Hastelloy C-276合金Σ3晶界和Σ9晶界随着退火时间的演变规律

Hastelloy C-276合金经小变形量冷轧后进行1100℃不同时间的退火处理。采用EBSD技术对Σ3和Σ9晶界比例进行统计,同时采用五参数法对Σ3和Σ9晶界面分布进行分析。结果表明,Σ3晶界随着退火时间的延长更加接近于标准重合点阵晶界取向,而其晶界面更加接近于低能量的{111}晶界面。这一结果符合晶界“微调”机制。Σ9晶界面分布则越来越集中在[110]晶带。而偏差较大的Σ9晶界比例增加,是由于非共格Σ3比例的增加导致的。     

Hastelloy C-276合金Σ3晶界和Σ9晶界随着退火时间的演变规律（英文）

Hastelloy C-276合金经小变形量冷轧后进行1100℃不同时间的退火处理。采用EBSD技术对Σ3和Σ9晶界比例进行统计,同时采用五参数法对Σ3和Σ9晶界面分布进行分析。结果表明,Σ3晶界随着退火时间的延长更加接近于标准重合点阵晶界取向,而其晶界面更加接近于低能量的{111}晶界面。这一结果符合晶界微调机制。Σ9晶界面分布则越来越集中在[110]晶带。而偏差较大的Σ9晶界比例增加,是由于非共格Σ3比例的增加导致的。     

不同温度轧制Pb-Ca-Sn-Al合金高温退火后的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了不同温度轧制的Pb-0.09Ca-1.5Sn-0.026Al(质量分数,%)合金经后续270℃/10 min退火后的晶界特征分布(GBCD).结果表明:经室温和液氮(-196℃)轧制的样品中出现了比较多的∑3,∑9和∑27特殊晶界,∑3晶界比例超过了60%,(∑9 ∑27)晶界比例超过了12%,并且特殊晶界有效地阻断了一般大角度晶界的网络连通性,表明合金的GBCD被优化;在100℃轧制的样品中特殊晶界比例较少,∑3晶界比例在30%左右,(∑9 ∑27)晶界比例在3%左右,特殊晶界小能有效地阻断一般大角度晶界的网络连通性,合金的GBCD没有被优化.通过基于EBSD的单一截面迹线法对共格和非共格∑3晶界进行了区分测定,显示被优化的晶界特征分布中,非共格∑3晶界是主要部分.     

Hastelloy C-276合金中Σ9和Σ27晶界与随机晶界网络连通性的关系

Hastelloy C-276合金经冷轧10%后进行1100℃不同时间的退火热处理。采用EBSD技术对Σ3_n晶界(n=1、2、3)晶界比例进行统计并对随机晶界网络连通性进行表征。结果表明,随着退火时间的延长,Σ3晶界比例基本保持不变,而Σ9和Σ27晶界比例却出现较大幅度的变化,并且其峰值点都出现退火15min条件下。此刻,相应的随机晶界网络连通性被有效阻断。这是由于非共格Σ3晶界的存在,产生了更多的Σ9和Σ27晶界,并且使得这些特殊晶界连接到随机晶界网络当中。而采用Σ(9+27)/Σ3比值可以更好的表征随机晶界网络的连通性。     

冷轧变形Pb-Ca-Sn-Al合金在回复和再结晶过程中的晶界特征分布

采用电子背散射衍射（EBSD）技术研究了冷轧变形Pb-0．1％Ca-1．5％Sn-0．026％Al合金在回复和再结晶过程中的晶界特征分布（GBCD）．结果表明：在回复过程中，合金内形成了比例接近50％的平直∑3晶界，这类晶界不处在由一般大角度晶界构成的晶界网络上，不能使合金的GBCD得到优化；相反，在再结晶过程中，除了生成比例超过50％的∑3晶界外，还出现了较多的∑9和∑27等低∑重位点阵晶界（CSL），并且这些晶界和相当多的弯曲的∑3晶界均处在由一般大角度晶界构成的晶界网络上，可以使合金的GBCD得到优化，进一步的分析指出：回复过程中所形成的平直的∑3晶界是共格孪晶界，它们能量很低，很难迁移；在再结晶过程中，除了生成不可迁移的共格的∑3孪晶界外，还可形成大量可迁移的弯曲的非共格∑3晶界，这类晶界的迁移和彼此会合可形成∑9和∑27等∑3^n（n为正的整数）晶界，这是合金GBCD得到优化的根源。     

