锻造变形量对FeNi基奥氏体合金力学性能的影响

研究了最后一火锻造变形量对FeNi基合金微观组织和性能的影响.结果表明,变形量为10%时合金中出现孪晶,其数量随着变形量的增大而增多.随着最后一火锻造变形量的增大,室温拉伸强度因晶粒细化而提高;但是,变形量大于15%后,室温塑性因孪晶对晶内滑移的阻碍作用和晶界碳化物对晶界结合力的削弱而降低;变形量大于10%时高温强度和塑性下降,其原因是孪晶与晶界相交阻碍了晶界滑动,相交部分在外力作用下易产生应力集中导致裂纹萌生并沿晶界扩展.     

轧制组织对镁合金AM60疲劳性能的影响

研究了AM60轧制后挤压镁合金的组织对其机械性能和疲劳裂纹扩展性能的影响。实验表明:轧制使晶粒细化,强度显著提高。沿纵轴轧制方向出现大量等轴李晶组织,而在横向原来的孪晶组织消失。对于存在大量孪晶组织的方向,其抗拉强度明显低于其它方向。轧制AM60的横向疲劳裂纹扩展速度(FCPR)明显地高于纵向。当疲劳裂纹尖端塑性区的尺寸与组织的晶粒度接近时,挤压AM60组织中晶粒大小的不均匀引起裂纹分叉,裂纹分叉和粗糙度诱发的裂纹闭合对疲劳裂纹扩展产生严重的阻滞作用在挤压镁合金AM60的疲劳裂纹扩展速度(da/dN)与应力强度因子范围(△K)的关系曲线上出现拐点(△K=64～7.5 MPa·m~(1/2))。疲劳裂纹扩展为沿晶和穿晶混合方式。     

AZ31镁合金板材轧制过程边裂形成原因分析

针对AZ31镁合金板材轧制过程中出现边部裂纹的问题,采用数值模拟方法研究了AZ31镁合金板材轧制过程中轧制温度对板材边裂的影响,利用实验室热轧试验方式研究了AZ31镁合金板坯宽厚比、轧制道次数以及工作辊直径等工艺参数对镁板边部裂纹的影响.研究表明,边裂的产生多数情况是由于几种因素共同作用的结果,其主要影响因素有轧制温度、道次加工率、轧辊直径以及板坯宽度和厚度等.在其他条件不变的情况下,减少板材宽厚比,可降低边部所受拉应力,有利于减少横向裂纹产生;当b(R·△h)~(1/2)时,随着板材宽度增加,轧制力逐渐升高,边部产生横向裂纹的几率增加;对于相同规格板坯,随着辊径增大,轧制过程中板坯的宽展量和所受摩擦力逐渐增加,有利于发挥板材塑性从而减小边部裂纹产生的趋势.     

AZ31镁合金轧制工艺的研究

对AZ31镁合金在400℃条件下的轧制工艺进行了研究,在不同压下量、不同道次条件下分别进行了轧制实验,并对轧制后AZ31板材的组织和力学性能进行了研究。实验结果表明:在400℃条件下,以小变形量轧制,每道次压下量为1mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第8道次,累积变形量50%;每道次轧制压下量为2mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第2道次,累积变形量为25%;AZ31镁合金在大变形量下轧制易产生裂纹,裂纹的产生可能是由于随着累积变形量增加,内应力激增,在难变形的硬取向晶粒区或第二相处产生应力集中,萌生裂纹。裂纹尖端扩展经过的区域变形量较大,因而裂纹两侧存在再结晶细晶区域。     

Mg-0.4Zn镁合金挤压板拉伸变形组织的演变

用电子背散射衍射(EBSD)技术结合原位拉伸,研究了在0％～20％应变条件下,Mg-0.4％Zn二元镁合金晶界、织构和裂纹的变化.结果 表明,在拉伸应变从0％增加到20％的过程中,随着应变量的增大材料微观组织中的孪晶逐渐增加.孪晶的类型以{10-12}拉伸孪晶为主;这种孪生使材料的组织织构类型发生了显著的变化,随着应变...     

