5CrMnMo钢超塑性变形特性的研究

本文对工业用5CrMnMo钢超塑性变形特性进行了研究。测定了不同晶粒尺寸的lgσ—lgε关系曲线。研究了温度,应变速率与延伸率之间的关系。在晶粒尺寸为8.53μm的试样上、在700℃下、以4.9×10~(-4)s~(-1)的应变速率拉伸时,获得了最大延伸率、其值为582％。对变形后试样的组织分析结果表明:5CrMnMo钢在超塑性变形时有扩散蠕变、晶界滑移和位错滑移三种变形机制同时发生。晶界滑移为主要变形机制。     

Nb47Ti合金热变形行为及微观组织

目的 研究Nb47Ti合金在变形温度为600～750℃、应变速率为0.001～1s?1条件下的热变形行为和微观组织。方法 采用Gleeble-3500型热/力模拟试验机进行等温恒应变速率压缩实验,获得Nb47Ti合金热变形的真应力应变曲线,并利用EBSD技术手段分析热变形后的微观组织。结果 Nb47Ti合金在变形温度小于650℃、应变速率小于0.1s?1下热变形的真应力-应变曲线为动态再结晶型曲线,变形温度大于等于700℃时呈现为动态回复型曲线;峰值应力随变形温度的升高和应变速率的减小而减小;在变形温度为650℃、应变速率为0.001 s?1下热变形组织以再结晶晶粒和亚晶粒为主,随着应变速率的增大,动态再结晶晶粒不断减少,而亚晶粒和变形晶粒增多,晶粒得到显著细化。当应变速率为0.1 s?1时,随着变形温度的增加,晶粒尺寸增大,变形温度升高至750℃,热变形组织中亚晶粒所占比例高达50.5%。结论 Nb47Ti合金是温度和正应变速率敏感材料,随变形温度的升高和应变速率的增大,变形过程中动态回复软化机制更为显著,低温、高应变速率下变形获得的再结晶晶粒尺寸小。     

135°ECAP+旋锻变形工业纯钛的热稳定性研究

对经过135°ECAP+旋锻变形后的工业纯钛100,150,200,250,300,350,400,450℃和500℃下保温1h退火。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸试验机及显微硬度仪等技术研究ECAP+旋锻变形工业纯钛退火后的组织与性能变化。结果表明:在400℃以下退火时,显微组织中位错密度降低,晶界逐渐清晰,变形组织未发生明显变化,材料的抗拉强度和显微硬度略有降低,伸长率增加不明显;在400℃以上退火时,随着退火温度的升高,发生再结晶,晶粒尺寸明显增大,平均晶粒尺寸约为5μm,材料的抗拉强度和显微硬度均出现明显降低,伸长率增加。拉伸断口表明,ECAP+旋锻变形退火后工业纯钛的拉伸断裂均为韧性断裂。随着退火温度的升高,韧窝尺寸变大,韧窝深度变深。     

锻态TB6钛合金β相区压缩变形行为和动态再结晶

使用圆柱形试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行锻态TB6钛合金β相区的热压缩实验(变形温度950~1100℃,应变速率0.001~1 s^-1),研究了合金的高温压缩变形和动态再结晶行为。结果表明,这种合金在β相区的变形激活能为246.7 kJ/mol,其热变形机制是动态再结晶,动态再结晶新晶粒的主要形核机制是弓弯形核。当应变速率为0.01~0.1 s^-1、变形温度为<1000℃时动态再结晶的发展比较充分,变形组织明显细化;当变形温度高于1000℃、应变速率低于0.001 s^-1时,动态再结晶的晶粒明显粗化。在动态再结晶的晶粒尺寸D与Z参数之间存在着相关性,其函数关系为D=6.44×10²·Z^-0.1628。     

