退火温度对(Fe50Mn30Co10Cr10)97Al3高熵合金再结晶行为及力学性能的影响

以双相亚稳Fe50Mn30Co10Cr10高熵合金为基体，通过添加Al元素，制备了(Fe50Mn30Co10Cr10)97Al3高熵合金。对其进行轧制及退火处理，研究了退火温度对合金再结晶行为、退火孪晶演变及力学性能的影响。结果显示，随着退火温度的升高，合金组织分别发生了部分再结晶、完全再结晶和晶粒长大现象。由于高熵合金具有严重的晶格畸变效应及迟滞扩散效应，使得合金在退火后表现出较高的再结晶温度（0.59 Tm）和抗晶粒粗化温度（700 ℃）。600～700 ℃退火态合金中形成大量退火孪晶，随着退火温度的进一步升高（800～900 ℃），由于晶界/孪晶界的迁移，退火孪晶界密度显著降低。拉伸试验结果表明，700 ℃退火态合金表现出良好的综合力学性能，抗拉强度为730 MPa，均匀延伸率为50.5%。同一退火温度下，单个晶粒中退火孪晶变体的数量与其晶粒尺寸有关，尺寸较小的晶粒中易形成单孪晶变体，尺寸较大的晶粒中易形成多孪晶变体。     

溅射靶材用Cr20Ni80合金管材的微观组织与再结晶退火

对溅射靶材用Cr20Ni80合金冷轧管材的微观组织和再结晶退火工艺进行了研究。首先观察了冷轧管材轴向与径向的微观组织变化;其次利用JMatPro计算了Cr20Ni80合金的相图,并设计了再结晶退火工艺;最后对冷轧管材进行了再结晶退火试验,表征了退火后管材的微观组织、晶粒尺寸和硬度。结果表明,冷轧管材沿轴向均为拉长晶,且存在大量孪晶;管材沿径向的微观组织中晶粒尺寸因形变量的增大而减小;当再结晶退火温度为690 ℃时,冷轧管材试样已开始发生再结晶;790 ℃×30 min时,形变晶粒已完全再结晶,平均晶粒尺寸为24.1 μm,为最优再结晶退火工艺;当退火温度进一步升高、保温时间进一步延长时,再结晶晶粒逐渐长大;试样的硬度随退火温度的升高而减小。     

Zn-1.0Cu-0.2Ti合金的静态再结晶行为

采用熔铸、轧制的方法制备Zn-1.0Cu-0.2Ti合金,借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)观察合金的显微组织,测定不同退火制度后合金的硬度和再结晶晶粒尺寸,建立了Zn-1.0Cu-0.2Ti合金的再结晶晶粒长大模型,研究退火温度和退火时间对Zn-1.0Cu-0.2Ti合金再结晶行为的影响。利用硬度法测得Zn-1.0Cu-0.2Ti合金的再结晶温度在230℃左右。结果表明:随着退火温度的升高和退火时间的延长,合金再结晶晶粒均逐渐长大,但晶粒长大的速度趋于缓慢,合金中弥散分布于基体内的CuZn4和TiZn15相能够抑制再结晶晶粒的长大。     

固溶处理对选区激光熔化Inconel 718合金组织与硬度的影响

利用选区激光熔化技术制备Inconel 718合金,对其在不同温度、时间和冷却条件下进行热处理。采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪和显微硬度计研究不同热处理工艺条件下Inconel 718合金的微观组织与硬度。结果表明:当热处理温度为1 080℃时,沉积态合金中的束状亚结构消失、第二相含量减少,随着保温时间的延长,晶粒开始由非均匀柱状晶转变为再结晶晶粒,残余应力集中区和小角度晶界逐渐减少,并且形成11160°退火孪晶,硬度从292 HV降低至253 HV;当热处理温度为1 130℃时,沉积态合金中的非平衡组织全部发生再结晶,残余应力集中区基本消失,晶粒内部出现均匀的退火孪晶,硬度保持在220 HV左右;对于1 080℃/60 min热处理试样,随炉冷却方式的硬度高达431 HV,其较高的硬度主要与随炉冷却形成大量的亚结构和析出相有关。     

