2124铝合金双曲率蠕变时效成形试验与回弹

基于3种单曲率和双曲率模具,以2124铝合金为研究对象,选取4种不同温度的峰值时效制度进行一系列蠕变时效成形试验,并测量了各试验条件下的回弹率。结果表明,时效制度对于回弹率的影响非常明显,此外回弹率还与材料所受的应力状态相关,当两种条件均达到最佳耦合效果时,板材的回弹率最小;双曲率弯曲成形试样在两个方向上的回弹率存在明显差异,但由于相互之间的协调作用,使得两个方向上的曲率变化规律能够保持一致,并对各方向上的回弹产生一定的限制作用。     

第二相在Mg-Gd-Y-Zr合金挤压棒超塑性变形中的作用

采用电子显微镜和XRD研究分析Mg-Gd-Y-Zr合金挤压棒材超塑性拉伸前后的微观组织及其超塑性机制。结果表明:在温度为450℃、应变速率为2×10-4s-1的变形条件下获得的挤压棒的最大伸长率为410%,应变速率敏感系数为0.54;合金表观变形激活能远高于镁的晶界扩散激活能或晶格扩散激活能,超塑性变形机制为晶格扩散控制的位错协调晶界滑动机制;微孔洞在基体/方形富稀土相界面处萌生,较软的不规则块状β相承受部分塑性变形,松弛了相界处应力集中。     

Mg-Gd-Y-Zr合金热轧板材的粗晶超塑性行为与微结构

对初始晶粒度为66μm的轧制板材在不同温度和不同变形速率下进行超塑性拉伸实验,研究Mg-Gd-Y-Zr合金粗晶热轧板材的超塑性行为与微结构特征。在温度为435℃、应变速率为5×10-4s-1的变形条件下获得的最大伸长率为380%,应变速率敏感系数为0.56。合金的表观变形激活能高于镁的晶界扩散激活能或晶格扩散激活能;合金的超塑性变形机制为晶格扩散控制的位错协调晶界滑动机制。微结构分析结果表明:第二相钉轧晶界,较软的不规则块状的β相承受了部分塑性变形。     

7050铝合金板在固溶过程中微结构与织构的演变

采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和织构材料(ODF)分析等研究7050铝合金热轧板在逐级升温固溶过程中微结构与织构的演变。结果表明:在固溶温度不超过490℃的条件下,板材中长条形再结晶晶粒平行于轧向分布,固溶板材与热轧板材的织构组态相似,均含有少量{001}100织构,晶粒取向主要聚集在β-取向线和α-取向线上;具有{124}211和{112}111取向的形变长条形组织由于回复和连续再结晶使其取向逐渐趋同,取向密度增强;最后经(475℃,12h)处理的样品中残留有Al2CuMg和Al7Cu2Fe相;而经(490℃,4h)处理的样品中,Al2CuMg相全部溶入基体,Al7Cu2Fe相仍然存在。     

铝合金中盘/片状,杆/棒状析出相的形状演变及动力学研究

微观组织定量化研究对于建立金属材料组织和性能关系有重要意义。本文研究了可时效强化铝合金中,时效过程中析出相形状的演变和动力学过程,结合过饱和固溶体析出相变过程的经典理论、析出相生长过程的软碰撞理论和HHC理论,建立了具有盘/片状、杆/棒状析出相铝合金的析出相形状因子模型。并利用Al-Cu-Li-Zr合金T相、Al-Cu-Mg合金S相及Al-Mg-Si合金β相的析出相尺寸随时效时间变化的实验数据对模型进行验证,拟合的结果符合盘/片状、杆/棒状析出相随时效时间延长,析出相尺寸形状因子先急剧增大至极大值、再缓慢减小最终趋于稳定的一般规律,证实了模型的适用性和准确性。     