Hastelloy C-276合金中Σ9和Σ27晶界与随机晶界网络连通性的关系（英文）

Hastelloy C-276合金经冷轧10%后进行1100℃不同时间的退火热处理。采用EBSD技术对Σ3n晶界(n=1,2,3)晶界比例进行统计并对随机晶界网络连通性进行表征。结果表明,随着退火时间的延长,Σ3晶界比例基本保持不变,而Σ9和Σ27晶界比例却出现较大幅度的变化,并且其峰值点都出现在退火15 min条件下。此刻,相应的随机晶界网络连通性被有效阻断。这是由于非共格Σ3晶界的存在,产生了更多的Σ9和Σ27晶界,并且使得这些特殊晶界连接到随机晶界网络当中。而采用Σ(9+27)/Σ3比值可以更好的表征随机晶界网络的连通性。     

冷轧后回复处理对Pb-Ca-Sn-Al合金后续轧制退火晶界特征分布的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了冷轧变形后的回复处理对Pb-0.05Ca-1.5Sn-0.026Al(质量分数,%)合金后续轧制退火晶界特征分布(GBCD)的影响.结果表明:室温下90%大变形轧制后的样品,在250℃下回复3 min时具有单一的很强的{001}<110>(旋转立方)织构,经后续液氮温度下轧制30%并在270℃退火10min后,出现较多的∑3、∑9和E27等特殊晶界,特殊晶界比例达到78%以上,其中(∑9+∑27)晶界比例超过了12%,特殊晶界有效地阻断了一般大角度品界的网络连通性,合金的GBCD优化效果显著;相反,室温下90%大变形轧制后的样品,在250℃下回复2 min和4 min,却分别出现了很强的{011}<211>(Brass或B)织构和{001}<100>(Cube或立方)织构,经前面相同条件下后续轧制退火后,样品中特殊晶界比例分别约为50%和60%,其中(∑9+∑27)晶界比例在8%以下,且一般大角度晶界网络的连通性的阻断效果不显著.     

二元非晶态合金的形成条件

用键参数图的方法,研究了二元非晶态合金的形成条件。在总结归纳大量实验数据的基础上,得到: |(z/r_k)_B·(δx_P)_A·(x_(PA )-x_(PB))|>1/2是二元系中用熔体急冷法获得非晶态合金的必要条件。     

镍基变形高温合金中弯曲晶界形成的机制

本文重点研究镍基变形高温合金中弯曲晶界形成的动力学过程.指出当晶界上存在两相(γ和M_6C或M_23C_6)时,形成弯晶的为主相随合金本质及热处理参数(温度、冷速等)而变化.提出一个两相式弯晶形成模型和一个一段晶界迁移模型.     

抗氢合金J75中低∑CSL晶界的形成与演化

以铁镍基抗氢合金J75为研究对象,采用单步形变热处理和电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了低∑CSL晶界的形成和演化过程。结果表明:采用5%预变形+1000℃退火的单步形变热处理方法,可将J75合金中低∑CSL晶界的比例提升至70%以上,形成具有∑3n取向关系的晶粒团簇;退火过程中,低∑CSL晶界比例的提升主要是由于∑3n界面比例的提升,其中∑3占绝大比例。发现一种∑3再生过程,其机制在于:由于∑3ic迁移能力强,在退火过程中与其他∑3相遇会形成∑9晶界,而∑9与∑3相遇,倾向于发生∑9+∑3→∑3,导致∑3的再生;不连续大角度随机晶界(R)与低∑CSL晶界相遇会形成R/∑晶界,当R/∑晶界为低∑CSL晶界时,则构成较多具有低∑CSL晶界的网络,打断了R晶界的连通性。     