7050铝合金高温变形过程中的微观组织特征

研究了7050铝合金在温度为460℃,应变速率分别为1.0×10-4s-1和 0.1s-1条件下的高温拉伸变形过程.结果表明:7050铝合金在高温拉伸过程中平均晶界取向差角与真应变之间保持比例关系,晶粒尺寸随变形的进行而增加.晶粒的长径比在变形条件为460℃/1.0×10-4s-1变形时基本保持不变;而变形条件为460℃/0.1s-1时,晶粒长径比则随着变形的进行而增加.微观组织结果表明,7050铝合金在460℃/1.0×10-4s-1的变形过程中,软化机制为连续动态再结晶,而变形条件为460℃/0.1s-1时,软化机制为动态回复.连续动态再结晶过程中平均晶界取向差角的持续增加与亚晶界的迁移和变形过程中晶界吸入位错有关.     

GH4049合金的热变形行为及组织演变

在Gleeble-1500热模拟机上进行GH4049合金的热压缩实验,获得合金在温度为1090~1180℃、应变速率为0.1~50s-1条件下的应力-应变曲线。对峰值应力进行线性回归获得合金在不同变形条件下的材料常数,通过非线性回归建立合金的热变形本构方程。结果表明:随着变形温度升高,动态再结晶更加充分,晶粒尺寸变大;随着应变速率增加,晶粒组织趋于均匀,晶粒尺寸先减小后增大。     

316LN奥氏体不锈钢的高温拉伸断裂行为

用Gleeble1500D热力模拟试验机研究了锻造态的AISI316LN奥氏体不锈钢650-1300℃的热塑性及高温拉伸断裂行为,应变速率为0.5 s-1。结果表明,在650-1250℃温度范围内,材料的断面收缩率先随着变形温度的升高而降低,在850℃达到最低后开始大幅升高,高于1000℃时都保持在85%以上。但是当温度升高到1300℃时,由于晶粒尺寸急剧变大其晶界强度下降,断面收缩率又急剧降低。用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察了试样的热变形区的组织变化和断口形貌,发现材料在1000℃以上热变形时发生了动态再结晶。动态再结晶提高了材料塑性,阻碍了裂纹的扩展。在断口附近裂纹产生的过程包括微裂纹的形核、长大和聚集且和晶界处富集的夹杂物有关。能谱分析表明,这些夹杂物主要是球状的硫化物和不规则的氧化铝类夹杂物。     

GH984G18合金热加工图及再结晶图研究

应用Gleeble3800热模拟试验机对GH984G18合金进行热压缩实验,以实验获得的应力-应变曲线为基础,根据动态材料模型建立该合金不同应变时的热加工图,利用热加工图确定了热加工工艺窗口,并分析了温度和变形量对实验合金动态再结晶的影响。结果表明:应变较小(ε≤0.2)时,可优先选择的变形温度为1030~1090℃,应变速率为0.01~0.18s~(-1);随应变增加(ε≥0.3),最佳热变形温度范围移至高温区间1180~1200℃,最佳应变速率范围大致为0.056~0.25s~(-1);当应变速率为1s~(-1)时,温度小于900℃不能引起动态再结晶,仅使得晶粒发生动态回复;当变形温度和应变量分别达到1000℃和30%时,发生部分动态再结晶;当变形温度为1000℃,应变量为60%时,发生完全动态再结晶。     

双相钢拼焊板温拉伸力学性能及组织分析

为了揭示温变形工艺参数对双相钢拼焊板宏观力学性能及组织演变的影响规律,在不同变形温度和应变速率条件下对DP590双相钢拼焊板进行温拉伸试验和微观组织观察,将变形温度和应变速率对材料温成形过程的综合影响统一为Zener-Hollomon(Z)参数来研究材料宏观力学性能和微观组织演变.实验结果表明,随着Z参数的降低,材料越容易发生动态再结晶,流变应力-应变曲线越低,断后延伸率逐渐提高,平均晶粒尺寸有长大的趋势.本研究对于通过Z参数优化DP590双相钢拼焊板温变形宏观力学性能和微观组织具有一定的参考价值.     