锻压温度对Cr12Mo1V1组织性能的影响

以管割刀片用的Cr12Mo1V1钢为研究对象,分析不同的锻压工艺对其硬度、冲击韧性的影响,并使用OM、XRD、SEM分析不同工艺下的微观组织。研究结果表明:相比于直接空冷淬火,锻后空冷的峰值硬度向右偏移,在1100℃时达到峰值887 HV;随着锻压温度升高,650℃回火冲击韧性呈现下降趋势,马氏体转变量减少,残余奥氏体量增加;锻后空冷碳化物主要为M7C3型。综合分析表明,锻压温度为1100~1160℃时,锻压刀片能够得到较好的组织和性能。     

稀土元素Nd对过共晶Mg-Si合金中Mg 2 Si粒子的变质作用

利用光学显微镜、扫描电镜及XRD物相分析研究稀土元素Nd对过共晶Mg-3%Si合金中Mg 2 Si粒子的变质作用与机理。结果表明：随着Nd含量的增加,初生Mg 2 Si粒子的形貌由粗大的树枝状转变为细小的多面体状。当Nd含量增至1.0%时,初生Mg 2 Si粒子被完全细化,尺寸约为10μm。然而,随着Nd含量的进一步增加,初生Mg 2 Si粒子反而又出现了粗化的现象。其变质机理主要是Nd元素富集于初生Mg 2 Si相的生长表面并抑制其优先生长晶向的生长,即中毒效应。当Nd含量超过3.0%时,初生Mg 2 Si粒子中的白色粒子由NdMg 2相转变为NdSi和NdSi 2化合物。因此,适量的Nd元素可以有效地细化初生Mg 2 Si粒子。     

形变热处理对AI-zn-Mg-Cu合金板材组织与硬度的影响

研究了形变热处理(TMT:固溶-淬火-预析出-轧制)Al-7.81Zn-1.81Mg-1.62Cu合金板材中MgZn2等第二相粒子的析出形貌和数量及其对板材组织、织构和硬度的影响.结果表明,在TMT过程中形成的纳米/亚微米尺寸MgZn2粒子,在固溶处理过程中对亚晶界/晶界迁移形成了强烈的阻碍作用,但不会诱发粒子激发形核(PSN)再结晶.在本文实验条件下,合适的TMT制度可大幅降低材料的再结晶分数,载荷为29.4 kN的Vickers硬度由176 HV提高至203HV(提高了约15%).     

7050铝合金的TTP曲线

通过分级淬火方法获得7050铝合金的时间-温度-性能(TTP)曲线.结果表明:合金TTP曲线的鼻尖温度为330 ℃,淬火敏感温度区间为240～420 ℃;等温保温时,过饱和固溶体分解析出第二相粒子,在330 ℃附近,第二相(主要为η平衡相)的析出速率达到最高;随着时间的延长,晶内η相数量增加、尺寸变大,时效后粒子周围出现无沉淀析出区,导致强化效果显著降低;晶界处η相粒子粗化,由不连续分布形貌转变为连续分布形貌,无沉淀析出带宽化;鼻尖温度的高相变驱动力和较快的扩散速率是η相析出和长大的主要原因,建议在淬火敏感区间应加快淬火冷却速率避免平衡相的析出,而高于淬火敏感区间温度时可适当降低冷却速率减小热应力的影响.     

Mg-8Gd-3Y-0.6Zr合金热压缩过程的动态再结晶

研究Mg-8Gd-3Y-0.6Zr合金热压缩过程的动态再结晶规律.对该合金在变形温度为623～773 K、应变速率为0.01～1 s~(-1)条件下进行单向压缩实验,用金相显微镜、场发射扫描电子显微镜及织构测试仪对压缩后的合金组织与晶体取向进行分析.结果表明:曲线的峰值应力、稳态流动应力均随Zener-Hollomon (Z)参数的增加而增加;变形温度的升高以及应变速率的提高均能减弱{0001}基面织构,强化柱面织构;动态再结晶晶粒尺寸随Z参数的增加而减小.根据实验结果,该合金在热轧时ln(Z)宜控制在28～32之间,变形温度在723～773 K之间.