基于等通道转角挤压的V-5Cr-5Ti合金晶粒细化机理

研究了用等通道转角挤压(ECAP)技术处理V-5Cr-5Ti合金的可行性,并分析了后续退火处理对合金硬度和微观组织的影响规律,进而探讨了合金的晶粒细化机理。ECAP采用相关模具在万能材料试验机上进行,在真空炉中进行退火,利用维氏硬度计进行硬度测试,采用X射线衍射(XRD)分析相结构,光学显微镜(OM)观察微观组织。结果表明,在室温下V-5Cr-5Ti合金可以顺利进行2道次ECAP过程,后续配合950℃以上温度退火,晶粒尺寸可以从约100μm细化到约30μm。V-5Cr-5Ti合金的晶粒细化机理不同于传统体心立方合金,在挤压过程中,原始晶粒发生自转动,原始晶界清晰可见,未被碎化,但晶内出现大量的剪切滑移带。在后续退火过程中,细小晶粒在原始晶粒内部的剪切滑移带上形成,最终原始晶界和形成的细小晶界逐渐难以区分,形成整体的细晶组织。     

V-5Cr-5Ti合金的拉伸性能及其强化机理

对真空熔炼V-5Cr-5Ti合金开展了均匀化退火、热锻开坯、冷轧变形和热处理实验,利用万能试验机、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）研究了V-5Cr-5Ti合金中析出相对力学性能影响,估算了V-5Cr-5Ti合金中析出相强化的效果。结果表明：铸态V-5Cr-5Ti合金存在以片层状析出相为特征的树枝状析出相,合金均匀化退火后析出相由片层状转化为针状,由树枝状转化成团聚状。析出相在变形过程中破碎成短条状或球状颗粒。铸态合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率的平均值分别为505.0 MPa、415.0 MPa和8.2%,断裂机制为脆性的解理断裂。均匀化热处理后断裂机制转变为沿晶断裂和准解离断裂共存的混合型断裂。80%冷变形＋热处理后合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率的平均值分别为487.3 MPa、382.7 MPa和26.2%,由于晶粒及析出相形态的变化,合金塑性得到大幅改善。锻造和冷轧后合金断裂机制为韧性的微孔型断裂。析出相以Orowan强化机制增强V-5Cr-5Ti合金,以80%冷轧1000 ℃/1 h退火状态合金为例,由析出相强化获得的屈服强度增量约为50.1 MPa。     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15A1双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15A1在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压（ECAP）,获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm-200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32．04％,抗拉强度σb从150MPa提高到269．3MPa,延伸率δ由0．05％提高到7．4％;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15Al双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15Al在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压(ECAP),获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm～200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32.04%,抗拉强度σb从150MPa提高到269.3MPa,延伸率δ由0.05%提高到7.4%;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

V-5Cr-5Ti合金粉末热锻技术研究

针对经粉末冶金法制备的V-5Cr-5Ti合金锥形件预制坯,设计并加工了HIP及热锻的不锈钢包套。V-5Cr-5Ti合金采用双层包套封焊后进行了粉末热锻试验。试验结果显示:V-5Cr-5Ti合金1180℃经7~9火次粉末热锻,总变形量47.5%,经1000℃/2 h退火处理后,晶粒平均尺寸约为100μm,其抗拉强度σb为490 MPa,屈服强度σ0.2为368 MPa,延伸率δ约为28%,断面收缩率Ψ约为61.5%。     

大塑性变形过程中单晶和多晶铜的组织演变及变形机理研究

用等通道转角挤压(equal channel angular pressing,ECAP)法对单晶铜和多晶铜进行了多道次的挤压变形,对挤压过程中晶粒细化机理和变形机理进行了分析.结果表明,单晶铜和多晶铜在A路径下变形8道次以后,晶粒平均尺寸达到5 μm以下,但在4道次以后单晶铜沿挤压方向出现织构,多晶铜中出现均匀的等轴晶.TEM分析认为,晶粒位相差随剪切变形量的增加而增大,ECAP加工后材料内部大角度晶界数的增加导致了变形机制的改变,晶界滑移导致了晶粒转动趋势的增加.在多道次挤压后,单晶铜和多晶铜材料的微观结构特征是含有高密度位错的大角度晶界等轴晶组织,以及晶界上的非平衡结构.     

