7075铝合金在多向大变形锻造和退火中细晶粒结构的演变

利用多向大变形锻造工业工艺和显微组织观察,研究了工业7075铝合金中细晶粒显微组织的演变。在工业生产条件下,7075铝合金基体在锻造过程中可发生完全的动态再结晶,产生出平均尺寸小于2μm的细小等轴再结晶晶粒结构,晶粒内包含高密度位错与弥散细小的第二相粒子缠结。锻件经390℃～450℃退火1h后,晶粒尺寸仍在2μm～3μm左右,这说明动态再结晶晶粒结构在静态退火期间是很稳定的。     

大截面SDP1塑料模具钢多向锻造过程中微观组织演变的数值研究

利用DEFORM-3D有限元仿真软件,结合SDP1钢的组织演变模型,对大截面塑料模具钢多向锻造过程中微观组织演化进行了模拟,并对比分析了多向锻造与传统镦拔锻造对微观组织的影响。结果表明:在多向锻造过程中,初次锻造(第一锻造工步)后,锻件心部晶粒细致均匀(45. 4～49. 9μm)、端面附近晶粒粗大(200μm);一道次多向锻造后试样心部的平均晶粒尺寸约为40. 6～43. 3μm,略大于传统锻造后的35. 7～46. 0μm。但整体来看,多向锻造后试样的平均晶粒尺寸为11～60μm,明显小于传统锻造后的12～132μm,微观组织的均匀性得到明显改善。     

高应变率多向锻造及热处理对GW93镁合金显微组织和力学性能的影响

通过金相观察(OM)、扫描电镜观察(SEM)、能谱分析(EDS)、电子背散射衍射技术(EBSD)、织构分析技术及拉伸试验,研究了GW93镁合金在高应变率多向锻造、中间退火及最终时效过程中的显微组织和力学性能演变。结果表明,GW93镁合金在450℃经过30道次的一火高速多向锻造后,会形成大量孪生和动态再结晶晶粒,组织迅速得到细化,力学性能显著提升,室温抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别达到302 N/mm~2、226 N/mm~2和9.5%,与初始固溶态相比,分别提升33%、72%和126%。中间退火后,合金发生显著静态再结晶,且再结晶晶粒迅速长大,力学性能有所下降。经100道次二火锻造后,合金发生了完全动态再结晶,形成了细小均匀的再结晶组织,平均晶粒尺寸细化至6.3μm。高速锻造过程中,宏观织构随锻造火次的增加而明显减弱,最终形成了较弱的非基面织构。峰值时效后,合金强度进一步升高,抗拉强度可达到420 N/mm~2,但塑性相对较差。     

TG6合金等温变形条件下组织演变与性能的研究

采用不同的等温锻造火次和相同的总变形量,改变TG6合金锻件的加热时间和每火次变形量,对该合金等温锻件的显微组织演化与拉伸性能进行研究。结果表明：随等温锻造火次增多,组织中初生α相含量增多,片状次生α相长度和亚β晶粒尺寸先减小后增大,而片状α相的厚度递增。室温和高温拉伸强度随锻造火次的增加呈现先减少后增加的趋势,塑性则先增加后减小。1火次成形时变形量较大,锻件产生温升造成组织中初生α相较少,同时较多且细长的次生α相增加了该锻件的拉伸强度。3火次成形时由于合金中各相再结晶程度不同,使组织中亚β晶界处产生较多细小等轴α相,该相增加了锻件的塑性。5火次锻造时,锻件加热时间较长,造成组织中α相的聚集长大。TG6合金等温锻造多火次成形时,每火次变形量存在一临界范围,处于该范围内每火次锻后空冷时合金发生部分再结晶,形成较为细小的等轴α相,阻碍亚β晶界的迁移,致使亚β晶粒尺寸较小,同时也造成组织中等轴α相尺寸的不均匀     

锻造比对H13模具钢晶粒组织遗传规律的影响

为探究锻造比对H13模具钢晶粒组织遗传性的影响,在实验室条件下对H13模具钢进行真空冶炼,并加工成锻造比不同的锻件。观察锻造前后、不同锻造比下以及锻件在进行860℃等温球化退火后的金相组织变化。研究结果表明:锻造比为1时,经等温球化退火后H13模具钢晶粒保持了原试样的组织形态,具有明显的遗传现象;随着锻造比的增大,晶粒度增加,晶粒细化,晶粒组织的遗传性减弱;当锻造比为4时,晶粒度达到8.1,达到超细晶粒等级,晶粒组织的遗传现象基本消除;随着锻造比的增大,晶粒破碎明显增加,弱化了其组织的遗传性。     

