织构对Zr-4合金低周寿命的影响

采用XRD测定了Zr-4合金板材的织构，用拉扭试验机分别测试了Zr-4合金板材在室温时轧向（R试样，拉伸轴平行于轧向）和横向（T试样，拉伸轴平行于横向）的低周疲劳性能，用TEM研究了Zr-4合金的疲劳亚结构。结果表明：Zr-4合金板材存在明显的织构：轧向的低周疲劳性能高于横向；在循环变形过程中，只有部分晶粒发生了塑性变形，发生塑性变形的晶粒内存在着许多位错和滑移线，T试样中的位错和滑移线比R试样更稠密。板材织构造成了R试样和T试样的低周疲劳寿命。     

Zr-Sn-Nb合金冷轧过程的织构演变模拟研究

利用Taylor松弛约束(Relaxed Constraints,Taylor-RC)模型模拟了2种不同初始取向的Zr-Sn-Nb合金板材在冷轧过程中的织构演变,并对比了模拟结果和X射线衍射(XRD)实测织构之间的差异。结果表明,选用合适的变形系统和临界分切应力比值,Taylor-RC模型可以有效模拟Zr-Sn-Nb合金冷轧中的织构演变。结合模拟所得的2种板材不同变形系统的相对开启量,解释了锆合金冷轧织构的形成原因     

Zr-4合金表面变形纳米结构TEM研究

利用透射电镜对Zr-4合金表面进行高能喷丸处理所致纳米结构的微观组织演变特征进行了研究.结果表明,经过喷丸处理变形后,Zr-4合金表面形成一层平均晶粒尺寸为几纳米至十几纳米的致密纳米层,随着离表面距离的增加,晶粒尺寸也不断增加.通过对Zr-4合金的变形行为以及微观结构组织演变的观察和分析,探讨了纳米晶的形成机制.     

Zr-4合金高温变形行为研究

采用Gleebe-1500热模拟机,对Zr-4合金在温度为750～950 ℃、应变速率为5×10-5～50 s-1、最大变形程度为80%的条件下,进行高温压缩热模拟实验研究.在实验基础上,分析了合金高温变形时的变形激活能和应力指数以及流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,以经典的双曲正弦式的模型为基础建立了Zr-4合金热变形的本构方程,同时也通过对数据回归处理确定了合金不同温度下的应力指数n、变形激活能Q、材料常数lnA以及α、β值.研究结果表明,应变速率和变形温度的变化强烈影响着合金流变应力的大小,流变应力随应变速率提高而增大,随变形温度升高而降低.     

冷轧变形量对Al-Mg-Si合金织构的影响

利用光学显微镜、扫描电镜分析了不同冷轧变形量对Al-Mg-Si合金显微组织和微观织构的影响。结果表明:随着变形量的增加,再结晶织构Cube{001}<100>会经由Goss{011}<100>逐渐演变为以Copper{112}<111>和S{123}<634>为主要取向的形变织构,而Goss{011}<100>的体积分数表现为先增大后减小的趋势;合金形变带织构主要由强度较高的Copper{112}<111>织构和强度较弱的Cube{001}<100>织构组成;当变形量小于20%时,晶粒主要取向为{001}、{012},变形量大于40%时,{011}、{112}、{123}成为主要的晶粒取向。     

轧制工艺对TC4合金板材织构演变及组织性能的影响

本文研究了顺向冷轧和换向冷轧两种轧制方式对TC4板材显微组织、织构和力学性能的影响规律。研究结果表明：两种轧制工艺的晶粒都有所细化;顺向冷轧微观组织仍存在带状组织,α晶粒呈现出方向性的拉长;换向冷轧晶粒破碎的更加均匀,退火后形成的细小等轴α晶粒。换向冷轧工艺的塑性指标显著优于顺向冷轧,强度指标略低于顺向冷轧,但是板材的RD和TD之间的差值明显减少。原始冷轧板材主要存在(-12-10)<10-10>棱锥型织构,强度较高;顺向冷轧遗传了原始板材的织构组分;换向轧制促进(0001)的强基面织构向ND-TD面和RD-TD面发生漫射,并存在一定角度的偏转,有效降低棱锥型织构强度,促进织构组分重新分配,显著改善板材的各向异性。     

Zr-4合金的热变形组织和机理分析

在Gleeble-1500热模拟机上对Zr-4合金进行了热压缩试验,研究了其在750～950 ℃和0.005～50 s-1条件下的热变形行为.分析了其不同温度、不同应变速率下的流动应力、组织变化规律和变形机理.结果表明,在试验温度范围内,随着温度的升高,Zr-4合金的再结晶过程更易进行;Zr-4合金为应变速率敏感合金;热变形过程的流变应力可用双曲正弦本构关系来描述,平均激活能为377.79 kJ/mol.     