热轧Mg-1Zn和Mg-1Y合金退火组织演变及静态再结晶行为

对比研究了高温轧制制备的Mg-1.02Zn及Mg-0.76Y(质量分数,%)合金在不同温度退火条件下的组织演变及静态再结晶和晶粒长大动力学行为.结果表明,Mg-1Zn合金的轧制组织以剪切带和孪晶为主,在剪切带和孪晶内伴随着动态再结晶;而Mg-1Y合金的轧制组织中只有孪晶,未观察到剪切带和再结晶发生.退火过程中,Mg-1Zn合金静态再结晶过程主要受控于形核过程,而Mg-1Y合金则既受控于形核过程又受控于长大过程.利用经典的JMAK模型和长大模型分别描述了2种合金热轧制后的静态再结晶和晶粒长大动力学过程,结果表明,静态再结晶过程的Avrami因子n值与理想预测值偏离可能来自于再结晶的不均匀形核.固溶稀土Y原子比Zn原子对晶界移动的拖曳作用更强,导致Mg-1Y合金比Mg-1Zn合金晶粒长大因子n’更高.     

一种镍基粉末高温合金的静态再结晶行为

用EBSD和SEM等技术手段研究了热变形后的某种新型镍基粉末高温合金在不同温度下的静态再结晶行为。结果表明,镍基高温合金的静态再结晶开始温度在900℃以上,合金的显微硬度显著下降;而在组织中存在的γ’相和碳化物颗粒抑制再结晶晶粒的长大,在1100℃再结晶退火后合金的平均晶粒尺寸在约5μm。     

GH4169合金非均匀组织在加热过程中的演化机理

通过对第二相状态、晶界取向差及晶粒尺寸演化的分析,研究了GH4169合金不均匀组织在加热过程中的演化机理.结果表明,GH4169合金中d相的体积分数在低温下随温度的升高和时间的延长而增加;在高温时随温度的升高而降低,随时间的延长先增加后降低至恒定值.第二相的钉扎作用表现为:晶内析出的d相和g"相阻碍位错的运动,沿晶界析出的d相阻碍再结晶晶粒的形核和长大,碳化物阻碍晶粒长大.小角度晶界的体积分数随加热温度的升高和时间的延长而降低;高温下,退火孪晶的生长使得小角度晶界含量增加.GH4169合金的组织演化机理主要包括:亚晶长大、再结晶晶粒的长大和退火孪晶的长大.新的再结晶晶粒主要通过亚晶长大过程获得,亚晶长大过程主要通过小角度晶界的转动和位错的迁移完成.晶粒长大过程受到抑制时,合金通过退火孪晶的形核及长大耗散其吸收的热量.     

AuAgCu合金组织与性能研究

采用真空熔炼、轧制和固溶处理,然后冷加工75%制备Au Ag Cu35-5合金片材。研究合金固溶和时效处理对组织和力学性能的影响。结果表明:500℃固溶处理时,合金组织为纤维状回复再结晶结构。随固溶温度增加,组织发生完全再结晶并长大,形成贯穿晶粒的完整退火孪晶。炉冷和时效处理时,组织为等轴细小的球形晶粒。合金的硬度随固溶温度升高而降低,时效硬度随温度升高而增大。300℃时效时,硬度在3 h时效时达到峰值,然后随时间增加,缓慢降低。     

微量铬强化B10合金形变热处理后的组织及性能

利用真空感应熔炼-铸造工艺制备了微量铬强化的B10合金(即Cu-10Ni-0.3Cr(mass%)合金),并对铸态合金进行固溶、冷变形及退火处理,采用光学显微镜、拉伸测试和四线制测量法等研究了不同处理状态下Cu-10Ni-0.3Cr合金的显微组织、力学性能和电导率。结果表明,铸态Cu-10Ni-0.3Cr合金晶粒为等轴状,晶粒中均匀分布着黑色颗粒状析出相;再结晶退火后合金的组织均匀细小,晶粒内有明显的退火孪晶。铸态合金的导电性最好,电导率为17.15%IACS,900℃固溶2 h后合金的导电性最差,电导率为12.30%IACS。冷轧态(50%变形量)合金的强度、硬度最高,分别为340 MPa、112 HB,延塑性最差,伸长率只有8%;再结晶退火态合金综合力学性能最好;随着退火温度升高,冷轧态合金形变组织逐渐消失,且退火温度愈高,形变组织消失得愈明显,同时晶粒在退火过程中发生长大,最终导致合金强度、硬度降低,塑性增加。     