退火温度对高纯Al-1% Si-0.5% Cu合金晶粒、异常长大的影响

介绍了在同一变形条件下,退火温度对高纯Al-1%Si-0.5%Cu(质量分数,下同)合金的再结晶晶粒尺寸的影响。实验证明纯度达到99.999%以上的Al-1%Si-0.5%Cu合金锭坯,经过均匀化处理、多向锻造、中间退火及冷轧、再结晶退火后,在420～450℃时即可形成均匀、细小的等轴晶粒,但当退火温度≥480℃时,局部区域出现晶粒异常长大现象,最大晶粒异常长大温度约为480℃。研究认为退火温度较高时,改变了局部区域第二相的溶解析出行为,造成局部区域第二相减少、粗化,所提供的阻力不足以克服晶界移动的驱动力,则在一些晶界阻力不均匀的地方会发生个别晶粒异常长大。因此在该变形条件下,应控制再结晶退火温度低于480℃,在420～450℃时可得到平均晶粒尺寸近50μm的锭坯。     

热加工工艺参数对TC11钛合金叶片显微组织细化,球化的影响

研究了β处理温度，变形量，再结晶退火保温时间及锻造多火次空烧对ＴＣ１１合金显微组织中α相细化、球化的影响，结果表明：β处理温度必须等于α＋β／β＋２０℃～３０℃锻造温度宜取９３０～９７０℃（取低些邓；变形量必须取＞５０％）再结晶退火温度为９５０℃保温时间１ｈ有利于α相细化，球化。调调整９５０℃退火温度下的保温时间为５ｈ，可使α球化，粗化，可用以调整锻件最终于力学性能，毛坯多火次空烧，对锻件最终获得     

微合金化元素Zr对5083铝合金组织和性能的影响

在实验室中用井式坩埚炉熔炼铸造了5083和5083+0.1Zr两种铝合金,轧制后在100～450℃范围内退火。通过金相显微镜、显微硬度计、扫描电镜、电子万能试验机、透射电镜对合金的铸态组织、板材纤维组织、力学性能、耐蚀性能、第二相粒子成分进行了分析,研究了微量元素Zr对5083铝合金组织性能的影响。结果表明,添加微量元素Zr能够细化合金组织,与未添加Zr相比,添加0.1Zr的5083合金的铸态晶粒尺寸从123μm降至73μm,并使第二相粒子Al₆Mn(Fe)尺寸变小;同时使晶间腐蚀坑变小,合金耐蚀性得到提高。添加微量元素Zr还能抑制合金板材再结晶,300℃退火1 h无明显再结晶现象;尤其是5083+0.1Zr合金经250℃退火1 h,抗拉强度为389.50 MPa,屈服强度为215.62 MPa,伸长率为18.2%,仍完全满足使用要求。     

SDP1塑料模具钢锻造过程组织演变的数值模拟

为改善SDP1塑料模具钢锻造过程中的粗晶问题，利用Deform软件建立了SDP1塑料模具钢锻造过程中的组织演变模型，通过有限元模拟以及元胞自动机的方法研究了不同工艺参数以及两镦两拔工艺对锻造过程中组织演变的影响。结果表明：锻造温度为1100℃时，锻件内部晶粒细小均匀，动态再结晶和晶粒长大的影响达到平衡，平均晶粒尺寸保持在40～50μm;随着压下量和压下速度的增加，晶粒细化显著，但过大易使锻件损坏；送给量为50%～60%时拔长效果最佳，满足拔长效率和晶粒尺寸的要求；经过两镦两拔处理后，锻件整体的平均晶粒尺寸为5～20μm,说明两镦两拔工艺能够有效地细化晶粒尺寸。所得结果对于SDP1塑料模具钢的实际生产具有一定的指导意义。     

多向强应变及时效处理对铝合金的强韧性影响

利用多向锻造及时效处理技术加工变形铝合金,使铝合具有高强度和良好的塑性.研究结果表明,试样组织显著细化且超细的第二相微粒弥散分布,抗拉强度和硬度大幅度增加且塑性良好,抗拉强度和伸长率分别为396.3 MPa和11.08％.锻件强度和硬度大幅度提高是由于组织显著细化且超细的第二相微粒弥散分布;多次累积应变和时效处理改善晶界状态,使锻件的塑性增强.     

