调控LPSO层片相Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金的热变形行为及热塑性提升机制

以挤压态Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金为研究对象，通过热处理调控出晶内不含和含层片状LPSO相的两种合金，进行了热压缩试验。结果表明，含层片状LPSO相合金热塑性更好，主要是由于层片状LPSO相的扭折及其诱发的连续动态再结晶能有效提升合金的变形协调能力。随后，对含层片状LPSO相合金的热变形行为进行了深入研究，发现在低应变速率变形时，软化机制主要以不连续动态再结晶为主。在高应变速率变形时，动态回复和不连续动态再结晶共同作用，造成材料软化。结合应变0.8下的热加工图和典型区域微观组织分析，确定最佳成形温度为440～480℃,应变速率为0.001～0.01 s^-1。提出了一种通过调控层片状LPSO相提升稀土镁合金热塑性的方法，为挤压态稀土镁合金的后续变形提供了新思路。     

GH738合金在不同变形条件下的再结晶过程

通过压缩锥形试样研究了温度和变形程度对GH738合金微观组织的影响,分析了不同变形程度下,合金的再结晶晶粒尺寸、再结晶体积分数和平均晶粒尺寸的演化情况,为制定GH738合金热态变形工艺提供了理论依据。研究结果表明,随着温度升高,再结晶晶粒尺寸变大;随变形程度减小,再结晶体积分数逐渐减小。在不同变形程度下,在1120℃温度时变形可获得较高的再结晶体积分数和较均匀的再结晶晶粒尺寸;当加热温度1100～1140℃范围内,变形程度大于28%时,可以获得晶粒尺寸较为均匀的微观组织。     

Mg-5.6Gd-0.8Zn合金多向锻造过程中的变形机制及动态再结晶

以含长周期堆垛有序(LPSO)相的Mg-5.6Gd-0.8Zn(质量分数,%)合金为研究对象,分析了合金多向锻造过程中的变形机制、动态再结晶及显微组织演变。结果表明:变形初期,■拉伸孪生仅在部分晶粒中激发;随锻造方向的改变,不同晶体取向的晶粒能够激发孪生变形,孪生体积分数增加,孪生变体选择符合Schmid定律。孪生受阻碍的晶粒通过滑移及扭折协调变形,扭折带类型主要为转轴分布在■晶向的基面扭折。多向锻造过程中,晶界处优先发生动态再结晶;随着变形量的增加,晶界处再结晶体积分数增大,晶内孪晶与扭折界面诱发再结晶,孪晶逐渐演变为条带状细晶组织。在孪晶、扭折带切割晶粒,晶界再结晶,孪晶、扭折带诱发再结晶多重机制的共同作用下,原始粗晶组织得到了显著细化。     

AG700L钢亚动态再结晶行为研究

AG700L钢主要应用于汽车大梁等重要承重结构件。通过在Gleeble-3800热模拟试验机上采用双道次压缩试验,研究了AG700L钢在应变速率为0.01~2 s^-1、变形温度为950~1 050 ℃、道次间隔时间为10~120 s不同条件下的亚动态再结晶行为。结果表明:AG700L钢道次间隔内亚动态再结晶行为受变形温度、应变速率和道次间隔时间的影响显著;随变形温度的升高,亚动态再结晶体积分数先缓慢增加,然后迅速增加;随应变速率的增加,亚动态再结晶体积分数先迅速增加,然后趋于平稳;随道次间隔时间的增加,亚动态再结晶体积分数明显增加。随变形温度的升高、应变速率的增加以及道次间隔时间的延长,变形后AG700L钢的晶粒尺寸显著增加,组织变得更加均匀。同时,建立了AG700L钢的亚动态再结晶动力学模型,为其实际生产轧制工艺的制定与优化提供了依据。     

TA11钛合金亚动态再结晶行为研究

为研究TA11(Ti-8A1-lMo-1V)钦合金的亚动态再结晶行为,采用Gleeble-3500热模拟实验机对TA11合金进行变形温度为910～1010℃、应变速率为0.01～10 S-1、道次间隔时间为1～20s的双道次热压缩变形实验.结果表明,道次间隔时间越长、应变速率越大、变形温度越高,亚动态再结晶体积分数越大...     