Cu-Ni-Mn合金晶界析出特点的观察

本文用透射电子显微镜研究了时效温度、时间和冷变形对淬火后的Cu-20Ni-20Mn合金时效析出相的影响.结果表明时效温室影响析出相形核的位置、形貌和大小.高于400℃时效能抑制品界择优析出,并且使析出相细小和球状化.冷变形也能有效地抑制晶界择优析出,改变析出相的分布,形貌和大小,增加变形量可使析出相细小而均匀地分布于晶内.     

Ni3Al合金的滑移特征及形变过程的晶界行为

通过SEM动态拉伸形变试验,研究了具有各种化学成分和不同热处理态Ni_3Al合金的形变滑移特征,并用TEM观察了晶界区域的位错组态。研究结果表明,在含硼Ni_3Al合金的晶界附近存在一个过渡滑移区,该区域中滑移线重新取向或其它滑移系开动,从而产生了局部应变调节并使晶界应力集中松弛。硼降低了开动晶界位错源所需的应力并可能同时增加了位错源本身的数目。硼对Ni_3Al的韧化作用强烈受到基体Al含量、合金元素及热处理等因素的影响。     

晶界相对Fe-Ni-Cr奥氏体合金氢脆的影响

采用动态机械分析仪双悬臂法研究了含硼(B)和无硼两种Fe-Ni-Cr奥氏体合金的内耗行为,并分析了氢致内耗峰以及B对氢致内耗的影响;利用金相显微镜和扫描电镜观察了这两种合金在不同热处理状态下的显微组织及相组成.结果表明,经时效处理后,无B合金的晶界上析出大量Ni3Ti(η)相和少量碳化物,而含0.008%B的合金的品界上只析出少量的碳化物;热充氢后,含B和无B合金分别在26和36℃附近出现一新内耗峰,这是氢原子与含有析出相的晶界相互作用引起的.添加B导致合金内耗峰温度和激活能降低,说明B通过抑制晶界相的析出减弱了晶界对氢的捕获能力,从而减小氢致塑性损失.     

高锌Al-Zn-Mg-Cu-Li合金晶界相的研究

高Zn含量(质量分数)的Al-11．8Zn-2．9Mg-2．6Cu-1．17Li合金铸态组织的晶界处存在大量第二相。470℃均匀化24h后，仍有大量网状分布的晶界相存在。由于晶界相在490℃开始熔化，很难通过提高固溶处理温度使它溶入基体。X射线和EDX分析发现，晶界相富含Zn和Cu且与Al5Li3Cu相结构相同，很可能是一种准晶相。     

Inconel 600合金的晶界工程工艺及晶界处碳化物的析出形貌

采用EBSD技术研究了镍基Inconel 600合金的晶界工程(GBE)工艺,与GBE处理后再在715℃时效过程中的晶界特征分布(GBCD)的演化,用SEM分析了不同类型晶界处碳化物的形貌分布。结果表明:将样品冷轧5%后,在1 100℃下再结晶退火10 min,可将低ΣCSL晶界比例提高至78.83%,且随着时效时间的延长,晶界特征分布没有明显变化。Inconel 600合金在715℃时效15 h后,不同类型晶界处碳化物的形貌及分布不同:共格Σ3晶界较其它类型晶界处析出的碳化物少且小;非共格Σ3晶界两侧有棒状碳化物析出;Σ9晶界仅一侧有棒状碳化物析出;Σ27与随机晶界处析出碳化物形貌相似,晶界处没有棒状碳化物生成,且碳化物尺寸最大。     

