熔铸法原位自生Al2O3-TiC/ZL109复合材料高温压缩变形行为研究

利用熔铸技术制备了原位自生Al2O3-TiC/ZL109复合材料.借助SEM,TEM和高温材料实验机等仪器,对铝硅合金ZL109和Al2O3-TiC/ZL109复合材料的高温压缩变形行为和机制进行较为深入的探讨.结果表明,材料的流变应力随压缩变形温度的上升而下降,高的应变速率将提高流变应力的整体水平.ZL109铝硅合金在523～723 K,Al2O3-TiC/ZL109复合材料在523～623 K温度区间以晶内位错运动为主要特征;在623～723 K压缩温度区间Al2O3-TiC/ZL109复合材料以晶内位错运动和晶界滑移并存为主要特征.     

基于材料微观组织演变的铝合金本构模型研究

文章在Gleeble-1500热模拟实验机上通过轴对称等温压缩实验得到6061铝合金的真实应力-应变曲线,研究了该合金高温变形时的流变力学行为。以位错密度、晶粒尺寸及再结晶分数为内变量构建基于材料微观组织变化的6061铝合金流变应力本构模型,通过参数反求方法求解了高温流变应力本构参数。结果显示该模型能够准确描述6061铝合金在热变形过程中发生的加工硬化及动态回复、动态再结晶现象,能够准确预测材料晶粒尺寸变化以及微观组织的再结晶体积分数。     

7B04铝合金超塑变形空洞研究

在530℃、3×10-4/s条件下对细晶和粗晶(平均晶粒尺寸8μm和16μm)两种7B04铝合金板材进行了不同变形量的高温拉伸实验,对空洞的演化进行了表征,结合超塑变形机理比较和分析了晶粒尺寸对空洞行为的影响.结果表明:超塑变形过程中空洞平均直径基本呈线性增长,空洞体积分数呈指数规律增长,细晶板材中空洞的发展较为缓慢.实验用7B04铝合金对空洞的容忍度约为16%.细晶组织在变形过程中较易发生协调运动,获得了良好的超塑性.绘制了空洞长大机理图,求得扩散控制和塑性控制的空洞长大机理间的转换半径约为1. 6μm.     

超细晶钢在不同温度下塑性变形机制的研究

将晶粒尺寸分别为2、7、80μm的微合金钢在295～973K温度范围内进行单轴拉伸试验，通过对比分析3种不同晶粒尺寸微合金钢的工程应力一应变曲线及微观组织，讨论了超细晶粒钢在不同温度下的塑性变形机制。在295～473K范围内，3种不同晶粒尺寸微合金钢的塑性变形机制以位错运动为主；在573K，晶界滑动开始在超细晶粒钢中出现，在973K，成为塑性变形的主导机制；粗晶粒钢在573～973K范围内以位错运动为塑性变形的主要机制。     

碳含量对K423高温合金组织及性能的影响

本文研究了碳元素对K423高温合金组织及性能的影响.结果表明,随着碳含量的增加,室温拉伸强度变化不大,塑性有所降低.850℃拉伸强度变化亦不明显,而屈服强度略有增加.850℃、325 MPa条件下随着碳含量的增加,持久寿命升高,塑性也有所增加.在850℃下,合金的组织会发生变化,而碳含量的增加,增强了K423合金的组织稳定性,抑制了有害相的析出.金相观测结果也表明,铸态下,本成分合金都未发现TCP相.经850℃热处理一定时间后,发现有σ相析出,且随电子空位数的增加,析出的σ相数量也增多.本文还利用电子空位数理论对不同合金成分进行了计算,碳含量升高,合金电子空位数降低,即合金的组织稳定性增强.综合力学性能测试结果、金相观测和电子空位数计算的结果可看出,适当提高合金的碳含量有益于K423合金性能的提高.     

