高压扭转大塑性变形Al-Mg铝合金中的层错和形变孪晶

利用高分辨透射电镜研究高压扭转大塑性变形纳米结构Al-Mg铝合金中的位错、层错和形变孪晶。结果表明:在纳米晶和超细晶内均存在高密度的层错和形变孪晶;形成层错的Shockley部分位错可分别由0°纯螺型位错和60°混合位错分解得到;纳米孪晶既可由晶内层错动态叠加而形成,也可由晶界向晶内不断发射部分位错而向晶内长大,从而分别实验证实了分子动力学模拟预测的均质和非均质形核长大的孪生机制;观察到了由4层层错动态叠加而形成的特殊纳米孪晶。此外,高分辨透射电镜观察表明:在不同滑移面上的层错相交时,形成层错而产生的拖曳部分位错相遇可反应生成压杆位错和Lomer-Cottrell位错锁。依据经典位错理论和晶界发射部分位错的机制,提出了描述超细晶面心立方金属和合金中层错和形变孪晶形核长大的新模型。     

高压扭转变形的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金显微组织及织构

在380℃变形条件下对不同高径比的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金试样进行高压扭转实验,借助于EBSD和XRD技术分析变形Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的显微组织、第二相粒子和织构的演变规律。结果表明:在高压扭转过程中,大量第二相粒子从过饱和Al基体中脱溶析出,显微组织明显细化,在部分三叉晶界处出现了细小的动态再结晶组织;材料织构强度随着高径比的减小而减弱;当高径比为0.20时,晶粒的择优取向方向也发生了明显变化,晶粒在102、111方向上出现了择优取向。     

塑性变形对铝合金弹性模量的影响

回弹是影响弯曲件精度的主要障碍 ,而弹性模量是影响回弹的重要因素之一。一般工程应用中都把弹性模量作为常数 ,而实际上弹性模量随塑性变形的进展在不断发生变化。为了准确把握弹性模量值在塑性变形过程中的变化规律 ,针对应用广泛的铝合金材料 ,采用静力学实验方法 ,对常用的退火LY12及退火LF2 1铝合金的弹性模量在塑性变形中的变化情况进行了实验研究。得到了弹性模量值随塑性变形程度及加载方式变化的规律 ,并分别归纳为数学模型。     

高压扭转变形对45钢组织和形貌的影响

采用SEM、TEM研究了45钢高压扭转变形后不同位置的组织和形貌以及扭转圈数对组织演变的影响。结果表明,高压扭转变形后,扭转圈数少时,试样中心变形程度较小;远离中心区,半径越大处的变形程度相对较大,细化效果显著。当扭转圈数增加,形变区域范围扩大,变形程度增大,珠光体和铁素体内部位错密度增加,铁素体基体被位错分割,亚结构数量增多,渗碳体片层变薄,间距减小,沿扭转方向出现断裂。最终,材料的晶粒细化,性能得到改善。     

高压扭转对铁钇合金组织和性能的影响

综述了应用高压扭转(HPT)技术的铁钇合金组织和性能的变化。研究结果表明,经过HPT后的铁钇合金能获得致密度较好的纳米级晶粒,呈大角度晶界。由于塑性变形导致其硬度明显增加,且由于应变的不同分布使硬度值从中心到边缘呈上升趋势;经过HPT处理后的晶粒与晶粒间Y元素的加入可以有效地在退火过程中抑制晶粒的长大。根据VSM的测定得出软磁材料具有很高的饱和磁感应强度、较低的矫顽力和较小的磁滞回线面积,经过HPT处理后的晶粒能够获得更大的饱和磁感应强度;随着Y原子含量的增加,高压扭转铁基纳米晶软磁材料的比饱和磁感强度减小,矫顽力增大。然而,随着退火温度的升高,比饱和磁感强度增大,矫顽力减小。     

塑性变形及热处理对2024铝合金组织与性能的影响

利用扫描电子显微镜、拉伸试验机和布氏硬度计研究了累积复合轧制(ARB)道次和热处理对2024铝合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着ARB道次的增加,2024铝合金组织均匀细小,强度、硬度增加,经过两道次轧制后分别达到236.4 MPa和68.5 HB,伸长率下降,由原来的31.7%降低到16.1%;随着时效温度的增加,经ARB 2道次轧制的2024合金的硬度降低,由68.5 HB降低到51.8HB。     

