工业铝合金LY12超塑变形机理

本文研究了LY₁₂铝合金超塑变形的机理,用扫描电镜和光学显微镜观察了LY₁₂铝合金在超塑变形过程中的表面形貌变化,半定量地研究了该合金超塑变形过程中的机理变化。研究结果表明,LY₁₂铝合金在超塑变形Ⅱ区,其超塑变形的主要机理为晶界滑动,晶界滑动对总变形的贡献为40～70%,调节机理为晶内位错运动和扩散蠕变;在超塑变形Ⅲ区,晶内位错运动占主要地位,其对总变形的贡献为60%以上。     

晶粒尺寸对TC4钛合金超塑性行为及变形机理的影响

研究了不同晶粒尺寸(2,8,18μm)T℃4钛合金在温度860～950℃和应变速率5×10-4～5×10-3S-1条件下的超塑性拉伸变形行为及组织演变,分析了晶粒尺寸对该合金超塑性变形行为及变形机理的影响.结果表明:在温度890℃、应变速率5×10-4S-1的变形条件下,细晶(2μm)合金超塑性变形的断后伸长率高达1 300%,而粗晶(18μm)合金的仅为450%;细晶(2～8μm)A金超塑性变形后,平均应变速率敏感指数m值在0.50左右,晶粒保持较好的等轴状,在α/α仅晶界、α晶内均未观察到明显的位错,在α/β晶界附近发现少量的位错;粗晶(18 μm)合金超塑性变形后,m值仅为0.30,晶粒等轴程度下降,在α/α晶界及α晶内均发现大量位错,且在α晶内发现亚晶.     

Zn-5Al共晶合金的表面效应对超塑变形的影响

用光学显微镜，扫描电镜研究了Zn-5Al共晶合金超塑变形的表面效应及其影响因素。结果表明：超塑变形中的晶界滑移机制导致某些晶界由材料内部滑移至表面，从而使外表面增加；Zn-5Al合金的超塑性表面流动具有长程性，而且表面流动对超塑变形具有协调作用，表面镀层由于破坏了表面流动的协调性，对合金的超塑变形产生阻碍作用。空洞是材料的内自由表面，其形核长大与（2γs-γgb）有关，提高表面能，降低晶界能可增强材料的超塑性。     

奥氏体不锈钢脉冲电流止裂处的晶间腐蚀性能及其评价方法

采用草酸电解浸蚀试验和恒电位极化试验研究了敏化处理前后304不锈钢脉冲电流止裂处的晶间腐蚀性能,得到适合评价裂纹止裂处晶间腐蚀性能的方法。结果表明:经脉冲电流止裂后,止裂处的凝固区、细晶区、形变马氏体区晶界处均未析出碳化物,而经恒电位极化后,晶界处的钝化膜完整,未发生晶间腐蚀;经草酸电解后,敏化试样止裂处不同区域的晶界处均发生了腐蚀,说明草酸电解法不能区分脉冲止裂后不同微区晶间腐蚀性能的差异;经恒电位极化后,敏化试样止裂处凝固区和细晶区晶界处的钝化膜稳定性较好,具有一定的耐晶间腐蚀能力,形变马氏体区发生了严重的晶间腐蚀;恒电位极化法是评价奥氏体不锈钢脉冲电流止裂处晶间腐蚀性能的一种有效方法。     

动态条件下Fe-24Mn-0.5C孪晶诱发塑性钢的断裂机制

对Fe-24Mn-0.5C孪晶诱发塑性钢进行了动态冲击拉伸试验,并采用扫描电镜、透射电镜等研究了该钢的断裂机制。结果表明:试验钢的抗拉强度为1 100 MPa,断后伸长率为50%;试验钢表现为典型的韧性断裂特征,断口主要由呈阶梯状的韧窝组成;其断裂机制为变形过程中塞积在晶界和孪晶界处的大量位错促使孔洞及裂纹的产生,继续变形则发生断裂。     

汽车结构件低载强化的微观分析

为了从微观上解释汽车构件低载强化产生的原因，利用透射电镜对汽车前轴低载强化前后微观组织特征进行了深入研究。结果表明：经过低载强化后，造成材料晶界附近位错高度缠绕，形成位错墙；晶粒变形时的晶界摩擦力增大，晶内的晶胞原子结合更紧密，在高载荷的反复作用下晶格常数仍能基本保持不变，晶界强化则是低载强化微观上的主要原因。     

高锰奥氏体超低温钢低温脆断机制的研究

研究了高锰奥氏体钢的低温断裂机制。高锰奥氏体钢随温度降低其断裂机制由韧窝状断裂转变到晶界断裂。在固溶处理时快速冷却过程中锰在奥氏体晶界产生不平衡偏聚。由于锰的偏聚层的强度、应变三硬化指数和应变硬化率均高于晶内基体材料,因此在加载形变过程中位错在偏聚层处塞积而产生很大的内应力,在偏聚层处的应力远大于晶内,因此在晶界偏聚层处产生晶界断裂。     

