大塑性变形制备超细晶金属材料的研究现状

综述了大塑性变形法制备超细晶材料的研究进展,主要介绍了等通道角挤压和高压扭转法两种主要的变形工艺,探讨了超细晶的晶粒细化原理,分析了大塑性变形加工对材料力学性能和腐蚀性能的影响,展望了利用大塑性变形技术制备超细晶结构金属材料的应用前景。     

大塑性变形制备超细晶铝锂合金的组织及力学性能研究进展

综述了大塑性变形工艺制备超细晶铝锂合金的显微组织及其力学性能,分析了大塑性变形过程中铝锂合金的组织演变及其影响因素。铝锂合金的强化机制主要是基于析出强化,结合大塑性变形得到的超细晶粒组织可以显著提高强度和塑性,并得到优异的超塑性。表明大塑性变形加工铝锂合金,尤其是等通道挤压制备的超细晶铝镁锂合金在超塑性工业具有广阔的发展前景。     

大塑性变形制备超细晶铝锂合金的组织及力学性能研究进展（英文）

综述了大塑性变形工艺制备超细晶铝锂合金的显微组织及其力学性能,分析了大塑性变形过程中铝锂合金的组织演变及其影响因素。铝锂合金的强化机制主要是基于析出强化,结合大塑性变形得到的超细晶粒组织可以显著提高强度和塑性,并得到优异的超塑性。表明大塑性变形加工铝锂合金,尤其是等通道挤压制备的超细晶铝镁锂合金在超塑性工业具有广阔的发展前景。     

连续变断面循环挤压与高压扭转对合金组织和性能影响的综述

论述了高压扭转工艺与连续变断面循环挤压法两种大塑性变形方法的工艺原理和工艺特点。并介绍了这两种方法在细化金属组织方面的应用。高压扭转工艺和连续变断面循环挤压都能明显细化晶粒,均是优化材料性能的有效途径。重点分析了连续变断面循环挤压过程中变形参数对材料组织及力学性能的影响。     

大塑性变形制备超细晶粒铝及铝合金材料

结合目前国内外大塑性变形制备超细晶粒材料的现状,重点阐述了累积轧制、高压扭转和等通道挤压等具有实际生产意义的制取超细晶粒铝及铝合金材料的技术,分析了这些制备超细晶粒铝及铝合金材料技术细化晶粒的机制;展望了大塑性变形制取超细晶粒铝及铝合金材料的发展前景.     

累积叠轧技术的研究现状与展望

对采用累积叠轧工艺制备超细晶组织的技术进行详细的综述,介绍了累积叠轧技术的原理、ARB材料的组织与力学性能特征,并对ARB变形过程中的剪切变形、晶粒细化机制和强化机制进行分析。采用ARB技术可以制备大尺寸的超细晶组织材料,其室温抗拉强度通常比粗晶材料的高2～4倍。ARB材料的强化源于晶粒细化、位错强化、在大变形轧制时形成的稳定基面织构、表面的氧化膜以及内生原有夹杂物在强烈塑性变形情况下的破碎与弥散分布。分析了ARB技术的优越性,对其在制备超细晶材料领域的应用进行了展望。     

高压扭转变形对一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

对一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金进行4圈、8圈和12圈的高压扭转变形和时效处理,采用OM、XRD和拉伸测试对其显微组织和力学性能进行了研究。研究发现,高压扭转变形能够显著细化该合金晶粒尺寸;过多的扭转圈数对合金的强化效果反而减弱;当扭转12圈、时效处理后试样明显析出较多的MgZn2相。结果表明,该新型Al-Zn-Mg-Cu合金经高压扭转变形后主要存在3种强化机制,细晶强化、位错强化和析出强化。剧烈塑性变形可能促使该材料析出的强化相逐渐回溶至Al基体中。     

剧塑性变形及退火后Mg-Li合金的组织与力学性能

采用剧塑性变形工艺(等通道转角挤压和轧制)以及随后的短时间退火制备高性能Mg-Li合金,通过显微组织观察、扫描电镜分析、X射线衍射仪测试和室温拉伸测试等研究变形前后合金组织、力学性能及强化机制。结果表明:合金铸态晶粒粗大,主相为β相,α相分布于β相的晶界以及晶内;同时,晶内存在大量Al2Y和AlLi析出相。由于动态回复作用显著,合金变形时并未发生明显的动态再结晶现象;经短时间退火后,合金组织发生完全再结晶,其晶粒细化至27.1μm(12pra工艺,即等通道转角挤压、轧制及退火)。铸态合金的抗拉强度和伸长率分别为131.1 MPa和47.1%;经12pr(等通道转角挤压及轧制)变形后,合金的伸长率达到90.5%,而抗拉强度稍有提高,这主要受位错协调变形及动态回复作用的影响;退火后合金的伸长率显著降低而强度提高至237.6 MPa(12pra),出现退火致强化现象,其主要的机制是有限位错源强化及晶界强化。     

