1100/7075/1100复合板热轧复合和热处理工艺

开发了一种1100/7075/1100复合板的热轧制备方法,研究了热轧复合过程中各层金属厚度的变形规律,使用扫描电镜对1100和7075结合界面进行了微观表征,研究了热处理后界面扩散情况,以及热处理工艺对中间扩散层厚度的影响。研究表明,1100层变形大于7075层,复合板包覆率随着总压下量的增加而降低;热处理能促进界面金属元素的扩散,扩散层厚度随着退火时间的增加而增大;通过合适的热处理,可以使复合板获得较好的综合力学性能。     

6061/AZ31B/6061对称复合板的组织与力学性能研究

本文在理论分析与模拟计算的基础上,通过热轧制备了6061 Al/AZ31B Mg/6061Al对称复合板,并对其组织结构和力学性能进行了研究。首先通过经典复合板理论计算得到了复合板中6061Al的最佳包覆率,再通过有限元方法模拟得到了复合板的最佳压下率。依据理论分析和仿真计算得到的铝的最佳包覆率和复合板的最佳压下率,对6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板进行组坯,并在不同轧制温度、不同压下率和不同退火时间下进行了轧制实验,最后对实验得到的复合板进行了微观组织、拉伸性能和能谱分析。结果表明,在复合板的复合界面处的镁层中发现了再结晶晶粒,且界面上形成了由Mg17Al12和Mg2Al3组成的金属间化合物;随着轧制压下率的增大,6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板的拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度显著增大;随着轧制温度的升高,复合板的拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度也增大;而随着退火时间的增加,复合板的拉伸强度降低,但界面扩散厚度增加。     

6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al对称复合板的组织与力学性能（英文）

在理论分析与模拟计算的基础上,通过热轧制备了6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al对称复合板,并对其组织结构和力学性能进行了研究。首先通过经典复合板理论计算得到了复合板中6061 Al的最佳包覆率,再通过有限元方法模拟得到了复合板的最佳压下率。依据理论分析和仿真计算得到了铝的最佳包覆率和复合板的最佳压下率,对6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al复合板进行组坯,并在不同轧制温度、不同压下率和不同退火时间下进行了轧制实验,最后对实验得到的复合板进行了拉伸性能测试、微观组织和能谱分析。结果表明,在复合板的复合界面处的镁层中发现了再结晶晶粒,且界面上形成了由Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Al_3组成的金属间化合物;随着轧制压下率的增大,6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板的抗拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度显著增大;随着轧制温度的升高,复合板的抗拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度也增大;而随着退火时间的增加,复合板的抗拉伸强度降低,但界面扩散厚度增加。     

Al/Cu多层复合板的组织演化及其对力学性能的影响(英文)

研究异步冷轧退火工艺制备的Al/Cu多层复合材料的组织演化及其对力学性能的影响。采用SEM和TEM分析界面组织,用界面剥离实验和拉伸实验测试复合板的力学性能。结果表明:异步冷轧复合工艺可以获得界面紧密连接的超细晶多层复合材料。退火促进Al和Cu连接界面上金属原子的扩散,甚至导致金属间化合物的生成。复合板的连接界面在300°C退火时发生固溶强化现象,界面的连接强度达到最大,但是在更高温度退火时界面生成的金属间化合物导致连接性能急剧下降。在300°C退火时,复合板组织发生再结晶并获得较高的抗拉强度;而在350°C退火时,界面存在亚微米厚度的过渡层,有利于位错滑移运动,因此复合板获得较高的伸长率。     

基于铁素体轧制工艺低碳铝镇静钢板r值降低原因分析

某钢厂试开发基于铁素体轧制工艺的SPCC板,经热轧-冷轧-罩式退火工序后对样品进行性能检测,发现与传统奥氏体轧制工艺相比,该工艺路径下的产品各项力学性能指标均有不同程度下降,且r值有明显降低。对两种工艺路径的热轧板和冷轧退火成品板进行了组织和织构的对比分析,且提出了改进措施。结果表明:铁素体轧制工艺中热轧精轧温度过高,形成两相区轧制,得到粗大F+纤维状F的不均匀室温组织,从而导致冷轧退火板中存在较高强度{001}<110>织构组分,是导致最终产品r值降低的主要原因。     