脉冲电流对1420铝锂合金超塑性及组织演变影响

通过温度480℃、初始应变速率0.001 s~(-1)条件下单轴超塑拉伸试验,研究了脉冲电流对1420铝锂合金超塑性变形行为的影响,在此基础上,利用光学显微镜(OM),透射电镜(TEM),X射线衍射(XRD)等分析手段,研究了脉冲电流对1420铝锂合金超塑变形过程中的晶粒形貌及尺寸、位错形态及密度的影响规律,结果表明:脉冲电流提高了1420铝锂合金超塑变形性能,降低了变形抗力,与未加脉冲电流超塑拉伸实验结果相比,施加脉冲电流后超塑拉伸延伸率由160%提高到270%,提高了68%;峰值应力由14.3 MPa降到10.7 MPa,降低了25%。1420铝锂合金超塑变形过程中发生了动态再结晶,脉冲电流促进了再结晶的形核,使变形后的组织更加均匀、细小,相同应变条件下,施加脉冲电流超塑变形后的平均晶粒尺寸低于未加脉冲电流超塑拉伸;位错运动是1420铝锂合金超塑变形重要的变形协调机制,脉冲电流促进了位错运动、打开了晶内位错缠结,降低了相同变形条件下的位错密度,使变形协调更易于进行。     

Inconel690合金高温高速热变形行为研究

在Gleeble-3800热模拟试验机上,采用热压缩实验研究了不同变形条件下Inconel 690合金的高温变形行为与组织演变特点.实验中采用的变形温度为1000～1200℃,变形量为70％,变形速率为1.0 ～80.0 s-1.根据实验结果获得了该合金的应力-应变关系,并对峰值应力进行了线性回归,由此得到了该合金的高温材料常数,激活能Q =417.6 kJ.mo1-1,α =0.003196 MPa-1,n=7.51,并最终得到了Incone1690合金的高温变形本构方程.通过金相显微镜研究了合金动态再结晶规律与温度和应变速率的关系,结果表明:变形温度对Inconel 690合金组织的影响很大,随温度的升高,动态再结晶百分数逐渐增加,且伴随着晶粒的长大;而提高应变速率,变形的时间缩短,位错密度迅速增大,动态再结晶的驱动力增加,也可以使再结晶后的晶粒细化;当温度为1150℃左右,应变速率50～80 s-1时,能够得到均匀细晶组织.     

稀土元素对Al-Zn-Mg合金动态再结晶行为的影响

本文通过在透射电子显微镜下对比观察Al-Zn-Mg-RE和Al-Zn-Mg两种合金的动态再结晶现象,发现在其各自的最佳超塑性条件下,Al-Zn-Mg合金的动态再结晶晶粒随着应变的增加而粗化,而Al-Zn-Mg-RE合金在超塑变形的过程中随形变量的增加其晶粒反而细化。从而使Al-Zn-Mg-RE合金的超塑性大大优于Al-Zn-Mg合金。并分析了稀土元素细化Al-Zn-Mg合金动态再结晶晶粒并改善其超塑性的机理。     

粗晶Mg-3Gd-1Zn合金高温压缩变形过程中的动态再结晶

研究了粗晶Mg-3Gd-1Zn合金在723 ～823 K,应变速率0.100 ～0.001s-1条件下单轴压缩变形过程中的动态再结晶行为.研究结果表明,其热压缩曲线为典型的动态再结晶型,峰值流变应力和稳态流变应力随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;在该实验温度范围内其变形激活能约为140 kJ·mol-1;再结晶晶粒尺寸lnd与lnZ参数偏离线性关系,且变形温度对再结晶晶粒尺寸的影响比应变速率更大.利用金相和电子背散射技术(EBSD)对773 K,0.010 s-1条件下压缩不同变形量的Mg-3Gd-1Zn合金进行了组织表征,发现其动态再结晶大都发生在孪晶界及其与原始晶界的交叉处,主要为孪生诱发动态再结晶形核(TDRX)机制.再结晶形核初期形状不规则,晶界倾向于呈直角,随着应变量的增大,由于晶界的局部迁移,再结晶晶粒逐渐转变为稳定的等轴晶.     

塑性加工变形物理场研究的发展趋向

发生物理现象的空间部分,称为物理场。根据这个定义塑性加工时的变形区称为塑性加工变形物理场。塑性变形过程中,由开始到终了,矢量参数(位移,变形,应力,速度等),标量参数(温度,密度,体积,硬度,屈服极限,强度极限,位错密度,金属组织的主体相与剩余相的尺寸等)、各种系数(变形系数,晶粒尺寸比值,延伸率,断面减缩率,