盘条组织及织构对桥梁缆索钢丝扭转性能的影响

探究热轧盘条组织及织构对桥梁缆索钢丝扭转性能的影响。利用扫描电镜(SEM)观察了热轧盘条的组织,并利用电子背散射衍射技术(EBSD)分析了热轧盘条的织构,最后根据扭转时的应力分布分析了织构对扭转性能的影响。结果表明,盘条组织的均匀程度、索氏体片层间距和织构能影响扭转性能;盘条组织越均匀,索氏体片层间距越细,钢丝的扭转性能越好;相比组织均匀程度和片层间距,织构对扭转性能的影响更加显著,盘条中{110}织构强度越低,钢丝扭转性能越好。     

高压扭转工艺对TA15钛合金组织和性能的影响

通过高压扭转工艺制备不同扭转圈数的TA15试样,利用金相观察、X射线衍射分析和显微硬度测试,分析高压扭转工艺对TA15钛合金组织和性能的影响。结果表明,变形后试样显微组织沿径向分布不均匀,随着扭转圈数增加,组织中粗大的初生等轴α相逐渐减少,晶粒细化效果明显,材料在(200)晶面出现择优取向;高压扭转变形后,材料的亚晶尺寸减小,微观应变和位错密度显著增加;变形后试样的显微硬度显著提高,且随着扭转圈数的增加,硬度逐渐增加,扭转圈数大于4圈时,显微硬度值趋于饱和。     

6016铝合金冷轧显微组织和织构的演变

采用EBSD取向成像技术和XRD检测,结合SEM+EDS分析,深入研究了6016铝合金冷轧组织和织构的演变规律和机理。结果表明:冷轧变形时,晶粒沿RD方向不断伸长,晶粒间的变形不均匀现象先出现后又逐渐消失,链状排列的第二相粒子由于金属塑性流变而不断被压碎;小角度位错界面随着变形量增加而不断增多,中低应变量时与RD成约40o角度,大应变量时由于变形而诱变成大角度界面,晶粒发生碎化;冷轧初始阶段晶粒通过整体协调转动而形成较多的变形织构,进一步变形时靠近晶界的区域和晶粒内部某些区域,相对原始取向易发生向β取向线的偏转,正是这几种偏转导致宏观上以S织构为首的变形织构不断增多,而Cube织构不断减少。     

6016铝合金冷轧显微组织和织构的研究

本文章采用基于EBSD的取向成像技术和SEM的二次电子像和XRD衍射技术,深入研究了6016铝合金冷轧组织和织构的演变规律和机理。结果表明：随着冷轧道次的增加,晶粒沿轧向方向不断伸长,不同晶粒变形不均匀现象先出现后又逐渐消失,链状排列的二相粒子由于金属塑性流变而不断被压碎;小角度位错界面随着变形量增加而不断增多,中低应变量时与轧向呈约40°角度,大应变量时由于变形而诱变成大角度界面,使变形晶粒发生碎化;冷轧初始阶段晶粒通过整体协调转动而形成较多的变形织构,进一步变形时靠近晶界的区域和晶粒内部某些区域相对原始取向易发生向β取向线的偏转,正是这几种偏转导致宏观上以S织构为首的变形织构不断增多,而Cube织构不断减少。     

大塑性变形对镁合金微观组织与性能的影响

综述了在镁合金加工中得到应用的大塑性变形方法,针对性地分析了不同制备工艺对合金晶粒尺寸、织构、性能的影响,提出了今后大塑性变形在镁合金加工中的研究重点是:优化现有加工工艺;发挥细化晶粒的作用;控制合金织构;提高合金的综合性能.     

塑性变形对2219铝合金扩散连接的影响

采用扩散连接的方法研究保温时施加塑性变形对2219铝合金界面愈合的影响机理。在扩散温度545℃,保温时间4 h,压力10 MPa,选取塑性变形量为0%、10%、30%、50%进行扩散连接试验。结果表明,随着塑性变形量增大,界面处于高能量状态,溶质原子在界面处通过扩散析出Al₂Cu相,包裹原始的界面氧化物并在保温与变形过程中发生冶金反应,氧化物分解并向基体扩散直至消失,实现界面愈合;结合强度在塑性变形量为50%时最高,达到116 MPa,为基体材料的90.6%。     

高压扭转压力对SiC_p-Al复合材料组织性能的影响

采用高压扭转工艺将SiC和Al的混合粉末直接制备金属基复合材料。用金相显微镜、显微维氏硬度计、万能试验机和扫描电镜分析压力对SiCp-Al复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明:压力越高,对SiCp-Al复合材料粉末成形的应变积累越有利;压力越高,扭转前粉末的致密程度越高,对SiCp-Al复合材料粉末成形的应变积累越有利,SiC颗粒在Al基体内的分布越均匀,显微硬度有所提高,但增幅不大;当压力从0.5 GPa增大至0.62 GPa,材料的屈服强度增加32.6%,但抗拉强度和伸长率均分别减小4%和25.5%。拉伸断口以大小不一的脱粘韧窝为主要特征。     

