搅拌摩擦加工铸态L2纯铝组织与性能研究

对铸态L2纯铝进行搅拌摩擦加工(FSP)处理,研究L2纯铝加工前后的显微组织,力学性能及微观断裂机理。结果表明,剧烈的塑性变形促使粗大的枝状晶显著破碎,形成细小且均匀分布的再结晶组织。搅拌摩擦加工后,L2纯铝的显微硬度提高9HV,抗拉强度和延伸率分别提高34 MPa和17%;试样的拉伸断口呈现出微孔聚合韧性断裂特征。细晶强化对材料力学性能的提高起主要作用。     

45钢在爆炸加载条件下的表面硬化效应

通过提高金属材料表面的硬度,改善耐磨性,可提高材料的环境服役行为。利用爆炸加载方法可在45钢板的表面制备出晶粒尺寸细小、界面密度高的硬化层。结果表明:爆炸加载使材料表面发生强烈塑性变形,表层晶粒得到充分细化,硬度和磨损量随着距表面距离的增加呈梯度变化;与原始试样相比,爆炸加载后45钢表面显微硬度提高2.46倍,磨损量为原始试样的45%。     

高纯钴板冷轧前后的显微组织及织构特征

为研究靶材显微组织对溅射薄膜质量的影响,对质量分数为99.99%的钴板在室温下单向轧制,利用光学显微镜(optical microscope,OM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析其冷轧前后显微组织和织构特征,对开发高性能超高纯钴靶材提供理论依据与试验支撑。结果表明:初始态高纯钴板晶粒形状不规则、尺寸不均匀,以密排六方相(HCP)为主;HCP相虽然有一定的织构,但取向特征不明显,且HCP相中有大量板条组织,FCC相呈现出比HCP相更随机的取向分布;冷轧变形导致板材中晶粒变形剧烈,部分晶粒沿轧制方向明显拉长,并形成大量小角度晶界及变形孪晶;在孪晶和小角度晶界的分割下,变形晶粒存在一定程度细化,形成细晶区,同时,钴板发生马氏体相变,FCC相转变为HCP相;轧制态板材中HCP相呈基面织构,而FCC相依旧呈随机的取向分布特征。     

高纯铝等通道转角挤压引起的微观组织变化

高纯铝经等通道转角挤压 (EqualChannelAngularExtrusion/Pressing)后 ,其组织会发生显著变化。采用自制转角为 φ =10 0° ,ψ =16°的挤压模具 ,在液压试验机上对晶粒直径为 1.0mm的退火高纯铝实施挤压。挤压过程中的塑性剪切应变为 1.5 7,平均一次挤压 (N =1)的等效塑性应变为 0 .912。在扫描电镜上利用背散射电子衍射(EBSD)和ECC新分析技术研究了等通道转角挤压对微观组织的影响。实验结果表明 ,经过一次挤压 ,许多原始晶界沿剪切变形方向伸直 ,等轴晶粒变成沿剪切方向排列的片层结构 ,晶内出现直径约 1.0 μm的大量亚晶。经过多次挤压的高纯铝试样在室温便出现再结晶 ,EBSD分析确定再结晶组织中存在立方织构     

扩挤变形对7A04铝合金组织与性能的影响研究

研究7A04-H112铝合金经一次扩挤变形后的显微组织和力学性能。结果表明:相对于原始态试样,一道次挤压后试样的晶粒呈条状结构分布,抗拉强度和伸长率各提升57%和22.4%;二道次后试样的晶粒呈纤维状结构,各性能也均有不同程度的提升。可见,随着挤压道次的增加,晶粒变得更加纤细,力学性能提升,并且等效应变在变形中分布比较均匀,在不同道次变形中逐渐积累。     

中应变率下纯铜强迫剪切行为的研究

沿退火纯铜板材法向取帽型试样,用万能试验机在中应变率(1s-1)下对其进行压缩试验.借助金相显微、电子背散射衍射(EBSD)技术、显微硬度测试等手段,研究不同变形纯铜强迫剪切变形行为特征.结果表明:在中应变率下,试样力学响应加工硬化明显.变形主要集中在帽形试样两端的豁口连接处,且出现裂纹,并形成两端向中部扩展趋势.随变形量增加,剪切区域内部的晶粒首先沿剪切方向被拉长,随后破碎成等轴细晶,小角度晶界占比率逐步降低,越靠近剪切带,硬度越高,带内硬度明显高于带外.剪切带内晶体择优取向明显,且不同变形量样品的织构特征类似.     