基于伺服压力机镁合金冷压缩组织和硬度研究

为研究变速变形对镁合金微观组织和硬度的影响,采用1 100 k N机械伺服压力机,对AZ31镁合金在曲柄匀速驱动和曲柄单向减速驱动两种模式下进行了室温压缩实验,分析了两种速度模式不同变形量下试样的微观组织与硬度演化规律.研究表明:两种变速模式下,在压缩初始阶段,均有少量平行孪晶产生于粗大晶粒内,且孪晶宽度大;随着变形量增大,孪晶密度增大且呈细长化.在曲柄匀速驱动模式下,孪晶长而细且分布散乱,无规则交错;而曲柄单向减速驱动模式下孪晶由宽大转变为细长,多组平行孪晶相互交叉,均匀分布且孪晶密度增大.不同变形量下,曲柄单向减速驱动模式下的试样硬度均小于曲柄匀速驱动模式,但在接近极限压缩量(25%)时,其硬度值又趋于相同.     

轧制方式对ZK60镁合金组织与性能的影响

目的 通过显微组织表征和拉伸性能测试等方法,研究轧制温度、多道次累积压下率及轧制路径对ZK60镁合金组织演变和力学性能的影响。方法 通过在不同温度（300、340、380、420℃）与同一多道次累积压下率下进行轧制实验,明确了后续轧制实验的轧制温度。随后在同一温度、单个道次压下率为10%、不同累积压下率下进行多道次单向轧制及交叉轧制实验,并对轧制后试样的力学性能及微观组织进行分析。结果 当轧制温度为380℃、累积压下率为40.1%时,材料动态再结晶程度最大,平均晶粒尺寸减小为15.48μm,合金抗拉强度和断后伸长率最大,分别为301.46 MPa和20.56%。与多道次单向轧制相比,交叉轧制后合金板材基面织构强度明显降低,极密度值降低为9。材料RD方向的抗拉强度提高了6.35%,断后伸长率没有明显变化,TD方向的抗拉强度略微下降,但断后伸长率提高了71.47%,TD方向由脆性断裂转为韧性断裂。结论 随着温度与累积压下率的上升,ZK60镁合金的动态再结晶程度提高,晶粒得到细化,材料力学性能得到提升。在相同温度与累积压下率下,经交叉轧制后,材料基面织构显著削弱,材料的各向异性得到改善。     

固溶前冷轧压下率对Cu-Ni-Si-Mg合金组织与性能的影响

为了优化Cu-Ni-Si-Mg合金的轧制工艺参数,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段,对固溶前不同冷轧压下率下的Cu-Ni-Si-Mg合金时效态的组织性能及拉伸断口进行了分析.结果表明:随着冷轧压下率的增加,Cu-Ni-Si-Mg合金的平均晶粒尺寸逐渐增加,屈服强度、硬度和延伸率先增大后减小,抗拉强度表现为先增大,后在710 MPa左右波动,再减小的趋势;压下率从94%增加到96%,晶粒尺寸从12μm增加到52μm,而抗拉强度变化较小,归因于低压下时Cu-Ni-Si-Mg合金的细晶强化和时效强化占主导,而大压下时第二相粒子均匀的时效析出弥补了因晶粒粗大而造成的抗拉强度损失;压下率为93%时,合金的断裂为单一的韧性断裂,压下率为97%时,合金的断裂由韧性断裂和沿晶脆性断裂组成.     

AZ31镁合金热锻后的组织与性能的研究

研究了变形温度和变形量对AZ31镁合金组织性能的影响.结果表明:随着变形量的增加,孪晶数量减少,在400℃变形量为10%时,出现动态再结晶晶粒.随着温度升高,孪晶减少甚至消失,当温度达到350℃时,在晶界和孪晶界观察到细小的再结晶晶粒,温度继续升高,再结晶晶粒会出现长大现象.材料的抗压强度随着温度的升高先增加后减小.     

压延铜箔轧制压下率与组织织构和耐弯折性能的关系

采用退火态轧制铜带为原料,进行不同压下率的箔轧,研究箔轧压下率与铜箔组织织构及耐弯折性能的关系,并探讨其机理。结果表明,铜箔微观组织由沿轧制方向被拉长的扁平状晶粒组成,相邻晶界间距平均值随着箔轧压下率增大而显著减小;当箔轧压下率为90.7%时,铜箔相邻晶界间距平均值仅为0.52μm。铜箔轧制织构以铜型、S型和黄铜型织构为主。随着压下率的增大,轧制织构整体强度增大,取向不断集中。当箔轧压下率为90.7%时,铜箔的耐弯折性能最好,疲劳寿命可超过300次。大的箔轧压下率使得铜箔的晶粒尺寸更薄及取向更集中是铜箔耐弯折性能提高的根本原因。     