热变形含镁Zn-Cu-Ti合金组织特征、力学性能和耐腐蚀性能

本文采用挤压加轧制的方法制备Zn-0.75Cu-0.15Ti-0.3Mg合金板材，并探讨其组织演变过程、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明：挤压变形后Zn-0.75Cu-0.15Ti-0.3Mg合金呈细小的等轴晶形貌，Zn基体中存在微米级TiZn3和MgCuZn颗粒相以及纳米级CuZn5颗粒相。轧制变形促使合金的晶粒发生长大，并且晶粒尺寸较为不均匀。随着轧制变形量的增大，基体形变诱导晶内更多MgCuZn颗粒相的析出。轧制变形后合金的强度和延伸率均呈降低趋势，抗拉强度从142.7MPa降低到不到110MPa，这主要归因于晶粒的长大和脆性第二相的增多。不过，轧制变形有助于合金耐腐蚀性能的提高，轧制态合金具有较低的腐蚀电流密度(25.47×10-5Amp/cm2)和较高的腐蚀产物层电阻(166.7Ω/cm2)。     

预变形AZ60镁合金低温退火过程中的组织及力学行为演变

对合金材料来说,退火之后是软化还是硬化,对后续加工工艺的制定有重要影响.为了研究挤压态AZ60镁合金在变形前后的退火力学行为,对其分别进行没有经预先塑性变形和存在预先塑性变形的175℃低温退火处理,研究塑性变形和低温退火对合金组织和力学性能的影响.结果表明:没有经预先塑性变形的挤压态AZ60镁合金,175℃退火处理对其力学性能没有明显的影响.当合金沿着挤压方向预先压缩,产生了{10(1)2}孪晶,之后再进行175℃低温退火时,第二相Al12Mg17在晶界、孪晶界以及孪晶内析出,在随后的变形中阻碍了位错运动和孪晶的长大,显著地提高了合金的屈服强度.     

退火对LA141镁-锂合金板材显微组织与力学性能的影响

采用真空感应熔炼方法制备了LA141(Mg-14Li-1Al)超轻镁-锂合金,并通过挤压和轧制变形制备了0.8 mm厚的板材,轧制压下率达到90%以上。对轧制板材进行了两种工艺退火,通过OM、XRD、SEM等手段观察热处理前后轧板的显微组织,通过拉伸试验和硬度测试测定退火前后的力学性能。结果表明,温轧的方法有利于制备出宽幅薄板,且成品率较高;温轧LA141镁-锂合金薄板材具有较高的塑性;退火后,细晶强化作用和析出强化作用使合金的强度增加,但伸长率有所下降;225℃2 h退火后,合金具有较好的综合性能。     

不同轧制工艺对纯锡微观组织与性能的影响

本工作系统研究多晶纯锡(99.99%)在不同轧制工艺下的显微组织演变和力学行为,阐明纯锡在不同轧制状态下晶粒细化规律,以期为调控与优化纯锡的强韧化奠定理论基础。研究结果表明,不同轧制工艺对纯锡的微观组织和力学性能影响明显,其中轧制速度是影响纯锡的晶粒细化和力学性能提升的最主要因素,温度、速度和路径通过调控变形过程中的孪晶激发以及孪晶诱导再结晶的进程而实现不同工艺下的晶粒细化。轧制过程晶粒细化机制为：变形初期诱发60°<100>形变孪晶,在后续变形过程中孪晶逐渐演变为再结晶条带状组织,分割细化晶粒,且孪晶和再结晶组织的随机取向弱化原始粗晶产生的集中织构。轧制变形能明显提高纯锡的强度,且单向轧制工艺下的纯锡样品的TD方向的屈服强度和抗拉强度明显高于RD方向。     

变形工艺对LA91镁锂合金显微组织及力学性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、单轴拉伸研究了LA91镁锂合金在不同加工状态下的显微组织和力学性能。结果表明,经挤压变形后,LA91合金的组织呈现一定的取向性,晶粒沿挤压方向被拉长。经轧制变形后,该合金的组织得到细化,出现了纤维组织,取向性更加明显。轧制态LA91合金较挤压态该合金的力学性能得到一定的提高,其抗拉强度达176 MPa,伸长率最高达到40%。     