一种新型Er、Zr微合金化Al-Zn-Mg-Cu合金的均匀化处理

研究了4种均匀化工艺对Al-Zn-Mg-Cu-Er-Zr合金的弥散相析出行为和再结晶动力学的影响。结果表明:相比单级均匀化,缓慢升温和双级均匀化处理的合金中弥散相析出特征较优,颗粒相对细小,数量密度和体积分数较高;弥散相析出特征影响合金的抗再结晶性能。经470℃相同时间退火后,4种工艺均匀化处理的合金的再结晶体积分数大小顺序为HT50 HT25≈DHT HT,与Al_3(Er,Zr)弥散相的析出特征基本一致。合金的等温再结晶过程符合Avrami再结晶动力学模型,但实际上仍需考虑弥散相的长大和粗化等因素的影响。     

降温往复镦粗-挤压变形对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金晶粒细化及织构变化的研究（英文）

在480℃降温至370℃条件下,采用循环镦-挤工艺对均匀化后的Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金进行变形,对循环镦-挤变形过程中的合金微观组织和织构变化进行研究。结果表明,随着循环镦-挤变形道次的增加,晶粒尺寸逐渐减小。在变形6道次后,累积应变达到8.4,得到了平均晶粒尺寸为3.4μm的细小均匀的微观组织。晶粒细化是由非连续动态再结晶和连续动态再结晶复杂共同作用引起的。另外,变形过程中,原始粗大晶粒内的片层状长程有序相(LPSO)发生扭折变形产生扭折带,并在扭折带上发生动态再结晶,分割原始粗晶,起到晶粒细化作用。结果还表明,1道次镦-挤变形后,合金产生强的基面织构,随着变形道次的增加,织构强度有所减弱。织构弱化的原因是动态再结晶和加载力在轴向和径向交替变化共同作用。     

降温往复镦粗-挤压变形对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金晶粒细化及织构变化的研究

本文在480°C降温至370°C条件下,采用循环镦?挤工艺对均匀化后的Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金进行变形,对循环镦?挤变形过程中的合金微观组织和织构变化进行研究。结果表明,随着循环镦?挤变形道次的增加,晶粒尺寸逐渐减小。在变形6道次后,累积应变达到 8.4,得到了平均晶粒尺寸为 3.4 μm 的细小均匀的微观组织。晶粒细化是由非连续动态再结晶和连续动态再结晶复杂共同作用引起的。另外,变形过程中,原始粗大晶粒内的片层状长程有序相(LPSO)发生扭折变形产生扭折带,并在扭着带处引起动态再结晶产生,分割原始粗晶,起到晶粒细化作用。结果还表明,一道次镦?挤变形后,合金产生强的基面织构,随着变形道次的增加,织构强度有所减弱。织构弱化的原因是动态再结晶和加载力在轴向和径向交替变化共同作用。     

Hastelloy C-276合金热变形动态再结晶模型研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Hastelloy C-276镍基合金在不同变形条件下的热压缩流变应力曲线,热变形过程中发生了动态再结晶行为。利用加工硬化率-应力关系曲线确定了动态再结晶临界条件,采用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程计算再结晶体积分数实验值,建立了C-276合金动态再结晶体积分数和晶粒尺寸预测模型。结果表明:C-276合金动态再结晶体积分数随着应变量的增加,呈现典型的"S型"曲线;获得临界应变条件表达式:lnε_c=0.144lnZ-7.173;动态再结晶体积分数表达式X_(drx)=1-exp{-1.4034[(ε-ε_c)/ε_(0.5)]~(2.58384)},预测值和实验值的平均误差为2.16%;晶粒长大表达式d_(drx)=6.58×10~3Z~(-0.168),预测值和实验值的平均误差为6.63%。     