不同温度下GH690合金断裂韧性及断裂行为

选取三点弯曲试样、采用J积分方法评价了GH690合金从室温到623K的断裂韧性,考察了不同温度下合金的断裂行为。结果表明,GH690合金的断裂韧性随着温度的升高而降低。由于室温层错能较低,合金变形可以通过孪生协调进行,而形变孪晶诱导裂纹扩展转向,延长了裂纹的扩展路径,使合金表现为较高的断裂韧性;随着温度的升高,合金的层错能增加,形变孪晶生成的机率降低,裂纹扩展转向减少,导致合金的断裂韧性随之降低。     

温度对核电用GH690合金力学行为的影响

以国产蒸汽发生器传热管用GH690合金为研究对象,通过评价其断裂韧性及拉伸特性,结合光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析,研究了合金由室温-623K的力学性能.研究结果表明,室温下GH690合金低的层错能,易生成形变孪晶,使得合金在孪生的协调下塑性变形能力提高,同时孪晶促进裂纹扩展转向,使合金在断裂过程中吸收更多的能量,维持合金高的断裂韧性.随着温度的升高,合金的层错能增加,导致形变孪晶生成困难,合金应力集中程度加剧,裂纹从而平直扩展,合金的断裂韧性降低.由于合金的室温层错能较低,合金在拉伸时能够通过孪生协调变形,同时生成的孪晶阻碍了位错的滑移而提高了合金的强度和塑性.随着形变温度的升高,合金通过孪生协调变形的能力降低,导至合金的变形机制由孪生转变为滑移,滑移产生的加工硬化效应小于孪生,故合金的强度和延伸率随之降低.     

Ti单晶及多晶与孪晶相关的疲劳裂纹萌生

研究了高纯Ｔｉ单晶在ＳＥＭ中循环变形及多晶在拉－压对称疲劳和反复弯曲疲劳时与孪晶相关的疲劳裂纹萌生，发现除孪晶界外，循环孪晶带内孪晶与孪晶的碰撞、孪晶内部沿特定面以及孪晶撞击晶界也诱发了疲劳裂纹。     

压下率对轧制单层晶极薄带晶界滑移特性的影响

采用退火态单层晶轧制铜箔为原料,进行不同压下率的箔轧.以多晶体位错滑移及塑性流动机制为基础,建立了考虑潜在硬化和晶格转动效应的率相关晶体滑移本构模型,分析了压下率对轧制单层晶极薄带晶界附近区域变形分布特性、取向演化和滑移系激活规律的影响,并探讨其机理.确定了合理的材料本构参数,铜箔拉伸实验与晶体塑性有限元模拟得到的应力-应变曲线一致.所建立的晶体塑性有限元模型,可很好的模拟最大压下率达到80%时轧制单层晶铜箔的变形过程.结果表明:1)由于晶粒形状、晶界及晶粒取向的作用导致晶内-晶间变形分布非均匀性;2)由于晶粒间复杂的相互作用导致晶粒取向主要绕横向(TD)进行旋转,且旋转角度和取向分散度随压下率的增加而增大;3)在晶内-晶间不同区域的滑移系启动存在显著差异,启动滑移系随压下率的增加而增多,当压下率小于等于60%时,在晶粒表层和晶界处,滑移系成对发生启动,当压下率达到80%时,表层和晶界处为多滑移系启动情形;4)滑移最先从晶粒表层和晶界处开始,然后向晶粒内部延伸.     

Mg-3Zn-2Gd合金轧制态和退火态的组织与力学性能

利用光学显微镜和扫描电子显微镜分析了热轧态及退火态Mg-3Zn-2Gd合金的组织,并测试了其室温拉伸力学性能。结果表明:合金板材经应变为23%~67%的轧制后组织得到细化,平均晶粒尺寸由10μm减至轧制应变为67%时的4μm。初始组织中的大量孪晶和剪切带逐渐减少;随着轧制应变增至67%,剪切带消失,组织由动态再结晶晶粒和少量孪晶组成。拉伸力学性能显著提高,抗拉强度σb和屈服强度σ0.2分别由未轧制时的255 MPa和215 MPa提高至轧制应变为67%时的305 MPa和300 MPa,而伸长率δ先提高后降低。再经573 K退火处理1 h后,合金组织发生静态再结晶,变形不均匀区域消失,由细小均匀等轴晶组成;σb和σ0.2分别降至265 MPa和235 MPa,δ提高至19.0%;拉伸断口呈现大量韧窝,表现为韧性断裂。     

翼缘板钢非对称冷轧及再结晶退火实验研究

对翼缘板钢采用非对称冷轧,在压下率78%时,对轧件进行微观显微组织观察,结果表明:随着异速比增大,晶粒长度和宽度比值也增大;提出了在异步轧制条件下,晶粒长宽比值可以反映轧件所受附加剪切变形的大小.对冷轧后的轧件进行拉伸实验与不同温度的退火实验,并进行透射电镜观察,结果表明:随着异速比增加,规定非比例延伸强度增加,退火后...     