超低温轧制制备孪晶Cu-Zn-Si合金的退火行为研究

利用超低温(液氮浸泡)下多道次轧制制备纳米孪晶Cu-Zn-Si合金,分析轧制温度对Cu-Zn-Si合金力学性能和退火行为的影响。结果表明：合金在超低温轧制过程中形成大量厚度约为10 nm的超细孪晶,促进其硬度和强度提高;对超低温轧制的合金退火,更易于诱发再结晶、提高再结晶形核率;利用超低温轧制产生的纳米孪晶界和退火形成的亚微米晶粒,能使合金兼具优异的强度和塑性;经90%超低温轧制和280 ℃? h退火处理后,合金的抗拉强度达787 MPa,延伸率为14.3%。     

超低温轧制纳米孪晶Cu-Zn-Si合金的退火行为

在超低温(液氮浸泡)下经多道次轧制制备了纳米孪晶Cu-Zn-Si合金,分析了轧制温度对Cu-Zn-Si合金力学性能和退火行为的影响。结果表明:合金在超低温轧制过程中形成大量厚度约为10 nm的超细孪晶,促进其硬度和强度提高;对超低温轧制的合金退火,更易于诱发再结晶、提高再结晶形核率;利用超低温轧制产生的纳米孪晶界和退火形成的亚微米晶粒,能使合金兼具优异的强度和塑性;经90%超低温轧制和280℃/5 h退火处理后,合金的抗拉强度达787 MPa,延伸率为14.3%。     

热处理对TA16合金棒材组织和力学性能的影响

研究了不同退火温度及冷却方式对TA16合金棒材组织和性能的影响。结果表明:在600～800℃范围内,随着热处理温度的升高,TA16合金棒材中锻造形成的位错不断减少,屈强比降低;当热处理温度为800℃时,位错消失,组织等轴化,完全再结晶同时伴随晶粒长大,在水冷条件下出现一定数量的退火孪晶;孪晶可强化组织,导致塑性降低,屈强比升高;相同热处理温度下,冷速越快,获得组织晶粒越小;当热处理温度在700～750℃时,棒材的综合性能良好,可利于后续管坯制备和后续冷轧生产。     

针状Ti-55511合金热变形及后续退火过程中组织演变及其力学性能

对针状Ti-55511近β钛合金进行750℃热轧和600℃/1 h退火,研究合金在热轧及退火中组织演变及力学性能。结果表明,热轧时,针片α相将发生动态再结晶(DRX),与β相的Burgers取向关系(Burgers orientation relationship)发生破坏,进而形成细小的等轴α相,使合金强度及塑性提高。后续退火过程中,α相通过静态再结晶(SRX)进一步发生球化和长大,次生α相析出,β相发生再结晶,合金的强度提高,塑性降低。在变形初期,针片α相内产生2种孪晶变体(交叉状孪晶),随着α相球化程度增加`,α相内将产生3种孪晶变体(针织状孪晶)。在后续退火过程中,这些孪晶将逐渐缩短,进而分解消失,表现在退火样品中α晶粒内存在纳米级孪晶(孪晶缩短)与层错(孪晶分解)。     

轧制及退火处理对铸轧态AZ31镁合金组织的影响

利用金相显微镜、SEM及TEM对铸轧态AZ31镁合金在不同轧制及退火状态下的显微组织进行了研究.结果表明:铸轧态AZ31合金在420℃进行轧制变形时,合金以动态再结晶为主,且随着轧制变形量的增加.等轴再结晶晶粒尺寸逐渐变小.变形量为40%时.析出相得到破碎,晶界也变得更加清晰,此外,局部区域还出现了等轴再结晶晶粒;当变形量增大到90%时,合金以细小的等轴再结晶晶粒为主,晶粒尺寸约为10μm,且TEM观察可知合金基体内分布有较多细小的析出相,部分粗大再结晶晶粒边界附近还分布有一些由于动态再结晶而形成的细小晶粒.铸轧态AZ31合金在420℃轧制变形90%后再进行不同温度的退火,可知随温度升高再结晶晶粒长大明显,到450℃退火时,晶粒长大到20～30μm,对此退火样进行300℃温轧,基体内出现大量的孪晶和亚晶组织.     