GH4169合金小余量小尺寸静子叶片锻造工艺及显微组织控制

针对GH4169合金叶片锻件粗晶、混晶等晶粒组织不合格问题,以某压气机小余量小尺寸静子叶片锻件为研究对象,首先分析锻件结构,确定锻造工艺路线,然后通过选取2种规格坯料、5个变形量、4个锻造温度来组成12组试验,探究变形量、锻造温度对组织的影响以及演化规律,同时对选取的保温时间、锻造火次的稳定性进行分析,得到合理锻造工艺参数。研究表明,变形量在35%~45%内可获得均匀的组织,但对晶粒度大小无明显影响;温度是影响晶粒度的主要因素,大于1000℃时叶身晶粒粗化现象明显,在990~1000℃之间叶身可获得细腻、均匀的组织;预锻时组织已成形稳定,终锻无明显变化,在选取的保温时间内组织稳定;在变形量40%及锻造温度990℃下获得的叶片锻件具有优良的综合力学性能及细晶组织,均高于标准要求。     

Effect of Grain Size Variations on the Long-Time Stability of Alloy 718

Uniform, fine grain size is generally preferred in forgings of Alloy 718 for optimum properties. However, due to limitations imposed by forging equipment, forging size and forging configuration, it is often impossible to produce this desired grain size; instead, some grain duplexing or grain coarsening occurs in certain areas throughout the forging. Stress-rupture tests were conducted before exposure, and after exposing specimens at 1250°F, 50 ksi or 1300°F, 50 ksi for 500 hrs. on material having (1) uniform fine grain size (ASTM 7 or finer), (2) duplex grain size, and (3) uniform coarse grain size (ASTM 5 or coarser). These grain sizes were obtained in forgings with a simple pansake configuration using varying forging techniques. The results of the rupture tests conducted before exposure showed an excellent correlation with grain size and Ni3Cb plate size. After exposure, rupture ductility increased and strength decreased due to overaging. In duplexed samples the controlling factor appears to be the amount and size of the coarse grain. The optimum grain size for the best balance of rupture properties appears to be ASTM 6–7.     

热处理工艺对2A14锻件组织和性能的影响

针对生产中2A14壳体伸长率低导致力学性能不合格,对2A14锻件进行退火、分级时效热处理试验,测试力学性能及金相组织.结果表明:2A14锻件固溶前的退火处理能改善锻件纵横向性能,促进第二相的溶解:时效保温时间对锻件力学性能影响很大,随保温时间的延长,强度、硬度增加,伸长率则是先升高后降低,保温时间为4.5～5 h时综合性能最好;分级时效能改善锻件组织及性能,优化出100℃×2 h空冷+155℃×4.5 h空冷韵分级时效工艺,用此工艺处理2A14锻件,伸长率提高了170%～300%,强度、硬度仍保持较高水平.     

Warm forging of aluminium alloys: a new approach for time compression of the forging sequence

A new forging sequence, including a warm forging process, is proposed in order to obtain time compression in the production of forgings in heat treatable aluminium alloys. It offers the advantage of eliminating time consuming and expensive heat treatments. The proposed sequence consists of a solution treatment, followed by water quenching and then by warm forging that produces a fine precipitate structure characterised by high mechanical properties. The optimal warm forging condition was investigated by evaluating the strength and ductility values of the forgings by means of compression testing. The warm forging operation of the AA 6082 aluminium alloy, in the as-solutioned condition, at a temperature of about 240°C, after the natural ageing, provides mechanical properties that are almost coincident with those obtained after conventional forging sequences including an artificial ageing treatment. It was also observed that at such temperature the mechanical properties of the warm-forged parts are not significantly affected by the die speed.     

