间隙原子团簇则只有自间隙型位错环。本文介绍了两种点缺陷团簇的性质、及其对于以材料辐照肿胀为主要内容的材料辐照损伤性能的影响。作为空位团簇,比较详细介绍了具有本课题组特色的空位型位错环的研究,同时分析了合金元素和氢同位素对空位型位错环的影响。在铁试样中形成的这种空位型位错环尺寸可达100 nm左右,该空位型位错环具有两种柏氏矢量, b =<100> 和 b =1/2<111>,前者的数密度比后者高一个数量级。对于自间隙原子团簇,则重点介绍了与其相关的一维迁移现象及其研究动态,该一维迁移性能有可能是影响高熵合金辐照性能的重要因素。      

温轧工艺对Fe-6.5％Si薄板织构的影响

高硅钢具有优异的软磁性能,是中高频电机铁心的理想材料。采用双辊连铸-热轧-温轧-退火工艺,制备了厚度为 0.30 mm的6.5 %Si薄板。利用X射线衍射仪和磁性测量,研究了不同温轧工艺对6.5 %Si薄板轧制及退火织构、最终磁性能的影响。结果表明,温轧温度越低,越有利于温轧板心部形成{001}〈0vw〉织构,600 ℃和500 ℃轧制的试样经退火后主要是γ织构,而400 ℃轧制的试样退火后则同时含有γ织构及强度较高的η织构,其对应的磁感值高;同样的温轧温度,二次轧制的温轧板中并未形成{001}〈0vw〉织构,且试样经退火后也没有形成η织构,其磁感比一次轧制的试样低。因此,低温一次轧制,有利于试样在退火过程中形成有利的η织构而提高磁感。     

Fe-6.5%Si合金温轧后退火过程中再结晶行为

用电子背散射技术观察了700℃温轧板在退火过程中的组织及织构演变以了解其再结晶行为.结果表明,温轧织构由强的（111）〈112〉、较弱的〈110〉∥RD及Goss组成,再结晶织构与之相似.〈110〉∥RD及（111）〈112〉新晶粒首先形成于与之构成小角度晶界的形变晶粒的晶界附近,而在角隅及组织不均匀区等位置孕育出与周围晶粒构成大角度晶界的晶核,择优取向不明显.退火过程中（111）〈112〉在形变组织中累积,最终转化为（111）〈112〉再结晶晶粒.分析认为,温轧后退火是不均匀组织在低储存能驱动下的再结晶过程.（112）〈110〉及（111）〈112〉形变拉长晶粒多发生连续再结晶从而退火织构与形变态相似.在角隅区形成核心进而发生不连续再结晶,核心取向的统计性及不连续晶核的长大弱化再结晶织构,其中Goss晶粒多以此方式形成于（111）〈112〉晶粒内部.      

薄带连铸取向Fe-6.5％Si钢形变热处理过程组织演化

设计并利用双辊薄带连铸工艺制备出取向Fe- 6. 5%Si钢铸带，研究了热处理工艺对铸态、形变和初次再结晶组织、织构及析出物的影响规律。结果表明，铸带退火可以促进铸态组织中的柱状晶长大，同时增加200nm以下MnS- AlN或MnS- NbN复合析出物的面密度。随着铸带退火温度升高，冷轧组织中变形带宽度以及带内剪切带长度增加，初次再结晶织构中{111}〈112〉组分增强，{110}〈001〉晶粒所占比例增大。铸带退火有助于改善冷轧板高温退火过程中的二次再结晶行为，提升产品磁性能。     

Microstructural Analysis of Orientation-Dependent Recovery and Recrystallization in a Modified 9Cr-1Mo Steel Deformed by Compression at a High Strain Rate

The evolution of the microstructure and texture during annealing of a modified ferritic/martensitic 9Cr-1Mo steel compressed by dynamic plastic deformation (DPD) to a strain of 2.3 has been investigated using transmission electron microscopy and electron backscatter diffraction. It is found that the duplex 〈111〉 + 〈100〉 fiber texture formed by DPD is transformed during annealing to a dominant 〈111〉 fiber texture, and that crystallites of the 〈111〉 component have an advantage during both nucleation and growth. Detailed characterization of the microstructural morphology, and estimation of the stored energies in 〈111〉- and 〈100〉-oriented regions in deformed and annealed samples, as well as investigations of the growth of recrystallizing grains, are used to analyze the annealing behavior. It is concluded that recrystallization in the given material occurs by a combination of oriented nucleation and oriented growth.