β型Ti40阻燃钛合金铸态组织高温变形的微观组织

Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)阻燃钛合金是β型钛合金。铸态组织中存在不同位向的孪晶,大孪晶中有许多平行的二次孪晶,沿孪晶界诱发微裂纹;高于850°C变形因动态回复形成了位错亚晶,变形温度越高亚晶越明显;850～1000°C变形孪晶与晶界交互作用及孪晶间的交互作用产生了微裂纹;孪晶的精细结构为位错;1100°C变形合金中不存在孪晶,在一些区域存在层错     

ZGMn18Cr2Mo超高锰钢加工硬化机理研究

研究了ZGMn18Cr2Mo超高锰钢在压缩变形时的加工硬化机理。结果表明：在小压缩变形情况下，有高密度的位错、少量层错和大量的形变孪晶形成，并有一定数量的交叉孪晶和纳米尺寸的超微细碳化物TEM和XRD分析未发现形变诱发马氏体存在，说明超高锰钢加工硬化是位错强化、孪晶强化、层错强化及弥散析出的超微细碳化物颗粒强化综合作用的结果。     

纳米多晶铜单点金刚石切削亚表层损伤机理

基于Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法构建了多晶铜分子动力学模型,研究了纳米切削中多晶铜材料去除、切削力变化及晶界与位错间的相互转化机制。研究结果表明：晶界的阻碍作用使得切屑流向发生了改变,并在已加工表面形成凹槽和毛刺;切削过程中晶界前方材料变形能的逐渐积聚及晶界的最终断裂,造成了切削力发生由最大峰值到最小谷值的大幅波动;晶界附近的材料去除经历了材料变形积聚、位错穿越晶界、晶界转变为位错及晶界最终断裂等过程。通过详细分析多晶铜纳米切削中位错与晶界间的演化过程,揭示了晶界与位错间的相互转化机制,丰富了多晶铜亚表层损伤机理的内涵。     

采用电子背散射衍射技术研究变形温度对压缩后1235铝合金织构的影响

采用电子背散射衍射技术对经不同温度热压缩后1235铝合金的织构进行了研究,分析了在50%变形量、0.1s-1应变速率下,变形温度对该合金晶粒取向、晶界特征及织构组分的影响。结果表明:随着变形温度的升高,织构的取向聚集性弱化,织构相对体积总含量降低,晶粒内小角度晶界更稀疏,大角度晶界更加平直且连通性好,再结晶晶粒长大更充分。     

初始残余应力对铝合金7475板件变形的解析法研究

针对航空铝合金7475典型件在加工中易引起弯曲变形,导致加工精度超差,成品率低下等问题,利用解析法和工程力学理论研究其初始残余应力在单面剥层和正反面剥层两种情况下每剥一层后残余应力的重新分布规律和对应的工件变形情况,利用实验进行验证此解析方法计算结果是正确的.通过解析值可知,单面剥层时,在剥层超过板厚一半多时工件向相反方向翘曲变形,而正反面剥层时始终沿一个方向弯曲,而且工件变形值比单面剥层时的变形值小.这种解析方法可以通过残余应力的变化规律及工件变形情况来有效地控制工件变形,同时适用于其他材料相关分析,是一个通用性强的方法.     

GO/AlSi10Mg激光熔化沉积组织性能研究

针对铝合金激光熔化沉积件强韧性差等问题,提出一种溶剂蒸发法制备具有粉末球形度高、流动性好、激光吸收率高且氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)均匀分散的GO/AlSi10Mg复合粉末,采用激光溶化沉积技术(Laser melting deposition,LMD)分别打印AlSi10Mg成形件和GO/AlSi10Mg成形件,对比分析两种LMD成形件的微观组织和力学性能,探究GO调控AlSi10Mg合金成形件强韧性的机理。结果表明,添加0.1%GO的LMD成形复合材料抗拉强度提升了10.3%,延伸率提高了170%,硬度提高了5.8%,拉伸断口从脆性断裂特征转变成韧性断裂特征。GO在高能激光的作用下发生还原反应生成石墨烯,石墨烯对复合材料起到了晶粒细化的效果。拉伸试验过程中位错在石墨烯附近聚集并缠结,石墨烯在铝基体中的钉扎作用阻碍了位错的移动、促进了位错增殖,而且石墨烯与Al基体有较强界面结合,起到载荷转移和桥接作用。由于晶粒细化、位错强化、载荷转移强化以及桥接作用,提出的GO/AlSi10Mg激光熔化沉积技术提高了铝合金成形件的强韧性,为铝合金激光熔化沉积技术的应用和发展提供了...     