2024 铝合金板材高温拉伸流变行为和微观组织演化研究

目的研究高温拉伸应力状态下,2024铝合金板材的流变行为和微观组织演化行为。方法对退火后的2024铝合金板进行等温拉伸试验,得到其应力应变曲线,并通过金相实验测定平均晶粒尺寸。建立了2024铝合金板材高温拉伸条件下的流变应力本构关系和晶粒尺寸模型。结果流变应力随温度的升高而减小。流变应力对应变速率有正的敏感性,随着温度的升高,应变速率敏感系数变大。变形后的平均晶粒尺寸随Zener-Hollomon参数升高而减小,随应变量的增加先减小后增大。结论所建立的流变应力本构关系和晶粒尺寸模型,有助于在实际生产过程中优化工艺参数,获得细小晶粒,提高零件性能。该研究为2024铝合金板材热成形工艺的开发和组织控制奠定了理论基础。     

3003铝合金动态再结晶实验研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行变形温度为300～500℃、应变速率为0.01～10.0s-1的高温等温压缩实验,由真应力-真应变曲线计算应变硬化速率,并采用截线法测量热压缩后平均晶粒尺寸,结果表明:3003铝合金动态再结晶临界应变εc随着Z参数的增大而提高,合金发生动态再结晶的临界条件为:...     

镁合金塑性变形中孪生的研究

介绍了镁合金变形过程中孪生的晶体学、位错机理以及几何位向学;探讨了孪晶的形核、长大与演变机制;分析了孪生过程对塑性变形的作用;论述了影响孪生的几种基本因素,包括晶粒取向、变形温度、变形速度、晶粒尺寸、预变形.研究结果表明,镁合金塑性变形过程中孪生变形的作用在于,通过孪生过程改变晶粒取向或通过孪晶间或孪晶与滑移之间的相互作用,诱发新的滑移和孪生;孪晶也可抑制裂纹的产生和扩展,从而提高变形镁合金的室温塑性.     

Cr8钢的动态再结晶行为及组织转变

利用Gleeble-3500热/力模拟试验机对Cr8支承辊用钢在应变速率0.01～1s-1、变形温度950～1 200℃条件下进行了热压缩变形试验,研究了其热变形力学行为和再结晶规律,并对该钢热变形后的显微组织及物相变化进行了分析。结果表明:在应变速率较低为0.01s-1,当变形温度低于1 050℃时,Cr8钢热变形后的组织主要为动态回复型,当变形温度高于1 100℃时,热变形后的组织为动态再结晶型,且随着变形温度的升高,动态再结晶晶粒逐渐长大;当应变速率增加到0.1s-1时,热变形后的组织在温度低于1 050℃时为动态回复型,在温度高于1 100℃时为动态再结晶型;当应变速率增加到1s-1时,变形温度高于1 050℃时,热变形后的组织即发生了明显的再结晶,奥氏体晶粒大部分已长成为等轴的再结晶晶粒;Cr8钢热变形后的物相主要为α-Fe和γ-Fe,显微组织主要为马氏体和残余奥氏体。     

Effects of grain size on compressive behaviour in ultrafine grained pure Mg processed by equal channel angular pressing at room temperature

Ultrafine-grained pure magnesium with an average grain size of 0.8 μm was produced by refining coarse-grained (980 μm) ingot by multi-pass equal channel angular pressing (ECAP) at room temperature with the application of a back pressure. The compressive deformation behaviour at room temperature depended on grain size, with deformation twinning and associated work hardening observed in coarse-grained Mg, but absent in the ultrafine grained material as decreasing grain size raised the stress for twinning above that for dislocation slip. The ultrafine grained Mg showed good plasticity with prolonged constant stress after some initial strain hardening.     

