LC_4合金的显微组织与屈服应力

以SIMA法制备的非枝晶LC4合金为例,进行了大量的压缩试验,测出了变形速率、变形温度及保温时间不同时的屈服应力。结果表明:当应变速率相同时,在固态区,屈服应力随着变形温度的增加稍有减小;而在半固态区,屈服应力随着变形温度的提高明显减少,且在共晶点附近急剧下降。屈服应力随着保温时间的增加略有减小,这主要是由于随着保温时间的增加,晶粒的尺寸、球形化程度、固相晶粒间的结合程度及晶粒内俘获的液体不同所致;当变形温度及保温时间相同时,随着应变速率的升高,屈服应力明显增加。此外,分析了不同变形温度及保温时间的显微结构进化规律,阐明了屈服应力与显微结构之间的内在联系。     

半固态Al-4Cu-Mg合金的变形行为及组织演化

以热模拟压缩实验为基础,研究了变形工艺参数(包括变形温度、应变速率和变形程度)对半固态Al-4Cu-Mg合金变形力学行为和微观组织的影响.研究结果表明:半固态Al-4Cu-Mg合金的流变应力峰值对变形温度和应变速率的变化比较敏感;变形温度和应变速率对稳态流动应力影响较小.应变速率对流变应力峰值的影响与变形温度有关.变形工艺参数对微观组织的影响为:随着变形温度的升高和应变速率的减小,α相晶粒平均尺寸增大,半固态Al-4Cu-Mg合金变形后的组织仍保持近球状组织,这与变形过程中固态α相的流动方式有关.     

温度对2519A铝合金高应变速率下动态屈服应力及显微组织的影响

采用分离式霍布金森(SHPB)压杆装置进行2519A-T87铝合金动态压缩试验,获得温度T为293、423、573、723 K,名义应变速率为(1250±100)、(2400±100)、(5600±220)、(7050±100) s-1条件下2519A铝合金动态屈服应力σs-T关系曲线,并利用TEM对293和723 K 2个温度条件下压缩试样中析出相演变进行显微组织观察.分析研究了不同条件下T对试样σs和微观组织的影响规律.结果表明:在573 K, 5610 s-1下2519A铝合金经受高应变速率冲击后组织中出现明显的绝热剪切带组织.由于2519A铝合金材料具有动态应变时效特性,导致Portevin-Le Chatelier效应产生.当加载T一定时, 越高,冲击后材料内部位错密度越高,致使σs越高;当加载一定时,加载T越高,材料软化效应越明显,σs下降越显著.高条件下,材料的显微组织产生显著变化,θ'析出相增厚效应严重,在723 K下为5380 s-1冲击时,θ'析出相部分会转变为长方体状相;当达到6950 s-1时,θ'析出相完全转变为不共格相.     

AC4CH(ZL101)合金半固态压缩变形试验

通过AC4CH合金半固态压缩试验研究,揭示AC4CH合金压缩变形特性及半固态组织演变行为.为确保压缩过程试件温度的恒定,试件在电阻炉中进行压缩变形.通过设定的温度传感器和控制装置控制二次加热的加热路径和保温温度.结果表明,变形速率对半固态合金流动应力的影响呈幂指数关系,变形速率还影响压缩试件的破裂行为.     

2099合金的热变形行为及组织演化

采用热压缩试验、方差分析和TEM技术研究变形条件对2099合金流变行为的影响规律和组织演化特征。结果表明:随着应变的增加,2099合金流变应力经历了过渡变形和稳态变形两个阶段。在显著性水平为0.01条件下,变形温度和应变速率对2099合金流变应力的影响高度显著,表明该合金为正的应变速率和负的变形温度敏感性材料。且随着应变的增加、变形温度的升高和应变速率的降低,合金组织依次经历了无规则的位错缠结→多边形化→晶界弓出形核+亚晶合并→再结晶晶粒长大过程。当变形温度为460℃、应变速率为0.01 s-1、应变量为1.1时,合金可获得细小的再结晶组织。     

温度和应变速率半固态Alsi7Mg合金变形性的影响

采用G1eeble-1500热模拟试验机研究了温度和应变速率对半固态AISi7Mg合金变形性的影响。从中得知，半固态合金的压缩流动应力不仅是变形温度的函数，而且是应变速率的函数，变形温度和应变速率决定了半固态压缩变形的特征。     

保温条件下过共晶Al-Si合金半固态浆料的组织演变

研究了保温时间和保温温度对电磁搅拌ZL117合金半固态浆料稳定性的影响.试验结果表明：半固态浆料中初生Si的颗粒直径随着保温时间的延长而逐渐增大,但在前15 min内增长速度比较缓慢,15 min后增长较快;随着保温温度的升高而缓慢增大;初生Si的形状系数随着保温时间的延长而变得越来越大,但也在前15 min内变化较为缓慢,15 min后变大速度突然加快;初生Si的形状系数在620 ℃下保温时最小,在610～620 ℃之间随着保温温度的升高而缓慢变小;在620～650 ℃之间随着保温温度的升高而逐渐增加.     