Ti-25V-15Cr-0.2Si阻燃钛合金的动态再结晶行为（英文）

对Ti-25V-15Cr-0.2Si阻燃钛合金在温度为950~1100℃,应变速率为0.001~1 s~(-1)条件下进行热压缩试验,研究了该合金在β相区变形时的动态再结晶行为。结果表明,该合金的热变形机制主要是由动态再结晶支配的,而动态再结晶新晶粒主要是通过弓弯形核机制来形成的。当应变速率降低和变形温度升高时动态再结晶易于发生;当应变速率为0.01~0.1 s~(-1),变形温度为950~1050℃时,动态再结晶使晶粒细化;当变形温度高于1100℃,应变速率低于0.001 s~(-1)时,动态再结晶晶粒粗化。为了确定在不同变形条件下的动态再结晶体积分数和动态再结晶晶粒尺寸,分别建立了该合金动态再结晶动力学和动态再结晶晶粒尺寸预测模型。     

7050铝合金动态再结晶的数值模拟和EBSD分析

结合DEFORM-3D软件和EBSD技术对7050铝合金热压缩变形进行分析,讨论应变速率对动态再结晶体积分数和晶粒尺寸的影响。结果表明,柱形试样的动态再结晶体积分数和晶粒尺寸分布不均匀;随应变速率的增加,端面难变形区的动态再结晶体积分数增加而再结晶晶粒尺寸减小,并且模拟结果与EBSD分析结果相一致。     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶研究

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340℃?490℃,应变速率为0.001s-1?1s-1条件下热变形和动态再结晶行为。结果表明：合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结晶的发生。基于峰值应力建立了合金热变形本构方程,计算得出热变形激活能为235.155kJ·mol-1。采用加工硬化率-流变应力曲线确定了合金热变形过程中的临界应力（应变）和峰值应力（应变）与Z参数的关系模型。随着温度的升高和应变速率的减小,DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)而减小。依据Avrami方程建立了合金动态再结晶体积分数模型,动态再结晶体积分数随应变的增加,呈现先缓慢增加后迅速增加再缓慢增加的特征,所建模型能够较为准确的预测该合金的动态再结晶行为。     

伞齿轮铸辗复合成形中的热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机,对20CrMnTi钢伞齿轮进行了变形温度为850～1150℃、应变速率为0. 01～5 s~(-1)的热压缩试验,研究了变形温度和应变速率对20CrMnTi钢动态再结晶行为的影响,建立了20CrMnTi钢动态再结晶模型。结果表明:不同变形温度和应变速率下,20CrMnTi钢的动态再结晶体积分数曲线都大体呈"S"型,即初始阶段动态再结晶体积分数增加速度较快,而在到达某一临界值时增加速度变小;较高的变形温度和较小的应变速率更加有利于20CrMnTi钢发生动态再结晶。通过动态再结晶模型可以确定20CrMnTi钢发生动态再结晶的条件,从而可以通过控制变形温度和应变速率使20CrMnTi钢在变形区域发生充分再结晶,实现细化晶粒、均匀组织和提高成形性的目的。     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340～490℃,应变速率为0.001～1 s~(-1)条件下热变形和动态再结晶行为。结果表明:6061铝合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结晶的发生。基于峰值应力建立了合金热变形本构方程,计算得出热变形激活能为235.155 kJ·mol~(-1)。采用加工硬化率-流变应力曲线确定了合金热变形过程中的临界应力(应变)和峰值应力(应变)与Z参数的关系模型。随着温度的升高和应变速率的减小,DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)减小。依据Avrami方程建立了合金动态再结晶体积分数模型,动态再结晶体积分数随应变的增加,呈现先缓慢增加后迅速增加再缓慢增加的特征,所建模型能够较为准确地预测该合金的动态再结晶行为。     