热轧法对钢/铝板界面组织及力学性能影响的研究

采用热轧法对钢/铝复合板的制备进行了试验,研究了轧制参数及退火工艺对钢/铝板界面组织及力学性能的影响。结果表明,经过不同道次轧制的复合板,高温退火后界面上都会形成脆性的Fe-Al化合物,低温退火后界面上无中间化合物。在一道次轧后低温退火时,没有中间化合物,但板材的结合强度较差,弯折次数不到20次,伸长率不到13%;经过两道次轧制的复合板低温退火后,界面结合良好,弯折次数达59次未产生开裂,最大伸长率近20%。最佳轧制工艺为:第一道次350℃加热保温30 min,以30%压下量轧制。第二道次在600℃加热保温10 min,以80%压下量轧制,轧后在300℃退火4 h。     

退火对冷轧铝钢复合板组织和性能的影响

采用“冷轧复合+平整+退火”法复合轧制4A60铝合金/08Al钢。利用金相、扫描等方式观察微观组织变化,由显微硬度、拉伸试验和杯突试验测定复合板力学性能。结果表明,轧制复合后08Al钢层组织沿轧制方向呈纤维状分布,在520 ℃保温24 h条件下退火,08Al钢层发生完全再结晶,未产生Fe₂Al₅二元脆性相,复合板强度降低、塑性增加,硬度减小,力学性能达到使用要求,确定520 ℃保温24 h为该轧制制度条件下的最佳退火工艺制度。     

AZ31B/6061爆炸焊复合板平面应变压缩及轧制变形行为

采用爆炸+轧制工艺可以制备出较薄且表面质量较高的AZ31B/6061复合板,但AZ31B/6061爆炸焊复合板的轧制较难成功。本试验以平面应变热压缩对复合板的热轧进行物理模拟,通过轧前预热、AZ31B镁合金和6061铝合金的热压缩、复合板的平面应变压缩试验研究,选择出了合适的参数,成功地对复合板进行了轧制。结果表明,400℃5 min条件下压缩后的复合板在各压缩率下整体上包覆和"鼓肚"程度均比较小; AZ31B/6061爆炸焊复合板在400℃热轧温度下可以轧制成功,但不同压下率下轧制的复合板出现了不同程度的翘曲,且翘曲程度随着压下率的增加先减小后增大,30%压下率的复合板翘曲程度最小,平直度较高,无边裂,轧件质量良好。这种探究轧制参数的方法对于其他异种材料复合板也具有一定的参考价值。     

退火温度对异步轧制铜/铝复合板界面组织及力学性能的影响

研究退火温度对异步轧制法制备的铜/铝复合板界面组织及力学性能的影响,采用SEM观察界面组织形貌,结合EDX、XRD分析界面物相成分,采用显微硬度和室温拉伸实验表征复合板的力学性能。结果表明,异步轧制法制备的铜/铝复合板界面形变储能较高,退火温度为400℃时界面扩散明显;随着退火温度的升高,复合界面先后生成金属间化合物CuAl2、Cu9Al4、CuAl相,界面撕裂位置位于金属间化合物之间;界面层的显微硬度比基体的高,这是因为受到硬脆性化合物和高温软化的共同影响;退火温度越高,复合板抗拉强度越低,断裂伸长率越大。研究表明,异步轧制法制备的铜/铝复合板最佳退火温度为400℃。     

Al-Mg-Ti轧制复合板界面结合机理及力学性能

采用加热轧制复合的方法制备了6061/AZ31/Ti-6Al-4V/AZ31/6061复合板,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射分析(XRD)和拉伸试验机等分析技术对复合板两种界面的结合机理、力学性能及断裂特征进行了分析.试验结果表明:当轧制压下量大于或等于40％时,由于变形的深入,Ti-6Al-4V层会出现颈缩或断裂;当轧制温度为420℃时,6061/AZ31界面会出现金属间化合物Al3Mg2,且有这种金属间化合物生成的区域,界面拉剪试验过程中会发生断裂,界面的力学性能降低;当轧制温度为380℃、压下量为30％时,Al-Mg-Ti轧制复合板界面结合强度综合性能最优,Al-Mg和Mg-Ti两种界面的失效基本发生在界面原子相互扩散的区域,且不同温度下轧制得到的复合板在拉剪过程中均表现为脆性断裂.     