微量元素对半固态Cu-Ni-Si合金触变性能影响的研究

采用Gleeble1500热模拟机对半固态Cu-Ni-Si合金的触变性能进行了研究，同时分析了不同微量元素、不同变形速率对该合金触变性能的影响。研究表明：添加0．05％Ce元素对该合金触变性能的改善作用较好，微量B元素则对合金的触变性能有阻碍作用。最后试验得出该合金半固态触变变形的最佳工艺参数为：添加0．05％Ce元素，保温温度1048℃，保温时间15s，变形速率为2s^-1。     

Localized shear deformation during shear band propagation in titanium considering interactions among microstructures

Closed-form analytical solutions of plastic shear strain and relative plastic shear displacement during shear band propagation are proposed under dynamic loadings based on gradient-dependent plasticity considering the effect of microstructures due to heterogeneous texture of Ti. According to the differences in shear stress levels, Ti specimen is divided into three regions: residual region, strain-softening region and elastic region. Well-developed shear band is formed in the residual region and the relative plastic shear displacement no longer increases. In the normal and tangential directions, the plastic strain and the displacement are nonuniform in the strain-softening region.At the tip of shear band, the shear stress acting on the band is increased to shear strength from the elastic state and the shear localization just occurs. Prior to the tip, Ti remains elastic. At higher strain rates, the extent of plastic strain concentration is greater than that under static loading. Higher strain rate increases the relative plastic shear displacement. The present analytical solution for evolution or propagation of shear localization under nonuniform shear stress can better reproduce the observed localized characteristics for many kinds of ductile metals.     

保温时间对Ti2AlNb基合金高温拉伸强度的影响

高温拉伸试验标准仅规定保温时间下限,对保温时间上限没有提及.以Ti2AlNb基合金650℃高温拉伸试验为例,证明保温时间对拉伸强度结果有影响,提出对于这种高温拉伸试验过程出现保温时间效应的特殊材料,标准应明确规定各应变速率下的保温时间范围,保证不同检验部门试验结果的一致性和可对比性.     

等温处理对挤压态AZ80A镁合金半固态组织的影响

采用应变诱发熔化激活法(SIMA)工艺制备了AZ80A镁合金半固态坯料,研究了保温温度和保温时间对半固态组织的影响。结果表明:随着保温温度的升高和保温时间的增加,AZ80A镁合金的平均晶粒尺寸与液相率都呈上升趋势,形状因子呈先增大后减小的趋势。半固态组织由α-Mg晶粒、Al、Zn元素富集形成的晶界处液相和晶内“小液池”组成,其组织演变分为初始晶粒合并长大,晶粒球化、彼此分离,最终合并粗化3个阶段。采用该种方法制备AZ80A镁合金半固态坯料时合适的保温温度为550 ℃、保温时间为45 min,此时半固态组织的平均晶粒尺寸、形状因子和液相率分别为89 μm、0.795和26.7%。     

半固态铝硅合金的压缩变形行为与组织变化

研究了控制熔体结晶法制备的半固态ZL101合金的压缩变形行为以及显微组织的变化.结果表明:在液固相区二次加热并保温足够时间后,该合金的球状固相仍保持半固态加工要求的适当尺寸,575℃和582℃压缩变形时,半固态浆料具有稳定触变流动变形特征,即应力随应变增大而缓慢下降,其应力水平较接近固相线的高温(550℃)塑性变形应力低得多;枝晶组织和高变形速率提高半固态合金的变形应力,并使应力随应变增大而单调提高;大变形后,圆柱试样中心和边缘区域存在球状初生α相变形程度的不同.半固态变形中,变形机理从以阻尼液相流动为主变为以固相颗粒塑性变形为主.     