50Cr5MoV轧辊钢的静态再结晶行为

在Gleeble-3500热模拟机上采用双道次热压缩试验,研究50Cr5MoV轧辊钢高温变形道次间隔时间内的静态软化行为,通过应力补偿法计算静态再结晶体积分数,分析热变形温度、应变速率、变形程度以及初始奥氏体晶粒尺寸对静态再结晶体积分数的影响,并建立50Cr5MoV轧辊钢的静态再结晶动力学模型,获得静态再结晶激活能191.85 k J/mol。结果表明:变形温度、应变速率、变形程度和道次间隔时间对静态再结晶体积分数影响较大,而初始奥氏体晶粒尺寸对静态再结晶体积分数影响很小;将静态再结晶动力学模型的预测值与实测值进行比较,二者吻合较好。     

50Cr5MoV轧辊钢的静态再结晶行为北大核心CSCD

在Gleeble-3500热模拟机上采用双道次热压缩试验,研究50Cr5MoV轧辊钢高温变形道次间隔时间内的静态软化行为,通过应力补偿法计算静态再结晶体积分数,分析热变形温度、应变速率、变形程度以及初始奥氏体晶粒尺寸对静态再结晶体积分数的影响,并建立50Cr5MoV轧辊钢的静态再结晶动力学模型,获得静态再结晶激活能191.85 k J/mol。结果表明:变形温度、应变速率、变形程度和道次间隔时间对静态再结晶体积分数影响较大,而初始奥氏体晶粒尺寸对静态再结晶体积分数影响很小;将静态再结晶动力学模型的预测值与实测值进行比较,二者吻合较好。     

TA15钛合金热变形参数对组织特征参数影响研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对TA15钛合金进行等温压缩试验。根据试验获得的σ-ε曲线确定合金的再结晶体积分数,并对σ-ε曲线进行加工硬化处理确定再结晶临界应变,研究热变形条件对该合金再结晶临界应变和再结晶体积分数的影响。结果表明,动态再结晶临界应变随着变形温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;动态再结晶体积分数随着变形温度的升高而增大,随着应变速率的增大而减小。TA15钛合金具有变形温度敏感性和应变速率敏感性,合理选择合金的变形温度和应变速率,可以控制合金性能及细化晶粒。     

TC17钛合金β锻造工艺对显微组织的影响

本文通过Φ100×150mm圆柱镦粗试验研究了TC17钛合金β锻造工艺对微观组织形貌的影响。结果表明：变形量和下压速率对显微组织有显著的影响。当变形速率较低时,晶界α相容易被破碎,变形量越大,被破碎越严重,越容易被球化。当变形速率较高时,β晶粒容易发生动态再结晶,变形量越大,再结晶体积分数越高。采用Image Pro Plus对球化率和再结晶体积分数进行了统计。结果表明晶界α相的球化条件对变形量和下压速率均较为苛刻,仅在变形量为80%,变形速率为0.1mm/s时发生了大量晶界α相球化。此外,相比变形量,β再结晶数量对变形速率更加敏感。     

热变形对Inconel 690合金微观组织及耐腐蚀性能的影响

在不同变形温度与变形量下，对Inconel 690合金进行了单向恒温恒速热压缩物理模拟实验及微观组织演变机制研究。同时，采用动电位极化、电化学阻抗等方法研究了热变形后Inconel 690合金在模拟Cl^-渗入的核电站冷却水回路中电化学腐蚀性能。结果表明，在塑性变形过程中，Inconel 690合金中存在动态再结晶行为。随着变形温度的增加，动态再结晶体积分数增加，伴随着晶粒尺寸变大；随着变形量的增大，动态再结晶体积分数增加，晶粒尺寸变化不大。在腐蚀介质中，样品表面均形成了钝化膜，存在较窄的钝化区间以及二次钝化现象。     

GH4169高温合金的静态再结晶动力学

对GH4169高温合金在Gleeble-3500热模拟实验机进行了双道次和单道次热压缩实验。分析了变形温度、应变速率、间隔保温时间、变形量和初始晶粒尺寸对GH4169高温合金静态再结晶体积分数的影响。实验结果表明:变形温度越高、应变速率越大、道次间隔时间越长,变形量越大,初始晶粒度越小,静态再结晶体积分数越大。根据实验结果,建立了GH4169高温合金的静态再结晶模型,并将所建立的模型的预测结果和实验结果进行了对比分析,二者比较吻合。