7A04-T73铝合金锻件电导率与力学性能稳定性的研究

针对7A04-T73铝合金锻件生产中出现的电导率与力学性能不匹配问题,通过对该合金锻件锻压工艺及热处理工艺的试验研究,确定了影响电导率与力学性能的因素。结果表明,7A04铝合金锻件的最佳锻造温度为400℃～420℃,淬火温度为469℃～475℃,双级时效制度为(115±5)℃8 h+(180±5)℃12 h。     

Mg-9Gd-3Y-0.6Zr-0.05Ag镁合金模锻件微观组织及力学性能不均匀性研究

基于DEFORM-3D数值分析软件,模拟了Mg-9Gd-3Y-0.6Zr-0.05Ag镁合金模锻件的成形过程,并研究了其顶部(T)、中部(M)和底部(B)的微观组织和力学性能。结果表明:模锻成形后,模锻件内部区域的温度和应变沿挤压方向从顶部至底部的分布不均匀,其中,温度呈现逐渐升高的趋势,应变呈现先增大、后减小的趋势。在晶粒尺寸与织构的共同作用下,模锻件底部的屈服强度最高、中部次之、顶部最低。模锻件温度和应变的分布特点导致了其中部具有更加均匀的组织和较弱的织构,从而体现出最优的综合力学性能,即:屈服强度为198 MPa、抗拉强度为312 MPa、伸长率为17.0%。     

多向强应变-时效下7075合金组织、拉伸及抗晶间腐蚀性能

通过OM、TEM、力学性能和晶间腐蚀测试等手段研究了7075铝合金经多向锻造和80 ℃×1260 min时效处理后的组织及性能变化,并着重分析了试样在不同状态下的抗晶间腐蚀性能。结果表明:试样经多向锻造和80 ℃×1260 min时效处理后,晶粒得到明显细化,强度大幅提升并使塑性保持良好,晶界的析出相呈不连续分布,抗晶间腐蚀性能得到改善。最终,试样的最佳综合性能为:抗拉强度640.25 MPa、伸长率16.59%、自腐蚀电流密度1.077×10^-4 A·cm^-2。     

高纯金属钪的退火工艺

采用硬度测量和光学显微镜观察,研究了不同退火温度对锻压加工后高纯金属钪硬度和微观组织的影响。结果表明,在相同退火时间下,随着退火温度的提高,金属钪的平均晶粒度总体呈上升趋势,硬度先降低后趋于平稳。当退火温度低于725 ℃时,回复再结晶过程相对缓慢,平均晶粒度增长有限,而硬度随退火温度的升高持续降低,在725 ℃时达到最低点;高于725 ℃时,退火温度越高平均晶粒度越大,硬度已经趋于稳定不随退火温度的升高而变化。故高纯金属钪最佳退火工艺为725 ℃×30 min。经725 ℃×30 min退火后,锻压加工后的高纯金属钪达到完全退火态,晶粒均匀,平均晶粒尺寸为135 μm,硬度值由退火前的169.5 HV2下降至退火后的129.6 HV2。     

锻前高温扩散对低合金钢力学性能影响的试验研究

改进锻前高温扩散工艺对于节约能源、提高大型铸锻件的生产效率都有着重要的意义。文章用试验方法研究了锻前高温扩散的不同保温时间、在不同锻比下,对2．25Cr-1Mo-0．25V钢锻后纵向力学性能的影响。试验表明,合金元素Cr,Mo的偏析程度随锻前高温扩散保温时间的增加而降低;锻比较小时,纵向屈服强度、纵向冲击韧性随保温时间的增加同时增大;锻造比达到某一数值后,纵向屈服强度、纵向冲击韧性不再随保温时间规律性变化;锻前高温扩散保温时间对纵向抗拉强度基本无影响。     

Effect of forging strain rate and deformation temperature on the mechanical properties of warm-worked 304L stainless steel

Stainless steel 304L forgings were produced with four different types of production forging equipment – hydraulic press, mechanical press, screw press, and high-energy rate forging (HERF). Each machine imparted a different nominal strain rate during the deformation. The final forgings were done at the warm working (low hot working) temperatures of 816 °C, 843 °C, and 871 °C. The objectives of the study were to characterize and understand the effect of industrial strain rates (i.e. processing equipment), and deformation temperature on the mechanical properties for the final component. Some of the components were produced with an anneal prior to the final forging while others were deformed without the anneal. The results indicate that lower strain rates produced lower strength and higher ductility components, but the lower strain rate processes were more sensitive to deformation temperature variation and resulted in more within-part property variation. The highest strain rate process, HERF, resulted in slightly lower yield strength due to internal heating. Lower processing temperatures increased strength, decreased ductility but decreased within-part property variation. The anneal prior to the final forging produced a decrease in strength, a small increase in ductility, and a small decrease of within-part property variation.