Mg-14Zn-5Al合金原始组织对其部分重熔行为的影响

用圆锥铜模制备不同冷却速率下Mg-14Zn-5Al合金的铸态试样,研究冷却速率对合金的铸态组织以及不同原始铸态组织对其部分重熔行为的影响。结果表明:随着冷却速率的减慢,Mg-10Zn-5Al合金的铸态组织经历了细小的枝晶→粗大枝晶→等轴晶的过程;由枝晶向等轴晶转变的原始组织经部分重熔后,其平均晶粒尺寸呈先增大后减小再增大的变化趋势,其圆整度呈先减小后增大的变化趋势,固相率变化不大;当原始组织以细小的等轴晶为主时,其重熔后的组织较好,此时Mg-14Zn-5Al合金的平均晶粒尺寸为44.5~48.6μm,圆整度为1.32~1.43,固相率在60%左右。     

扭转热变形对7A04铝合金织构的影响

用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度为440℃、扭转速率为0.01 s~(-1)(8×10~(-3)rad/s)条件下对挤压态7A04铝合金试样进行高温扭转试验,通过EBSD技术,分析概括合金在不同变形区域中晶粒分布、晶界取向角、取向线等的演变规律,并绘制其扭转变形前后主要取向线在欧拉空间中的位向变化。结果表明:原始材料平均晶粒尺寸为84.64μm,纤维区、椭圆区和等轴区各为96.52、46.53、24.38μm,其对应的平均晶粒取向角为11.08°、7.84°、14.22°、18.12°;经扭转变形后,原始材料的取向线发生了一定规律性的位置变化,且织构发生显著弱化。     

挤压AZ31镁合金冷锻变形的组织演化

对挤压态AZ31镁合金进行不同方向的室温冷锻变形,变形量分别为3%、6%、9%、15%和18%。研究变形量对冷锻变形组织中孪晶的形态与分布的影响规律。结果表明:在冷锻变形初期,平行挤压方向的试样,大部分晶粒内部出现大量的{101ˉ2}孪晶;垂直挤压方向的试样,内部少量粗大晶粒内出现{101ˉ2}拉伸孪晶;随着变形量的增加,平行挤压方向试样内部{101ˉ2}孪晶减少,狭长的压缩孪晶增加,垂直挤压方向试样内部压缩孪晶增加。此外,当变形量增加至18%时,两种类型试样的锻造裂纹均主要起源于长条晶界和压缩孪晶界处。     

旋压紫铜药型罩组织结构与力学特性试验研究

利用显微硬度HV测试、光学显微组织技术研究旋压成形紫铜喇叭罩的组织结构和力学特性。结果表明：紫铜药型罩显微硬度沿母线方向线性递增;旋压罩组织呈纤维状且发生细化,350℃保温1 h后发生再结晶,晶粒尺寸为8.5μm,纵横比为1.6,组织取向与变形组织一致。旋压紫铜药型罩可能存在较强织构、具有抗旋性。     

旋压紫铜药型罩组织结构与力学特性试验研究

利用显微硬度HV测试、光学显微组织技术研究旋压成形紫铜喇叭罩的组织结构和力学特性。结果表明:紫铜药型罩显微硬度沿母线方向线性递增;旋压罩组织呈纤维状且发生细化,350℃保温1 h后发生再结晶,晶粒尺寸为8.5μm,纵横比为1.6,组织取向与变形组织一致。旋压紫铜药型罩可能存在较强织构、具有抗旋性。     

初始取向对AZ31镁合金动态力学行为和组织的影响

为研究初始取向对镁合金在高应变率下的动态变形行为,利用分离式Hopkinson压杆系统对具有不同取向的挤压态AZ31镁合金进行室温动态压缩实验,并通过金相显微镜对冲击后的显微组织进行分析。结果表明:平行于挤压方向(ED)的试样,应力-应变曲线出现屈服转折现象,随应变率的升高保持不变,对应变速率不敏感,屈服强度为50 MPa;但其显微组织变化对应变速率非常敏感,随应变率的提高,显微组织中孪晶数量减少,变形机制以孪生为主转变为以滑移和孪生两种方式为主;垂直于ED的试样,应力-应变曲线无明显的屈服现象,随应变率的提高,屈服强度小幅增大,孪晶数量增加,变形机制以非基面滑移为主向以非基面滑移和压缩孪晶的共同作用为主。     

镀铬后等离子弧处理工艺及组织

用等离子弧对试样表面进行扫描处理以增强镀铬层与基体的结合，研究了不同工艺处理后材料的组织与显微硬度分布的变化．结果表明，由于非转移弧热效率较高，试样组织及显微硬度的变化对有效输出功率的变化非常敏感．采用非转移弧处理，通过合理配比工艺参数，可获得较为合适的有效输出功率，能够促进镀层与基体之间的冶金结合，得到较为满意的组织，控制镀铬层的晶粒尺寸及基体上热影响区和硬化层的深度，可改善试样的显微硬度的分布．     