Zr-Sn-Nb-Fe锆合金板材轧制及热处理过程中的晶粒组织演变

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析研究了Zr-Sn-Nb-Fe锆合金板材在热轧及退火→中间冷轧及退火→成品轧制及退火的全工艺流程中晶粒组织的演变规律。结果表明,热轧后合金组织沿轧制方向呈带状分布,晶粒粗大并破碎变形;中间冷轧和成品轧制后合金为沿轧制方向带状分布的细小形变组织,合金组织明显细化;中间退火和成品退火后合金中晶粒再结晶程度较热轧退火时明显提高,晶粒取向差逐渐向正态分布变化,晶粒组织也逐渐均匀化和细化,最终获得细小、均匀分布的完全再结晶晶粒组织,晶粒度12级。     

高强度TRIP钢热轧组织的遗传性

研究了不同热轧工艺对TRIP钢热轧组织与力学性能的影响,以及热轧组织与力学性能对退火后组织与力学性能的遗传性。结果表明:卷取温度对热轧组织与力学性能的影响最大,不同的卷取温度得到了两种不同的热轧组织,①铁素体+珠光体+贝氏体组织,②铁素体+贝氏体+奥氏体组织;第一种热轧组织经过冷轧和退火后晶粒大大的细化,力学性能得到了很大提升,奥氏体含量和含碳量都大幅提升,无组织遗传性。第二种热轧组织退火后组织类型不变,晶粒度变化不大,奥氏体含量和含碳量小幅上升,表现为很强的组织遗传性与力学性能遗传性。     

铜铝复合板界面组织和性能研究

对固-液法制备的铜铝复合板进行不同工艺的轧制并进行300℃×4h退火处理,测定了复合板的抗拉强度、伸长率、界面剥离强度及电导率,利用金相显微镜和扫描电镜等分析了结合界面的组织形貌,研究了轧制及退火工艺对结合界面扩散层组织和复合板性能的影响。结果表明,轧制后形成的CuAl2相降低了复合板的剥离强度和电导率,退火处理可促进结合界面原子互扩散形成Cu9Al4,改善复合板的性能,同时电导率也得以提高。     

热压退火处理对AZ31/L2热轧复合板结合强度的影响

采用热轧工艺一道次制备出AZ31镁合金/L2纯铝复合板材,并研究了退火工艺对复合板结合强度的影响。结果表明,在50 %压下率和425 ℃轧制条件下,AZ31和L2板材经单道次热轧变形后完全复合,复合板外观完整、无宏观裂纹,结合面剪切强度为29 MPa。退火温度≥300 ℃时,AZ31/L2复合板界面处生成硬脆的中间相,导致结合强度严重下降。经250 ℃×15 MPa的热压退火处理后,复合板结合强度达到37 MPa,剥离面内密布大量条带状撕裂棱,热压退火工艺可以提高复合板的结合强度。     

高强度冷轧TRIP钢的工艺改进及组织性能

采用轧制结合Gleeble-3500热模拟试验机模拟连续退火,研究了以低温卷取和中间退火为主要特征的改进工艺对冷轧TRIP钢组织和力学性能的影响。结果表明,低温卷取有利组织细化,中间退火工艺在降低冷轧抗力的同时有利提高钢在最终退火后的残留奥氏体量。等温淬火温度不同时,贝氏体形态与残余奥氏体量均不同,在400～420℃时可获得较高体积分数的残余奥氏体。改进工艺配合适当热处理工艺参数（420℃×5 min）条件下,实验冷轧TRIP钢的抗拉强度达到1030 MPa,总伸长率保持20%,综合性能优良。     

轧制变形对高熵合金微观组织和力学性能的影响

对(FeNi)₆₇Cr₁₅Mn₁₀Al₅Ti₃高熵合金进行退火、冷轧和热轧+冷轧等工艺处理,采用X射线衍射仪、扫描电镜和万能试验机分别对合金进行物相组成、组织形貌以及力学性能测试和表征。结果表明,铸态和退火态的非等主元(FeNi)₆₇Cr₁₅Mn₁₀Al₅Ti₃高熵合金更易形成单相固溶体;在中等变形的热轧+冷轧工艺下,合金形成FCC+BCC的双相固溶体,其屈服强度可提高到460.0 MPa;在中等变形的冷轧工艺下,合金会形成细小的金属间化合物,从而具有细小金属间化合物强化机制,使屈服强度显著提升并达到722.0 MPa,同时,合金仍具有约25.7%的均匀伸长率,综合力学性能最佳。     