富Ti相对V-5Cr-5Ti合金再结晶行为的影响

利用光学显微镜、透射电镜和显微硬度计研究了V-5Cr-5Ti合金的再结晶行为和微观组织.结果表明,试验合金40％形变的开始再结晶温度为700℃,完全再结晶温度为1000℃;铸锭组织中均匀分布的富Ti相团簇,经轧制处理后变为不连续带状分布并在1000℃开始回溶;富Ti相的不均匀分布和高温分解导致合金在1000 ～1200℃退火时再结晶组织中晶粒尺寸随温度升高呈现单峰分布→双峰分布→单峰分布的演变过程并出现退火硬化现象.     

碳化物及粉末冶金工艺对Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金弯曲强度的影响

采用X射线衍射仪、扫描电镜和万能试验机对机械合金化与热压烧结相结合的粉末冶金工艺制备的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-(0,5) C合金的相组成、微观组织结构和三点弯曲行为进行了研究,分析了组织结构和碳化物引入对合金弯曲强度的影响规律。结果表明:Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金由单一Nbss相构成,Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金由Nbss和(Nb,Ti) C两相构成;随着球磨时间的增加,Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-(0,5) C合金中Nbss和(Nb,Ti) C相的尺寸均得到细化,并且引入碳化物合金的Nbss晶粒更为细小; Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-(0,5) C合金的弯曲强度随着Nbss晶粒细化和强化相弥散化而得到提高;韧性的Nbss以穿晶解理方式断裂并导致其表面形成明显的解理台阶和撕裂棱,脆性碳化物以光滑拔出的穿晶断裂为主并因与基体的力学错配度差异而引起二次裂纹,Nbss晶粒细化和碳化物弥散化引起裂纹偏转和裂纹桥联有助于提高合金的弯曲强度。     

粉末冶金V-5Cr-5Ti合金的制备与性能

以氢化脱氢粉末为原料,采用冷等静压和真空烧结制备了V-5Cr-5Ti合金,并利用热等静压、热锻和热处理来改善其组织和性能。利用XRD衍射仪测定原料及V-5Cr-5Ti合金的物相。利用氧氮分析仪、材料试验机、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等测试了不同状态V-5Cr-5Ti合金试样的氧氮含量、力学性能及断口形貌。结果表明:粉末冶金V-5Cr-5Ti合金的相对密度达到99.8%以上,物相组成为单一bcc相钒基固溶体。热锻后退火试样的氧含量小于600μg/g,抗拉强度为490 MPa,屈服强度为368 MPa,延伸率和断面收缩率分别为28%和61.5%,断口形貌由细小韧窝组成。     

剪切模式下Ti-1300合金组织及织构演变规律

通过光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等检测方法,研究等通道转角挤压变形后Ti-1300合金的组织与性能。研究结果表明:Ti-1300合金经过ECAP变形,发生晶粒转动、晶内多系滑移以及晶界处螺型位错与刃型位错的混合位错交错排列的协调作用,致使晶界不能破碎,原始晶界清晰可见,晶内出现大量的相互交错的剪切滑移带,显微组织中存在大量平行细密的板条组织以及位错团、位错胞,位错密度增大,但在整个ECAP变形过程中并未产生形变诱导ω或α″相。织构分析结果表明ECAP变形过程中Ti-1300合金初始(110)■织构逐渐转变为α织构,并形成D织构及立方织构。     

金属间化合物CePd5，PrPd5和NdPd5的晶体结构

稀土金属对富Pd合金的氢化性能、磁学性能和催化性能有显著的影响，对Pd-RE台金系中最富Pd的化合物的研究是有意义的。本工作通过恰当的熔炼和热处理工艺制备出单相的金属间化合物CePd5，PrPd5和NdPd5，并应用X射线衍射分析确定了它们的晶体结构和晶格参数。研究发现：在Pd-Ce二元系中，最富Pd的化合物是具有CaCu5型六方结构的CePd5；而在Pd-Pr和Pd-Nd二元系中最富Pd的化合物分别是具有SmPt5型正交结构的PrPd5和NdPd5。报道了经指标化的这3种金属间化合物的X射线衍射数据，确定CePd5的晶格参数a=0．5372nm，c=0．4178nm；PrPd5和NdPd5的晶格参数分别是a=0．5278nm，b=0．9239nm，c=2．575nm和a=0．5265nm，b=0．9219nm，c=2．570nm。并对Pd-RE合金系和Pt-RE合金系中最富Pd化合物的化学计量和晶体结构进行了对比。     

V-5Cr-5Ti合金电弧熔炼制备技术

采用"二次真空自耗电弧熔炼+锻造+温轧+退火处理"的工艺制备了V-5Cr-5Ti合金材料,并采用化学分析、光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)和拉伸测试方法表征了合金的质量.结果表明,经二次电弧熔炼后,合金中O含量可控制在500～600/μg/g范围内,但铸锭晶粒粗大.经1 150℃锻造开坯、450℃温轧及1 000℃/1 h退火处理后,合金为细小等轴晶组织,晶粒小于100/μm,其屈服强度为356 MPa,抗拉强度为449 MPa,伸长率约为31.5%,断面收缩率为71.5%.     