690合金原始晶粒尺寸对晶界工程处理后晶界网络的影响

利用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像显微分析技术(OIM)研究了690合金原始晶粒尺寸对晶界工程(GBE)处理后晶界特征分布(GBCD)的影响.结果表明,原始晶粒尺寸对GBE处理提高低∑CSL晶界比例及控制晶界网络分布有明显的影响.在最终退火工艺相同时,根据不同的原始晶粒尺寸,在GBE处理中需要采用不同的冷变形量,才能够获得最佳的晶界网络分布.可以利用参数晶粒平均应变量来表达原始晶粒尺寸和冷变形量共同影响GBE处理效果的综合作用.     

纯钨高压扭转晶界演化和非平衡晶界形成机理

本研究在550℃下对纯钨分别进行了1、2、5和10圈的高压扭转变形,并对变形前后的微观组织进行了EBSD和TEM表征。结果显示,纯钨经过大塑性变形后,晶粒得到细化,大角度晶界比例上升,同时晶内位错逐渐向晶界处移动并产生有序化排列。采用修正位错模型对变形前后的晶界能量进行了计算,计算结果表明纯钨在经过大塑性变形后,晶界上的能量升高并且能量主要来自于变形过程中在晶界处积累的额外位错。同时在变形后的试样中观察到了一种特殊的非平衡晶界,分析可知非平衡晶界的形成条件是材料晶粒尺寸在位错平均自由程以下,并且是在大塑性变形材料中形成的。其在TEM高分辨下的形貌特征表现为较宽的晶界厚度和晶面干涉形成的莫尔条纹。     

液相淬火二元非晶态合金形成条件的实验探讨

本文从实验出发,着重对过渡金属二元合金系非晶态形成问题进行了探讨,发现在二元系中深共晶点附近存在着熔点T_m与深共晶温度接近的、由包晶(或包析)反应形成或固、液同组分Laves相、A_3B型等化合物的合金体系,非晶态形成倾向较大。由深共晶点与这种化合物(一个或多个)组分之间形成“深共晶峡谷”,其组分都有较大的非晶态形成倾向,非晶态新合金系应当扩展到平衡相具有上述特征的化合物,如包晶反应形成的化合物的合金体系中去寻找,而不应当被判据所约束。本文报道了Hf-Pd新非晶态合金系的制备。并在Sm-Fe二元系中获得了典型的非晶态结构。对上述类型化合物增大其非晶态形成倾向的原因进行了探讨。     

球磨条件对Sn-0.7Cu合金形成的影响

通过对Sn、Cu混合粉末的机械球磨,利用X射线衍射仪、差热热分析仪和扫描电镜对粉末进行了检测与分析,研究了不同球磨条件对Sn-0．7Cu合金形成的影响。结果表明,电压、球料比及球磨时间对Sn-0．7Cu合金的形成有很大影响。对于Sn-Cu二元系,其机械合金化反应机制是通过机械诱发原子扩散,使原子间发生置换固溶和晶界溶解,而逐渐形成Cu4Sn5等合金相的。     

单晶高温合金小角度晶界组织演化

研究了单晶高温合金不同状态小角度晶界组织的演变规律。从小角度晶界附近局部凝固热力学状态的角度,分析了小角度晶界铸态组织的形成。结果发现,由于整个单晶铸件由一个晶粒组成,连续分布在共晶中的γ′相不能额外形核,而是以小角度晶界一侧晶体为基长大,同时为了避免出现额外相界面,共晶中的γ相以晶界另一侧晶体为基长大,因而含有连续共晶的小角度晶界两侧倾向于形成不同的相。由于单晶高温合金基体相γ和析出相γ′粒子之间存在严格的晶体取向关系,以及在小角度晶界的限制下,标准热处理态合金中晶界处的γ′相粒子通常为不完整立方体。由于不同相之间严格取向关系作用,同时由于γ′相的体积分数明显占优,合金小角度晶界两侧同为γ′相的几率较高。