镍基单晶高温合金热机疲劳断裂特征

为了进一步提高镍基单晶高温合金的热机疲劳性能,通过微观结构解析研究了合金热机疲劳断裂特征.通过金相和扫描电子显微镜研究了热机疲劳断裂的断口特征和微观结构.研究表明:裂纹起源于形变孪晶与试样外表面的交截处,过程中的氧化有助于裂纹的长大;裂纹尖端的应力场诱发出大量形变孪晶,而形变孪晶的存在为裂纹进一步沿着孪晶界扩展提供了便利条件;镍基单晶高温合金的疲劳断裂主要是由于形变孪晶的形成以及裂纹沿孪晶界的扩展造成的.形变孪晶与高温合金疲劳断裂密切相关.     

表面织构与复合板联合轧制成形的数值模拟研究

目的研究结合界面带微织构的复合板的轧制成形过程。方法基于Deform软件,以CDA-377铜和1100铝复合板为研究对象,模拟铜板表面微织构加工过程以及带微沟槽的铜板与铝板的轧制复合过程,分析整个轧制复合过程中轧制力的变化规律,然后在复合板稳定轧制过程中对板料金属单元进行样点追踪以及应力分析,最后以铝板温度、压下率为变量,分析铝板温度、压下率对稳定轧制阶段轧制力的影响。结果通过改变铝板温度和压下率进行多次模拟,发现铝板温度为200℃,压下率为25%时,在整个复合轧制过程中,咬入阶段轧制力先上升到最大值608 N,随后下降并稳定在366 N左右,并进入稳定轧制阶段;在稳定轧制过程中,铝板基层和凹陷层的应力变化规律基本一致,应变主要集中在铝板一侧;随着铝板温度升高、压下率降低,稳定轧制阶段的轧制力呈下降趋势。结论微织构复合板轧制过程中轧制力的变化规律、稳定轧制状态下的轧制力受温度和压下率影响的机理与普通复合板基本一致,而稳定轧制状态下结合界面的应力变化规律与微织构相关。     

轻压下技术及其在连铸中的研究与应用

连铸过程中铸坯内部易产生中心偏析、中心疏松和缩孔等缺陷,这会对后续轧制及成品产生不利影响。目前凝固末端轻压下技术被认为是改善连铸坯内部质量的一种最有效方法。综述了轻压下技术的基本原理与主要控制参数,以及该技术的研究与应用现状。最后,介绍了凝固末端大压下技术的应用。指出应根据缺陷产生机理的不同合理控制压下参数:要解决中心偏析,应于钢液仅在枝晶间可流动时进行压下;而要提高铸坯致密性,可在凝固终点处进行大压下。     

退火温度对GH3600合金箔材组织与性能的影响

目的 探究退火温度对GH3600镍基高温合金箔材微观组织及力学性能的影响。为制备综合性能良好的GH3600箔材提供参考。方法 将厚度为2 mm的铸态板材反复轧制退火得到组织均匀的0.3 mm厚度带材,再利用四辊冷轧机将带材轧制成厚度为0.1 mm和0.05 mm的箔材,然后将2种厚度箔材在950、1 000、1 050 ℃下保温1 h后空冷。通过金相观察、电子探针、EBSD检测及XRD分析来研究箔材的微观组织演变。通过拉伸实验检测箔材的室温拉伸性能。结果 随着变形程度的增大,轧制态箔材晶粒沿轧制方向被拉长得更加明显。在相同热处理参数下,0.05 mm退火态箔材晶粒尺寸更小。退火后,箔材晶粒发生了回复再结晶并析出了细小的碳化物。随着退火温度的升高,晶内碳化物逐渐减少,孪晶界比例增大,再结晶程度及晶粒尺寸增大。0.05 mm箔材在1 050 ℃退火时,其晶粒迅速粗化,在厚度方向上出现单层晶,导致箔材的抗拉强度及延伸率出现异常降低的现象,即“越小越弱”的尺寸效应。结论 适宜的热处理工艺有助于改善箔材的微观组织,进而提高其力学性能。0.05 mm箔材在950 ℃下退火1 h时,其延伸率为19.1%,屈服强度以及抗拉强度分别达到293 MPa和560 MPa,综合力学性能良好。