初始织构对差厚板非均匀塑性变形的影响

CR340轧制差厚板（TRB）在轧制过程中,其不同的厚度区形成了不同的织构,分别是薄区的{111}<01>和{141}<22>织构,过渡区的{225}<10>和{211}<01>织构,厚区的{876}<5>和{411}<01>织构。根据EBSD测试结果,建立了各厚度区的多晶体塑性有限元模型,研究了单向拉伸时各厚度区的晶粒织构对滑移系开动情况和应力应变分布的影响规律。结果表明,薄区的{111}<01>织构和厚区的{876}<5>织构有利于滑移系的开动,开动的数量分别为9和8组,这使得等厚区在变形中的应力集中弱化,具有良好的塑性变形行为。而过渡区的{225}<10>、{211}<01>织构的晶粒滑移系开动较少,开动的数量分别为6和7组,导致应力集中,其塑性变形行为较差。差厚板各厚度区织构的差异导致其塑性变形呈现明显的不均匀性,其断裂位置发生在单轴拉伸时塑性变形较差的过渡区。     

不同温度中间退火对6016铝合金板材组织、织构和力学性能的影响

通过室温拉伸试验,OM、SEM、TEM观察以及XRD检测手段研究了不同温度中间退火对6016铝合金板材组织、织构和力学性能的影响。结果表明:不同温度中间退火的6016铝合金板材在T4P态与T8X态下的屈服强度、抗拉强度以及伸长率变化不大;经过450℃/1 h中间退火的板材在T4P态下的各向异性最小,成形性最好。同时,中间退火温度越高,Al FeSi相与β"强化相越弥散细小。不同温度的中间退火导致板材在T4P态下织构组分发生变化,板材均含有大量的立方织构和旋转立方织构,但经450℃/1 h是间退火的板材同时还含有较多的高斯织构和P织构,其中P织构与旋转立方织构有利于提升板材的成形性。     

织构对Al-Fe-Mn铝合金冲压性能的影响

以自主研发的Al-Fe-Mn铝合金板材和2个不同批次的进口电池壳盖板用铝板为试验材料,采用单向拉伸试验和杯突试验测定了3种铝合金板的塑性应变比、凸耳参数以及杯突值。通过电子背散射衍射技术测定并计算了铝合金板的取向分布函数和主要织构组分的体积分数,研究了织构对铝板冲压性能的影响。结果表明：自主研发DQAl铝板虽然与进口铝合金板织构组分不同,但通过优化织构组分,即增加Cube织构组分、减少Copper织构组分,以及将Q织构组分与较高■值的R和S织构组分组合,很好地改善了DQAl铝板的各向异性,由此获得了与进口电池壳盖板用铝板十分接近的成形性能。     

高压扭转压力对304不锈钢组织及性能影响

以304奥氏体不锈钢为研究对象,采用高压扭转工艺对其性能进行改进。利用金相显微镜、显微硬度计和X射线衍射仪分析压力对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响规律。结果表明,压力越大对基体组织晶粒剪切破碎越有利,晶粒细化及强化效果越明显。高压扭转前后材料内部位错密度由3.41×1014 m-2增加到5.07×1014 m-2,亚晶尺寸由59.54nm细化到46.03nm,细化程度达22.7%。高压扭转主要通过细晶引起晶粒滑移系位错源开动的阻碍作用来实现304奥氏体不锈钢强化。     

龙形轧制对2024-T39铝合金板材组织与织构的影响

龙形轧制是一种新发展的同时具有异速比和错位量的轧制技术,但要工业应用还需一个科学研究的过程。本文研究了龙形轧制和T39热处理工艺的组合对产品组织和织构的影响。结果表明:相比于普通轧制,龙形轧制具有更少的黄铜织构和更多的高斯织构;T39热处理后,龙形轧制的晶粒长大更为明显。     

高压扭转对难熔金属粉末组织致密及强化的影响

采用高压扭转法在350℃下将纯钼粉末直接制备成致密体材料。用金相显微镜、显微维氏硬度计、扫描电镜和X射线衍射仪分析高压扭转过程中粉末颗粒孔隙闭合及性能强化规律。结果表明:高压扭转后钼颗粒粉末在剪切力作用下通过移动和变形相互啮合联结,颗粒间大块链状孔隙逐渐缩小、闭合,此时颗粒间界面结合较好;高压扭转前后材料内部亚晶尺寸由59.8 nm细化到46.9 nm,微观应变由1.04×10~(-4)增大到1.12×10~(-3);晶粒细化和微观应变增大引起的晶格缺陷会促进晶粒内部位错增殖、缠结来强化基体。