钢的控制轧制

控制轧制的主要目的是细化晶粒组织,从而提高热轧钢的强韧性。综观控制轧制的发展可以看出它主要由三个阶段组成:①在高温下的再结晶区变形;③在紧靠Ar_3以上的低温无再结晶区变形;③在奥氏体-铁素体两相区变形。要强调的是,无再结晶区变形的重要性在于,奥氏体中产生变形带而把奥氏体晶粒划分为好几部分。在γ-α两相区变形产生一种由转变之后的等轴晶粒和亚晶所组成的混合组织,从而进一步提高强度和韧性。常规的热轧与控制轧制之间的主要差别在于,前者的铁素体只在奥氏体晶界上形核,而后者在晶内及晶界上形核,因而导致晶粒组织更加细小。控轧钢材中形成织构,将引起机械性能沿板面的各向异性和沿板厚度方向上的脆性。后者是造成夏比(冲击)试样出现层状断裂的主要原因。目前控制轧制意味着包括如下全部工艺:①选择适当的化学成分;②正确的钢坯加热温度以获得细小而均匀的γ晶粒;③由于反复地进行变形与再结晶,γ晶粒细化;④在无再结晶区内变形;⑤在γ-α两相区变形和⑥控制冷却速度。本文对控制轧制的基本现状,例如奥氏体的再结晶过程、铌阻止奥氏体再结晶的机理、显微组织伴随着变形所发生的变化以及影响强度和韧性的因素等方面加以综述,而对薄板厂中的控制轧制生产工艺则予以概略的介绍。     

车用铸态Ti-5.5Al合金热压缩变形行为研究

用铸态Ti-5.5Al-3.0Nb-3.0Zr-1.2Mo合金为基材,在Gleeble-3800D热模拟测试机上高温压缩测试,变形温度为750~900℃,变形速率为0.001~1 s^-1,总变形比例为75%。结果表明:应变提高,铸态合金加工硬化明显,流变应力呈直线增大;到达峰值应力后,组织开始软化,在软化与硬化过程达动态平衡时,获得稳定流变。处于低变形温度下,动态软化受应变率影响最明显,合金软化受变形温度与应变率共同作用。升温至850℃,存在动态再结晶现象,表现为动态回复。以较低应变率变形时,促进动态再结晶的快速完成,α相可促进动态再结晶转变。提高应变率后,合金中的β相软化机制由动态再结晶转变成局部塑性流变。     

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金压缩过程的动态再结晶

为研究Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金热压缩过程中的动态再结晶规律,在变形温度为350~500℃、应变速率为0.001~1.000 s-1条件下,采用Gleeble3500对合金进行压缩实验,通过XRD和金相显微镜对变形后的合金组织进行分析。结果表明:合金经过均匀化,主要相组成为Mg基体以及析出相W相(Mg3Y2Zn3)、I相(Mg3YZn6)和长程有序相(Mg12YZn),且变形过程中长程有序相保留下来;Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金热压缩曲线为典型的动态再结晶型,且峰值应力随应变速率的降低和温度的升高而减小;随着应变速率的增加和温度的升高,动态再结晶由晶界扩展到晶内,且组织成分达到均匀。     

Ti-55511钛合金高温拉伸变形行为及显微组织演变

基于高温拉伸试验，探究Ti-55511钛合金在温度为740～920℃和应变率为0.001～0.1 s^-1下的高温拉伸变形行为和显微组织演变规律，用Arrhenius双曲正弦函数模型推导了拉伸变形时的本构方程。结果表明：Ti-55511钛合金在两相区(740～860℃)变形时，流变应力随变形温度的提高和应变率的降低而降低，峰值应力曲线出现由陡到缓的下降，由本构方程计算出两相区变形激活能为559.653 kJ·mol^-1，显微组织演变规律为在740、770℃变形时，断裂位置中短棒状α相沿合金变形方向被拉长和扭曲，破碎的α相形成等轴晶粒串，变形温度升至800、830℃时，扭曲α相减少，拉长α相变细，等轴晶粒串的数量增多，当温度升至860℃时，等轴α相的含量急剧下降，开始出现β晶界轮廓，破碎的α相细化的同时等轴化程度提高。在单相区(890～920℃)变形时，峰值应力比860℃先增后减，计算单相区的热变形激活能为196.039kJ·mol^-1，断裂区域等轴β晶粒尺寸随变形温度的升高而增大，晶界呈锯齿状，这与动态回复过程中发生多边化...     