铝铁合金半固态变形的组织演变

对电磁搅拌的铝铁合金在半固态温度条件下用INSTRON-5500R实验机进行单向压缩实验,实验结果表明,铝铁合金在半固态温度变形时,随着变形温度的升高,真应力峰值降低;随着应变速率增加,真应力峰值也增加,随后会发生应变-软化现象。应变速率愈小,软化过程愈长,应力下降愈缓慢。变形试样中心和边缘区域的变形情况不同,中心区域固相颗粒的变形程度大于边缘区域。在不同的变形量、变形温度和变形速率下,其内部固-液两相的流动方式和变形机理不同。固相主要集中在试样的心部发生塑性变形,而液相则流向边部,其组织形貌与变形温度、变形量和变形速率都有直接的关系。     

7075铝合金热变形连接接头的组织与性能

应用Gleeble-3500热模拟机对7075铝合金进行了热变形连接试验,利用金相显微镜和扫描电镜对不同温度和保温时间的接头界面组织进行了观察和分析,并对接头进行了拉伸性能测试。结果表明:当连接温度为460 ℃,保温时间为24 h时,对界面进行EDS分析,界面处已经没有氧化物的偏聚,此时的力学性能最佳,抗拉强度达到444 MPa,屈服强度为265 MPa。     

锻态TB6钛合金热变形行为及组织演变

在THERMECMASTER-Z型热模拟试验机上,对锻态TB6钛合金在真应变为0.92、变形温度为800℃～1150℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验,分析合金在β单相区条件下的热变形特点,并观察金相组织。结果表明,应变速率对合金流动应力的影响较显著;而变形温度对合金流动应力的影响在较高应变速率时较大,在较低应变速率时较小。动态再结晶晶粒尺寸和动态再结晶体积分数,随温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小。从晶粒细化和动态再结晶组织均匀性考虑,当真应变为0.92时,变形温度选择在950℃～1050℃之间,应变速率选择在0.01s-1为宜。     

热处理制度对TC6钛合金显微组织的影响

通过热处理实验研究了加热温度(850,900,950和1 000 ℃)和保温时间(3,30,60和120 min)对TC6钛合金显微组织的影响规律.研究结果表明加热温度和保温时间对钛合金显微组织影响较大.其中,加热温度主要影响钛合金显微组织中α相的含量,即α相数量随加热温度的升高而逐渐减少;保温时间主要影响钛合金显微组织中次生α相的大小.加热温度和保温时间对组织的形态影响均较小.     

Deformation and microstructure characterization during semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy

Effects of the process parameters, including deformation temperature, punch velocity and extrusion ratio, on the deformation and microstructure characterization during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy, were investigated. The experimental results show that the load decreases with an increase of deformation temperature and/or a decrease of punch velocity. When the displacement is more than 4 mm, the load decreases significantly with an increase of the deformation temperature, which is related to the high liquid fraction. The microstructure varies with the process parameters and deformation regions. It can be found that the dynamic recovery occurs during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy at lower deformation temperature. Subsequently, the microstructure elongated gradually polygonizes with an increase of deformation temperature. So, the higher deformation temperature should be chosen during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy because the grains polygonized and high liquid fractions are beneficial to deformation.     

SIMA法处理AZ61热、冷压形变及半固态等温组织的比较研究

研究镁合金AZ61在SIMA法处理过程中压缩形变条件下,冷或热形变方式、形变率以及相应的等温热处理参数等对组织的影响规律。在同等热处理条件下,进行冷或热形变方式两套实验方案比较研究。结果表明,SI-MA法中,镁合金AZ61预变形采用热变形或冷变形均可得到细小非枝晶组织,虽演变机理不同,但在储存能趋于饱和之前,增加镁合金试样的热形变率或冷形变率,可以使热处理后非枝晶化效果和质量提高,但必须选择适当的等温热处理温度和保温时间。     

Ti14合金半固态塑性变形的热力模拟

利用Gleeble1500热/力模拟机研究了Ti14合金在应变速率为5×10-3～5 s-1,变形温度为1273～1423 K,变形量为60%条件下的半固态塑性变形行为。分析了合金流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,根据分析结果建立了Ti14合金半固态变形流变本构方程,结果表明:合金在半固态条件下存在明显的屈服现象,流变应力受温度和应变速率影响较大,稳态流变应力和峰值流变应力随温度的增加而减小,相同温度下,流变应力随应变速率的增加而增加,分析可能是由于液相含量和分布对初生α-Ti骨架的解聚作用所致。