室温多向锻压AZ31镁合金的静态再结晶行为

通过光学显微镜(OM)及电子背散射衍射分析技术(EBSD)研究室温多向锻压(MDF)下AZ31镁合金在473K下的静态再结晶(SRX)行为,对高密度孪晶组织的再结晶行为、显微组织演变、再结晶动力学及退火初期再结晶晶粒取向进行研究。结果表明:室温多向锻压AZ31镁合金的累积应变量越大,孪晶密度越高,退火过程中越容易发生再结晶。不管试样累积应变量高还是低,硬度曲线在退火过程中均分为3个阶段,且第一阶段硬度值均基本不变,但低累积应变量试样比高累积应变量试样更迟进入第二阶段,进入第三阶段低累积应变量试样硬度继续呈下降趋势而高累积应变量试样硬度基本处于稳态。高累积应变量试样能用JMAK方程很好地描述退火组织的再结晶过程,但低累积应变量试样却不能。退火初期,再结晶晶粒与母相仍然保持孪晶关系,且其基面取向与最终压缩方向垂直或平行。     

异步累积叠轧纯铜再结晶温度、时间对孪晶的影响

采用异步叠轧法辅以热处理制备超细孪晶铜材,研究了不同再结晶退火温度和时间,对退火组织和其中退火孪晶的影响。结果表明:当退火温度在185℃时,随着退火时间的延长,发生再结晶的区域增多,退火孪晶也相应增多,但是再结晶不完全;当退火温度在190℃时,在20～25min退火时间内形成了均匀细小的退火孪晶,退火孪晶大小在2μm左右;当退火温度达到220℃时,退火孪晶的尺寸明显长大,且数量有所减少,达不到所需的超细孪晶铜的要求。     

退火温度对高硅钢组织与硬度的影响

研究了退火温度对两种高硅钢材料的显微组织和显微硬度的影响。结果表明,合金元素Cr的加入可以细化高硅钢的晶粒,保证材料的硬度和韧性;在退火过程中,材料的晶粒随温度的升高而增大,在1000℃左右发生再结晶而形成等轴细晶;随退火温度升高,材料的显微硬度先增大后变小,在高温下晶粒长大对硬度的影响大于有序相转变的影响,可保证材料高温退火后的延展性。     

退火温度对高纯Al-1wt% Si合金组织及性能的影响

用光学显微镜、扫描电镜观察,硬度、电导率的测试,观察高纯Al-1wt%Si合金中共晶相分布随再结晶退火温度的变化,研究其对材料组织、硬度及电导率的影响.结果表明,合金开始再结晶温度为300℃,晶粒开始长大温度为450℃;合金硬度值随共晶Si相固溶量的增大而升高,电导率随其固溶量的增大而降低;共晶Si相在a-Al基体中固溶时,退火温度高于450℃扩散系数增大、510℃达到固溶极限.     

热处理对高压扭转FeNi_2CoMo_(0.2)V_(0.5)高熵合金微观组织演变及力学性能的影响

利用高压扭转工艺(HPT)对铸态FeNi_2CoMo_(0.2)V_(0.5)高熵合金进行剧烈塑性变形处理,随后对其分别在400、600、700及800℃进行1 h的等温退火热处理,测试各样品的硬度变化情况,进一步利用扫描电镜和透射电子显微镜观察其组织演变。结果发现:FeNi_2CoMo_(0.2)V_(0.5)高熵合金经过HPT变形(5 GPa,6圈)后,没有发生相变,仍然是单一相的FCC结构,并获得平均晶粒尺寸约为50 nm的纳米晶组织;根据其硬度随退火温度的变化规律,可知其再结晶温度为600℃;通过晶粒微观组织分析可知,低于600℃退火时,晶粒内部主要发生回复过程,无明显长大的现象;600℃以上退火时,随退火温度的提高,晶粒剧烈长大;与其他高熵合金相比,HPT变形态FeNi_2CoMo_(0.2)V_(0.5)高熵合金表现出更高的再结晶温度,具有更好的热稳定性。     

退火处理对冷拉拔亚微米晶Cu-5wt%Cr合金组织与性能的影响

对冷拉拔的亚微米晶Cu-5wt%Cr合金丝材进行350～1000℃退火处理,用透射电镜分析了退火后合金回复与再结晶以及Cr相析出的变化,并测定合金硬度、强度、伸长率和电导率的变化.结果表明,冷拉拔的亚微米晶Cu-5wt%Cr丝材在450 ℃左右退火后析出大量Cr相颗粒,其再结晶软化温度为480～560℃.经550℃退火,得到了晶粒尺寸为200～300 nm的再结晶组织.其电导率在550℃左右退火时出现峰值.冷拉拔的亚微米晶Cu-5wt%Cr丝材在600 ℃以上退火,其组织和性能趋于稳定.经800 ℃高温退火,Cu基体晶粒长大到500～600 nm,仍保持在亚微米级.Cr相颗粒有阻碍Cu基体晶粒长大的作用,从而使亚微米晶Cu-5wt%Cr的组织和性能比较稳定.