MB26合金超塑变形过程中显微组织变化及超塑变形机制

通过对热挤压态ＭＢ２６镁合金超塑性变形过程中显微组织的观察与分析，证实该合金的超塑变形机制是由位错运动和扩散蠕变所协调的以晶界滑移为主的变形机制，在变形初期的动态再结晶对获得微细等轴晶粒起到重要作用。     

Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu合金的动态再结晶临界条件研究

基于等温恒应变速率压缩变形试验研究具有典型动态回复和动态再结晶变化特征的Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu合金的应力-应变曲线,采用加工硬化率和3次多项式拟合相结合的方法,获得试验合金的临界应力/峰值应力、临界应变/峰值应变的比值分别为0.488~0.918和0.195~0.913。随着变形温度升高和应变速率减小,发生动态再结晶的临界应力呈下降趋势;随着应变速率增加和温度降低,发生动态再结晶的临界应变速率呈增大趋势。     

连续油管TIG焊接热影响区组织及性能热模拟分析

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对连续油管用粒状贝氏体钢在TIG焊接过程中,接头热影响区不同部位的微观组织和宏观力学性能进行分析。与此同时,热影响区与母材组织及力学性能的对比表明,在接头热影响区中,过热粗晶区以长条状铁素体组织为主,冲击功相对较高。正火区和不完全正火区组织以多边形铁素体为主,晶粒之间晶界清晰,块状铁素体之间为片状和粒状珠光体组织,冲击功较低;回火区没有发生明显相变,晶粒尺寸比母材略有增加,组织发生了微小的回复再结晶,材料的冲击功有所回复。     

热等静压TC4粉末体热压缩变形组织演变规律

针对热等静压工艺制备的Ti-6Al-4V合金,利用Gleeble-1500热模拟机进行高温热压缩变形试验,结合OM组织观察研究热变形温度为850~1 050℃与变形速率为0.001~5 s-1对该合金热变形组织的影响规律。结果表明:单道次变形时,当温度在900℃及以下,层片状α相发生球化或动态再结晶,得到均匀等轴的细小组织;高于950℃时,变形后淬火组织由均匀等轴β晶粒与板条马氏体组成,晶粒内有交叉排列的短片层α相;在950℃以下,随着应变速率增大,动态再结晶体积分数降低,晶粒内α相细化,当应变速率过大时,变形后组织以拉长的未再结晶粗大β晶粒为主;相较单道次变形,3道次变形中每一道次变形量较小,低应变速率下再结晶组织易粗大化,随着应变速率的增大,再结晶组织不均匀分布。     

电铸铜药型罩高速变形前后微观组织的观察以及变形机理的探讨

用透射电镜 (TEM)及电子背散射衍射 (EBSD)技术对电铸铜药型罩经爆破变形 (相对形变达 90 0 % ,形变速度达 1 0 4-1 0 7s- 1)前后的微观组织及内部晶粒的晶体取向分布进行了分析比较。实验结果表明电铸铜药型罩的高速变形过程是一个动态回复和动态再结晶过程。     

Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金热压缩动态再结晶的研究

采用Gleeble-1500D热模拟机对Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金的变形规律及动态再结晶行为进行研究。结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增加,随温度的升高而降低;变形量对应力-应变关系的影响很小;变形过程中发生动态再结晶,随变形程度的增加,动态再结晶晶粒不断增多,材料呈现明显的软化趋势,流动应力下降。当动态再结晶过程完成以后,继续变形,材料又出现硬化行为;并且动态再结晶平均晶粒尺寸的自然对数与Zener-Hollomon参数的自然对数呈线性关系。根据实验分析,合金适宜的热加工条件为:变形温度400～450℃,应变速率0.1～5s-1。     

Ti-Nb-V钢中第二相粒子对焊接HAZ晶粒度及韧性影响的价电子结构分析

基于"固体与分子经验电子理论"(EET),利用合金相和相界面的价电子结构参数统计值n′A、E′A、Δρ′、σ分析第二相粒子和固溶Nb对焊接HAZ组织和韧性的影响。结果表明:Nb元素固溶时,因Δρ′/σ值大于其他合金元素而使Nb具有强烈阻碍奥氏体晶界迁移的作用;第二相粒子Ti(V、Nb)C(N)析出时,形成相界面的Δρ′/σ较大,因而更能有效地钉扎奥氏体晶界而使高温奥氏体晶粒显著细化;第二相粒子析出后,能够促进新相铁素体生成,改善焊接HAZ韧性的机理也可追溯到n′A、E′A及Δρ′。上述分析结果与实验结果符合很好。     