纳米结构金属材料的塑性变形制备技术

本文总结了制备纳米结构金属材料的塑性变形技术,包括大应变量变形技术(冷轧、累积叠轧、等通道挤压和高压扭转)、高应变速率变形技术(动态塑性变形)和高应变梯度变形技术(表面机械研磨和表面机械碾压),分析了变形方式及变形参数对晶粒细化的影响规律,展望了利用塑性变形技术制备纳米结构金属材料的发展趋势及挑战.     

采用沙漏挤压工艺制备超细晶材料

沙漏挤压是一种新的晶粒细化方法,通过挤压过程中产生的大塑性变形和动态再结晶而使晶粒得到细化,本文采用Zn-Al合金对这种工艺进行了初步研究,重点研究了变形量对沙漏挤压效果的影响,给出了显微组织变化和力学性能与超塑性能的变化的初步结果。实验结果表明：采用沙漏挤压能使材料获得等轴超细晶组织,材料性能得到很大的提高,并有助于实现高应变速率超塑性。     

变形方式对镁基复合材料性能影响的研究进展

综述了近年来轧制、锻造、挤压三种塑性变形工艺对非连续增强镁基复合材料组织及性能影响的研究进展,介绍了三种变形工艺成形镁基复合材料的研究现状,展望了今后的发展方向。     

轧制工艺对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr铸态合金经525℃、16 h均匀化退火后,在500℃轧制成总变形量为84%的板材,轧制后在200℃进行时效处理。观察合金的微观组织变化,并测试合金的力学性能。结果表明:轧制变形明显细化了晶粒尺寸,轧制后组织中存在方块相和长条状相;轧制初期组织中存在大量孪晶,孪晶能很好地协调塑性变形,并诱发了孪生动态再结晶;随着轧制变形量的增大,孪晶数量减少,再结晶方式以晶界弓出形核为主。轧制T5态合金具有优异的高温力学性能,200、250、300和350℃时抗拉强度分别为392、381、251和112 MPa,350℃拉伸时伸长率达到107.0%。     

剧烈塑性变形法制备块体纳米材料的研究与发展

综述了采用剧烈塑性变形技术制备块体超细品和纳米晶结构金属的主要方法,如等通道转角挤压、高压扭转、累积轧合与往复挤压.并介绍了两种完全有别于传统的剧烈塑性变形制备超细晶和纳米晶金属材料的最新工艺,如大应变切削和大应变挤压切削.系统地阐明了这些方法的基本原理、变形特点及应用,分析其优缺点并提出改进措施与发展方向.     

CuCr1合金接触线的时效工艺及组织性能

采用固溶-连续挤压-时效-轧制-拉拔工艺和固溶-连续挤压-轧制-时效-拉拔工艺生产了CuCr1合金接触线,测试和分析了不同状态CuCr1合金的组织和性能。结果表明:连续挤压态CuCr1合金时效处理后的性能优于轧制时效态;连续挤压态CuCr1合金组织为条带状变形组织,有少量的回复组织;轧制态CuCr1合金组织为变形的晶粒和沿带状晶界分布的Cr相;时效态CuCr1合金组织主要为再结晶组织。固溶-连续挤压-时效-轧制-拉拔工艺生产的接触线抗拉强度达到489 MPa,导电率达到79.47%IACS,其性能优于固溶-连续挤压-轧制-时效-拉拔工艺生产的接触线。     

Be-38Al合金组织的改性研究

铸态铍铝合金组织为粗大的柱状树枝晶,提高冷却速度或塑性变形能细化晶粒,减小柱状晶区面积,提高力学性能。结果表明,当冷却速度达300℃/s时,Be-38Al合金晶粒尺寸仅为5~10μm,铸锭表现为完全的等轴晶组织。铸造Be-38Al合金经热压变形后,柱状晶发生碎化。在500℃将热压坯锭由16.5 mm轧制至5.0 mm,枝晶组织进一步碎化,一些区域形成沿轧制方向变形拉长的晶粒,这表明Be-38Al合金在轧制过程中未发生动态再结晶。与铸态合金相比,Be-38Al合金的热轧板材力学性能提高,抗拉强度由61.5 MPa提高到269.8 MPa,伸长率由2.0%提高到3.5%。