铁基粉末冶金材料的激光淬火研究

主要研究了铁基粉末冶金材料激光淬火处理后的显微组织和硬度变化。结果表明 ,沿层深方向 ,显微组织可分为淬硬层、过渡层和原始组织高温回火区。淬硬层的最高硬度达到 82 0HV ,与基体硬度相比提高了 3倍多 ,硬度提高的主要原因是晶粒细化 ,固溶强化和位错密度的提高。     

焊丝成分对6061-T6铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能的影响

用ER4043焊丝和ER5356焊丝对6061-T6薄板铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能进行研究。结果表明:用ER5356焊丝焊接时,6061-T6铝合金接头的屈服、抗拉强度及断后伸长率均高于以ER4043焊丝作为填充的焊接接头,前者的焊接系数为0.72,而后者仅为0.65;两者焊接接头的显微硬度均以焊缝为中心近似对称分布,最低值出现在接头热影响区中的淬火区,ER5356焊丝焊接时接头的硬度较ER4043焊丝高;以ER5356焊丝作为填充时,6061-T6铝合金的焊缝为细小的铸态组织,枝晶相对较细,而用ER4043焊丝焊接时,焊缝为粗大的铸态组织,且枝晶较发达,两者熔合区的近缝侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织。与原始母材相比,热影响区的晶粒产生一定程度的粗化。两者淬火区的晶粒内虽然都产生少量的二次相,但以ER5356焊丝作为填充时淬火区中的二次相较细小,且呈弥散分布。     

等通道角挤压对Mg-0.6%Zr合金力学性能和阻尼性能的影响

采用金相组织分析、显微硬度测试和DMA阻尼技术研究等通道角挤压对铸造Mg-0.6%Zr合金(质量分数)结构与性能的影响。研究结果表明,Mg-0.6%Zr合金经过ECAP变形时,发生了动态再结晶,晶粒显著细化,并随挤压温度的升高发生晶粒长大;变形后合金的室温力学性能明显改善,与铸态合金相比,显微硬度和拉伸强度均随挤压道次(1、2、4、6)的增加而增加,且合金经400℃挤压一道次后的阻尼性能优于铸态合金。     

激光表面处理铝-锂合金的组织与性能

本文研究了激光表面处理对一种使用状态的铝-锂合金组织与性能的影响。实际结果表明,与基材的未再结晶+局部再结晶组织不同,在激光重熔区内,邻近基材是细小的等轴晶区;与此层相邻的是平行于热流方向的拉长晶粒区,心部则为粗大等轴晶粒组织。加快激光束扫描速度,可细化重熔区内晶粒而使显微硬度提高。在时效处理时,激光重熔区比基材硬度要高,而两者的断口形貌则差别不大。     

静态SHS陶瓷涂层沿重力方向的组织及性能的研究

采用SHS铝热 -重力分离法制备了陶瓷衬层复合钢管。研究了沿着重力方向 ,陶瓷涂层的显微组织及性能的变化情况。研究结果发现 ,沿重力方向 ,试验配方制备的陶瓷涂层显微组织枝晶逐渐变得细小 ,涂层平均厚度及结合强度呈递增趋势。     

纳米ZrO_2微粒对电沉积Ni基复合镀层性能的影响

在磁场-超声复合作用下,用脉冲电沉积方法,在黄铜基体表面制备Ni-ZrO_2复合镀层,研究镀层的显微组织、结合力和耐腐蚀性能。结果表明:加入纳米ZrO_2微粒,提供更多的异质成核点,使复合镀层表面均匀致密、晶粒细化。纳米粒子添加量为10 g/L时,复合镀层晶面择优取向被抑制,晶粒生长趋于各向同性;晶粒尺寸和显微硬度分别为17.98 nm和417HV,较纯镍镀层的晶粒尺寸减小9.42%,显微硬度提高17.13%;复合镀层结合力最大,为1 913.2 MPa;极化曲线和阻抗曲线都表明复合镀层具有最好的耐腐蚀性。     

镁合金温变形后的组织与性能

研究了镁合金(Mg-3Al-lZn)铸棒在不同变形温度和变形程度下的组织演变过程和再结晶行为,并对不同变形条件下试样进行拉伸试验。结果表明:通过挤压变形及动态再结晶,可以显著的细化镁合金的晶粒,其晶粒尺寸可由铸态的约100μm减少到5μm;随变形温度的升高,合金的抗拉强度下降,到一定温度后,趋于稳定;在相同的变形程度下,随着变形温度的升高,晶粒有长大的趋势。