7055-T6I4铝合金动态冲击性能及显微组织演变分析

旨在填补7055铝合金宽温度和宽应变率范围动态冲击的显微组织演变机制的不足,基于较宽温度和应变率范围的霍普金森压杆动态冲击试验,对7055铝合金动态力学性能及动态冲击后试样的SEM和TEM显微组织进行研究,分析温度和动态冲击应变率对7055铝合金组织与性能的影响。结果表明:低温环境下,随着应变率不断增大,7055铝合金的金相组织演变过程均存在绝热剪切带,其内部存在汇聚型微裂纹;随着温度升高,7055铝合金的动态冲击变形组织并未呈明显绝热剪切带,多以扭曲形变带形式存在;温度低于220℃,7055铝合金的TEM显微组织主要以不稳定的η′析出相为主,其数量和密度与温度有明显负相关。     

动态加载条件下冷轧5A06铝合金显微组织研究

以80%冷变形5A06铝合金为试验材料,利用分离式Hopkinson压杆加载装置(SHPB)进行动态冲击压缩试验,探讨高速形变响应规律,分析其动态力学行为;利用透射电子显微镜技术观察位错界面结构的变化,分析位错界面的高速形变响应。结果表明:预变形5A06铝合金在塑性变形前已发生绝热剪切行为,致使合金强度下降;初始位错界面成为高速形变过程中位错滑移的主要障碍;冲击前后,位错界面结构方向由与轧向平行演变为与轧向呈10°~20°夹角,位错界面间距由0.25μm演变为0.10~0.15μm。     

20Mn2钢中添加ZrC粒子获得超细晶粒的研究

在 2 0Mn2钢熔炼过程中加入一定体积分数和一定粒径的ZrC粒子以起形变核心和再结晶核心作用 ,利用大轧制变形加速奥氏体和铁素体晶粒发生再结晶而细化晶粒 ,分析了ZrC粒子对晶粒细化的作用以及合金元素和轧制变形对力学性能的影响。试验结果表明 ,试验钢晶粒尺寸被细化到 1～ 2 μm。与 2 0Mn2钢相比 ,S1钢淬火态抗拉强度和屈服强度分别提高 131.8%和 187.0 % ,2 0 0℃ 2 0 0min低温回火态分别提高 110 .6 %和 16 3.8% ,同时 ,延伸率也有所提高 ;S2钢油淬态的抗拉强度和屈服强度分别提高为 34.2 %和 39.9% ,钢S2油淬低温回火态分别提高了 2 9.9%和 35 .0 % ,与 2 0Mn2钢的塑性指标相比 ,油淬及低温回火态延伸率分别提高了 90 %和 111%。     

EA4T钢冷却过程中脉冲电流对组织与性能的影响

针对EA4T钢车轴淬火过程中心部会析出大量大尺寸先共析铁素体的问题,采用脉冲电流辅助加热方法,研究冷却过程中脉冲电流与先共析铁素体析出的关系。EA4T钢试样加热至900℃保温20min后,以25℃/min冷速冷却,并在冷却过程中通入一定参数的脉冲电流。结果表明,由于脉冲电流辅助加热的热效应,推迟了相变过程中先共析铁素体在奥氏体晶界处的析出。与未通脉冲电流的试样相比,先共析铁素体的含量降低,尺寸减小,试样的强度、伸长率及冲击值有所提高。     

某新型粉末高温合金的高温变形与动态再结晶

运用Gleeble-1500 热模拟机,对热等静压态的某新型粉末高温合金进行了形变温度在1120-1170℃和应变速率在2×10-3-2×10-1s-1下的高温变形与动态再结晶行为研究。研究表明:该合金在高温变形时应力-应变曲线上峰值应力σp与温度T和应变速率ε之间符合下式关系:Z=ε·exp(Qa/RT)=A2σpn。在一定的变形条件下,通过高温变形过程中的动态再结晶能获得细晶组织,其动态再结晶晶粒平均尺寸与Zener-Hollomon参数呈双对数线性关系。     

工业纯铁爆炸冲击波增塑效应研究

用透射电镜对冲击波加载的工业纯铁塑性机制进行了研究.结果表明其变形机制不同于准静态加载,塑性变形过程中冲击波绝热温升和亚结构的不稳定性使位错不断进行重新排列,应变较大时塑性变形功也会引起绝热温升,致使其亚结构已接近热加工动态回复组织,这种复杂的效应使塑性变形能力增强,结果使工业纯铁宏观塑性变形较大.     

弹体热收口过程的再结晶行为模拟

利用所建立的58SiMn钢奥氏体再结晶数学模型,对该钢制弹体在热收口过程中的再结晶行为进行了模拟;借助再结晶体积分数及晶粒尺寸变化的预测结果,解析了弹体收口后的晶粒分布。结果表明:收口上部由于温度较高且存在较大应变,促使完全动态再结晶发生并进而细化了晶粒;收口下部粗大晶粒的存在是由于该区域所发生的静态及亚动态再结晶不完全和新晶粒在保温过程中长大所致。