V-5Cr-5Ti合金变形抗力的数学模型

用热压缩实验研究了不同变形温度、变形程度和应变速率对V-5Cr-5Ti合金的变形抗力的影响。通过对实验数据分析,采用非线性回归方法建立了V-5Cr-5Ti合金的变形抗力模型。再经理论计算与实测值的比较,证明模型具有较好的线性拟合性。     

GS-20MnMoNi5-5上刀架的热处理

一重集团公司为某厂生产的轧机上刀架,材质为GS-20MnMoNi5-5,对强度,尤其对冲击韧性要求很高.由于其结构比较复杂,调质容易变形,通过采取特殊措施进行正火+回火处理,满足了性能要求,同时防止了工件变形.     

化合物SmPd_5和EuPd_5的晶体结构

在对Sm-Pd二元系相图的研究中,发现了化合物SmPd_5。在对Eu-Pd二元系相图的研究中,发现在EuPd_3和Pd之间存在一个化合物EuPd_x。按照Совицкий和陈念贻等人用化学键参数-计算机模式识别法提出的金属间化合物的晶型预报表,在Sm-Pd系和Eu-Pd系中都应存在AB_5型化合物,其结构均为CsCu_5型六方结构。但是,至今为止,化合物EuPd_5的存在一直未能验证,EuPd_5和SmPd_5的晶体结构也一直未能由实验确定。     

WorkNC Auto5——全新模具5轴加工编程技术

5轴加工的一个主要特征就是在切削过程中使用短刀具,从而显著降低刀具的受力弯曲,提高加工表面质量,防止返工并大量减少了电极的运用.5轴编程中人们往往十分关注对干涉和碰撞的检测及回避,但是对CAM系统而言,仅有这些是远远不够的,系统必须充分考虑到机床的运动学与几何学的限制条件,这对CAM系统是一个强有力的挑战.     

盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢淬火组织

研究了盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢淬火时,不同的加热温度、保温时间和冷却方式对其显微组织的影响.结果表明,该钢在1000～1150℃加热保温30 min油冷后,其组织主要由马氏体、残留奥氏体和未溶碳化物组成.随加热温度的提高,碳化物逐渐溶入基体,组织中的针状马氏体逐渐转变成板条马氏体,且板条逐渐粗化,残留奥氏体的数量不断增加.试验钢在1050℃下保温20～ 60 min油冷后,随着保温时间的延长,针状马氏体逐步被板条马氏体所取代.推荐淬火工艺为1050℃保温30 min,油淬.     

V-5Cr-5Ti合金的热加工性能

通过Gleeble-1500热模拟试验机进行铸态V-5Cr-5Ti合金的高温压缩和拉伸试验,研究压缩过程中变形温度对合金临界变形量和临界变形抗力的影响和在拉伸过程中变形温度对合金屈服强度和断面收缩率的影响规律,并用金相显微镜分析了合金的压缩变形组织。结果表明:V-5Cr-5Ti合金的热加工变形抗力大、塑性低,欲改善其加工性能,加热温度的选择及控制尤为重要。合金的加工温度应严格控制在1150～1250℃,变形量控制在30%以内,才能得到满足要求的合金。     

LaNi5的电子结构

采用总体能量平面波赝势方法, 并结合超软赝势技术, 计算了金属La、 Ni及合金LaNi5的总体能量、能带结构、电子态密度以及Mulliken布居值. 根据计算结果, 分析了La、 Ni和LaNi5的电子结构. 结果表明: 形成合金后费米面能量位置漂移, 介于Ni和La的费米面之间, 费米面上主要是Ni 3d电子; 费米面附近导带的电子结构变化较大; 合金中La和Ni间存在电子转移, 形成了弱的La-Ni键, 且带部分离子性; 与纯金属相比, 形成合金后La的稳定性增强, 而Ni的稳定性减弱. 计算了LaNi5的理论生成热, 结果能较好地符合实验值.