轧制和退火对Cu-Mg-Te-Y合金组织和性能的影响(英文)

研究Cu-Mg-Te-Y合金在铸态、热轧态、冷轧态的组织和元素分布;讨论不同退火温度对Cu-Mg-Te-Y合金组织的改变;分析轧制和退火温度对Cu-Mg-Te-Y合金性能的影响。结果表明,不同的轧制工艺获得的合金组织与铸态合金组织相比差别明显,轧制后合金中Mg元素分布比铸态合金的更加均匀,Cu-Mg-Te-Y合金热轧后Cu2Te相被挤碎,尺寸变小,分布更加弥散,继续冷轧后Cu2Te相则被拉长、压扁,呈细条状。冷轧后的Cu-Mg-Te-Y合金在390°C以下退火1 h,组织变化不明显,在550°C退火1 h后,冷变形产生的纤维状组织发生完全回复再结晶,加工硬化效果消失,抗拉强度大幅度下降,导电率上升。退火温度在360~390°C范围内,Cu-Mg-Te-Y合金可以获得较好的力学性能。     

热加工工艺对钛-钢复合板界面力学性能和显微组织的影响

研究了热加工工艺对钛-钢复合板界面力学性能和显微组织的影响。测试了在A，B，C，D4种温度下热轧复合板界面的力学性能，用金相显微镜及扫描电镜观察了界面显微组织并分析了界面的成分。结果表明，在A，B2种温度下轧制的钛-钢复合板界面机械性能良好，延伸率高，其剪切强度不但可保持坯料原有的水平，甚至还略有增加。在C，D2种温度下轧制的钛-钢复合板界面机械性能相对较低，延伸率较高，但剪切强度要比爆炸复合坯料低，尤其是D加热温度，轧制后界面剪切强度急剧下降。热轧的终轧温度也是影响钛-钢复合板界面结合性能的重要因素。在低于相转变温度的合适温区热轧，且终轧温度合适，获得的钛-钢复合板结合界面无爆炸波纹，没有污染，生产的脆性化合物极细小，组织类同于钛材完全退火的等轴组织。     

热轧工艺对超薄规格冷轧IF钢织构及成形性能的影响

为了研究铁素体轧制和奥氏体轧制两种不同热轧工艺对超薄规格冷轧IF钢组织、织构和成形性能的影响,采用金相显微镜和XRD衍射仪分别观察和检测了两种热轧工艺下热轧、冷轧、退火带钢微观组织和宏观织构,采用EBSD检测了退火带钢的表面微观织构,采用拉伸试验机分别检测了退火带钢沿轧向、45°方向和横向的力学性能。结果表明：相比奥氏体轧制工艺,铁素体轧制工艺下退火带钢γ织构更强,主要织构组元{111}<110>、{111}<112>强度差异更小,相应■值提高0.45,△r值降低0.10;铁素体轧制工艺下冷轧带钢位错、亚晶界等晶体缺陷密度更大,且形成的α织构更强,退火过程中具备<110>//ND取向的晶粒优先形核,且在生长过程中吞并邻近低取向差的{118}<110>、{557}<110>等其他取向晶粒,从而导致退火板形成更强的{111}织构。     

钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能

利用真空热轧复合方法制备了钒中间层钛/钢复合板,采用SEM、EDS和XRD等分析结合界面形貌、元素扩散行为和界面相组成。结果表明:钒中间层钛/钢复合板界面实现了良好的冶金结合。与拉剪强度测试相结合,研究了钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能。结果表明:钒中间层钛/钢复合板剪切强度均优于国家标准(140 MPa)。950℃轧制的复合板界面扩散层厚度大于900℃轧制的复合板扩散层厚度。钒中间层与Ti、Fe元素形成固溶体,有效阻止了金属间化合物TiFe和TiFe_2的产生。900℃轧制的钛钢复合板剪切强度为223 MPa,大于950℃轧制的复合板剪切强度。对剪切断口的分析表明裂纹多沿钒铁固溶体产生并扩展。