Grain size effect on deformation twinning and detwinning

This article systematically overviews the grain size effect on deformation twinning and detwinning in face-centered cubic (fcc) metals. With decreasing grain size, coarse-grained fcc metals become more difficult to deform by twinning, whereas nanocrystalline (nc) fcc metals first become easier to deform by twinning and then become more difficult, exhibiting an optimum grain size for twinning. The transition in twinning behavior from coarse-grained to nc fcc metals is caused by the change in deformation mechanisms. An analytical model based on observed deformation physics in nc metals, i.e., grain boundary emission of dislocations, provides an explanation of the observed optimum grain size for twinning in nc fcc metals. The detwinning process is caused by the interaction between dislocations and twin boundaries. Under a certain deformation condition, there exists a grain size range where the twinning process dominates over the detwinning process to produce the highest density of twins.     

ZA73镁合金热变形行为研究

在应变速率为0.001s(-1)和0.1s(-1),温度为150-300℃的条件下,采用热模拟对ZA73镁合金的高温拉伸变形行为进行了研究,并结合显微组织观察和挤压试验,分析确定了适合该合金的热加工工艺.结果表明:变形温度和应变速率是影响ZA73合金流变应力和塑性的关键参数,应变速率一定时,流变应力随温度的增加而降低;...     

铸态AZ31镁合金热压缩过程中的再结晶行为

利用Gleeble-1500在温度200～500℃和应变速率0.001～1s-1范围内对铸态AZ31镁合金进行热压缩实验,并对动态再结晶行为进行研究。基于温度-应变速率的变化规律(Zener-Hollomon参数,Z参数),分析了形变温度和应变速率对铸态AZ31镁合金组织结构的影响规律。结果表明:动态再结晶发生后,再结晶晶粒尺寸随着形变温度的降低而减小。随着Z值的增加,动态再结晶作用增强,形变组织细化。为了便于工程应用的参考,给出了相应的热加工三维图。     

镁合金的塑性变形机制和孪生变形研究

概述了镁合金的塑性变形机制,介绍了镁合金的主要孪生系及其表征技术,详细分析了变形温度、变形速率、受力方向和晶粒尺寸等对镁合金孪生变形的影响,讨论了孪生变形对镁合金塑性变形、动态再结晶、力学性能与断裂的影响。孪生通常发生在粗大晶粒中,晶粒细化可以激活镁合金中的非基面滑移,抑制孪生变形和降低镁合金的各向异性,指出细晶镁合金的研制和工业化生产是变形镁合金发展的重要方向。     

TC18钛合金热压参数对流动应力与显微组织的影响

通过在700~950℃和应变速率0.001~50s-1条件下的热模拟实验,系统研究了TC18钛合金应变速率、变形温度对变形抗力和显微组织的影响。结果表明:提高变形温度或降低应变速率,可显著降低TC18合金变形过程中的真应力,与单相区相比,两相区变形抗力对温度的变化更为敏感。在α+β区变形时,α相和β相都参与变形,球状初生α沿形变方向略有拉长,β相沿金属流动方向形成纤维组织;β相变点以上温度变形时,β相沿金属流动方向呈纤维状分布,在950℃可以观察到再结晶的等轴β晶粒。     

Texture modification and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy sheet subjected to equal channel angular bending

Analysis of the recently proposed equal channel angular bending(ECAB)process is provided on thin hotrolled AZ31 magnesium alloy sheets.In particular,effects of deformation temperature and strain path on the texture evolution and mechanical properties are systematically investigated under single pass ECAB at various temperatures and multi-pass ECAB process that involves changes in strain paths.It is found that simultaneous activation of multiple twinning types is successfully introduced during ECAB,which results in obvious tilted component of basal texture.Attributed to the domination of extension twins,weaker basal textures are detected after both single pass ECAB at 150℃and three cross passes ECAB at 200℃.After annealing,the basal texture is further weakened via twin-related recrystallization and the annealed microstructure is featured with mixture of basal and non-basal orientated grains.Additionally,the effect of grain orientation on the mode of plastic deformation and the roles of grain orientation and grain boundary on the local strain accommodation are coherently studied.This study reveals that over 60%increase of uniform elongation with marginal reduction of tensile strength less than 5%can be achieved for single pass ECAB at 150℃and three cross passes ECAB at 200℃,which is the result of larger fraction of grains favored with extension twinning and better local strain accommodation.