铈对2195铝锂合金显微组织和拉伸性能的影响

通过拉伸试验机、透射电镜、扫描电镜等研究了添加微量铈对T8和T6时效态2195铝锂合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:添加微量铈能使热处理态2195铝锂合金的组织及性能得到明显改善;微量铈一方面能使合金的主要强化相T1相和θ′相增多,且更均匀细小地弥散分布;另一方面能有效细化晶粒、净化晶界和抑制再结晶,使合金的组织分层更加薄化,在一定程度上改善合金的断裂行为,减少沿晶断裂倾向。     

Effect of process parameters on friction stir welding of aluminum alloy 2219-T87

In this work, successful friction stir welding of aluminum alloy 2219 using an adapted milling machine is reported. The downward or forging force was found to be dependent upon shoulder diameter and rotational speed whereas longitudinal or welding force on welding speed and pin diameter. Tensile strength of welds was significantly affected by welding speed and shoulder diameter whereas welding speed strongly affected percentage elongation. Metallographic studies revealed fine equiaxed grains in weld nugget and microstructural changes in thermo-mechanically affected zone were found to be the result of combined and interactive influences of frictional heat and deformation. A maximum joining efficiency of 75% was obtained for welds with reasonably good percentage elongation. TEM studies indicated coarsening and/or dissolving of precipitates in nugget. For the gas metal arc weld, SEM investigations revealed segregation of copper at grain boundaries in partially melted zone.     

Orientation rotation behavior during in situ tensile deformation of polycrystalline 1050 aluminum alloy

Microstructural evolutions and orientation rotation behavior taking place during uniaxial tensile deformation at room temperature are studied in polycrystalline 1050 aluminum alloy. Specimens are elongated in an in situ deformation stage equipped in a high-resolution electron backscattered diffraction (HR-EBSD) system. Variations in grain boundary characteristics, such as misorientation and grain boundary distribution, during in situ tensile deformation are analyzed statistically using HR-EBSD. Orientation rotation behavior in individual grains is traced during the whole deformation process. A large number of grains in polycrystalline 1050 aluminum alloy rotate during deformation and are divided into subgrains due to multiple slip. The plane normal directions of individual grains show no remarkable tendency of the orientation rotation during in situ tensile deformation, while the orientation rotation of the tensile direction is found to be strongly dependent on the initial orientation of each grain prior to deformation.     

Analysis of grain boundary dislocations by large angle convergent beam electron diffraction

Large angle convergent beam electron diffraction (LACBED) is used to analyse secondary dislocations in sigma3 and sigma9 grain boundaries in silicon. By selecting reflections from crystal planes common to the adjoining grains, LACBED images are insensitive to the boundaries except where dislocations are present. The dislocation images are closely similar to those for dislocations in single crystals and can be analysed by standard Cherns-Preston rules. It is shown that, for both boundaries, sufficient common reflections can be selected for a complete analysis, and that dislocations can be analysed assuming integer values of g x b, implying that the Burgers vectors are Displacement Shift Complete (DSC) lattice vectors. For both sigma3 and sigma9 boundaries, DSC dislocations are identified which are specific to these boundaries. The experimental conditions for the analysis of grain boundaries are explained, and the extension of the method to other coincidence boundaries is discussed.     

楔压变形程度对重力铸造ZL401铝合金管坯显微组织和力学性能的影响

为了消除重力铸造ZL401铝合金管坯中的孔洞、疏松等缺陷,改善其组织并提高力学性能,对其进行楔形压制(最大变形量为40%),并对其微观组织、力学性能和拉伸断口进行了研究。结果表明:楔形压制能明显压合甚至消除重力铸造产生的孔洞和疏松,随变形程度增大,其强度和伸长率均增大,抗拉强度、伸长率和相对密度分别从从楔压前的161MPa,3.3%,94.3%提高到232MPa,7.2%,99.5%;断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变。     

铸态铝黄铜的超塑性

本文 研究了未经任何预处理的大晶粒铸态铝黄铜（ZHA166-6-3-2）的超塑性,结果表明：在变形温度为520～585℃,初始应变速率为2.6×10-4～6.6×10-3s-1范围内,超塑拉伸的伸长率可达到120%以上,最佳应变速率为2.6×10-3s-1,变形温度为575℃,最大伸长率为230%,应变速率敏感性指数为0.32,金相组织分析表明：超薄变形主要发生在大晶粒内部,超塑变形促进亚晶的形成和动态再结晶的进行。     

喷射态7075合金回归再时效工艺研究

针对传统回归再时效(Retrogression and re-aging,RRA)工艺并不能充分发挥合金综合性能的缺点,通过拉伸试验、电导率测试、透射电镜观察等手段,研究适合喷射成形7075铝合金的回归再时效处理工艺。结果表明:120℃,16 h的欠预时效处理更有利于合金晶内析出相在回归处理过程中的回溶,有利于合金再时效后强度的提升;200℃,8 min的回归处理可有效地粗化晶界析出相并使其断开明显,使合金的耐蚀性大幅提升;120℃再时效24 h可再次强化合金的力学性能。采用上述RRA处理工艺可得抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为791 MPa、736 MPa、8.5%和22.9 MS/m的高性能喷射成形7075合金,比传统RRA处理的合金在强度与耐蚀性上均有明显提高。