Zr-4合金板材真空退火温度场的数值模拟

分析Zr-4合金板材真空退火过程中的传热方式,计算锆合金板材径向传热系数,利用ABAQUS对Zr-4合金板材退火温度场进行数值模拟,分析工装夹具对锆合金板材退火的影响,结果表明,工装夹具能改善锆合金板材温度场分布均匀性,使锆合金板材温度分布的最高温差由70 ℃降低至35 ℃,升温过程更加稳定,并且数值模拟结果与实测结果有较好的一致性。     

Zr-4合金的热变形和加工图

在Gleeble-1500热／力模拟机上对Zr-4合金进行了热压缩试验，研究了其在温度750℃-950℃和应变速率0．005s^-1～50s^-1条件下的热变形行为。结果表明：热变形过程的流变应力可用双曲正弦本构关系来描述，平均激活能为377．79kJ／mol。根据材料动态模型，计算并分析了Zr-4合金的加工图。利用加工图确定了热变形的流变失稳区，并且获得了试验参数范围内的热变形过程的最佳工艺参数，其热加工温度930℃～950℃，应变速率为0．05s^-1～0．8s^-1和10s^-1-30s^-1的2个区域。     

Zr-4合金应力松弛过程中的热激活变形与动态应变时效

采用应力松弛实验研究了Zr-4合金的热激活变形与动态应变时效现象.结果表明,合金在应力松弛过程中的塑性变形速率随松弛时间的增加而减小,塑性变形速率和松弛结束时的应力降低比率在623 K附近都会出现最小值.对位错运动的激活体积分析发现,锫合金中位错运动的速率控制机制是位错克服溶质原子的障碍,动态应变时效会导致位错运动的激活体积增大,623 K附近动态应变时效最为显著,位错密度会对合金的动态应变时效产生影响.     

基于新晶体塑性模型预测织构演化的环件冷轧变形机制

提出一种新的多晶体塑性模型以从织构演化角度研究环件冷轧过程的变形机制。该模型是在晶体塑性理论框架内通过推导一套线性增量控制方程建立的。该模型可以用线性求解方法直接求解,并采用一个两步法的求解过程,确保模型计算的效率和稳定性。基于ABAQUS/Explicit平台开发了用户材料子程序VUMAT,以实现该模型与环件冷轧三维有限元模型的结合。结果表明,该模型在预测动态复杂成形过程中的应力应变响应和织构演化方面都是可靠的;从轧制环件中很强的Goss织构{110}？100？看出,环件轧向的剪切变形是环件冷轧过程中的主要变形;环坯的织构和晶体结构对轧制环件中的织构类型的影响不大;在冷轧的后期环件织构演化迅速,这导致了这一时期环件的快速长大。     

Theoretical analysis of texture evolution in cold rolling process of single crystal aluminum

The crystal plasticity finite element method（CPFEM）, which incorporates the crystal plasticity constitutive law into the finite element method, was developed to investigate the rolling processes of the cubic oriented and Goss oriented Al single crystal. The simulation results show that after rolling the crystal predominantly rotates around the transverse direction（TD） for both orientations. The rotations around the rolling direction（RD） and the normal direction（ND） are negligible. The reduction plays a significant role in the texture evolution. The TD rotation angle increases with increasing reduction. The deformation bands exist in the rolled specimens with the cubic initial orientation. Compared with the cubic oriented specimens, the TD rotation angles in the Goss oriented specimens are very small.     

Earing behavior and crystallographic texture of aluminum alloys during cold rolling

Earing behavior and crystallographic texture during cold rolling have been investigated for two commercial can body aluminum alloys. It is found that earing behavior can be inferred from texture information. The recrystallization texture causes 90° earing, while the deformation texture results in 45° earing. A strong recrystallization texture (or a high 90° earing) of a hot band causes a later appearance of lower 45° earing in the final gauge sheet and thus is desirable for industry. The earing behavior is better indicated by the delta function, which is characterized as the intensity difference between the deformation texture and the softening texture. The results indicate that the earing behavior during cold rolling can be quantitatively monitored by the crystallographic texture. In addition, effects of the texture inhomogeneity through-thickness have also been investigated and discussed.     

预处理和变形量对6082铝合金再结晶织构的影响

采用取向分布函数法分析并研究了冷轧前预处理和冷轧变形量对6082铝合金再结晶的影响。结果表明,6082铝合金的再结晶织构主要由立方织构和旋转立方织构组成。不经过热处理和经过固溶时效处理的试样,随着冷轧变形量的增加,再结晶织构组分明显增加;只经过固溶处理的试样,随着冷轧变形量的增加,再结晶织构组分变化不明显,说明冷轧前固溶处理可以明显弱化再结晶织构。     

冷轧方式和退火温度对Al-4Cu-0.73Mg合金织构和微观组织的影响

采用硬度测试、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了单向轧制、交叉轧制和退火温度对Al-4Cu-0.73Mg(wt%)合金织构演变和微观组织的影响。结果表明:单向轧制试样在100~300 ℃退火保温1 h后显示出明显的Copper织构{112} <111>、S织构{123} <634>和Brass织构{011}<211>,而交叉轧制试样表现出强烈的Brass织构和H织构{011}<755>。当退火温度高于300 ℃,单向轧制和交叉轧制试样中的变形织构逐渐沿α取向线转变为由P织构{011}<001>、L织构{011}<011>、E织构{111}<110>和R织构{124}<211>等组成的再结晶织构。单向轧制和交叉轧制试样的晶粒尺寸随退火温度的升高先增加后减小,均在350 ℃退火1 h后有最大晶粒尺寸,分别约为8.2 μm和11.5 μm。单向轧制和交叉轧制试样均在冷轧后硬度值最高,约为108 HV,之后硬度值随退火温度的升高而逐渐下降,两种轧制试样的硬度值最终均稳定在50 HV左右。总体来看,轧制方式对试样织构的影响比对力学性能的影响大。     

Pb-Ca-Sn合金的变形与再结晶组织、微观结构和动力学

在室温下将Pb-0.08Ca-2Sn合金轧制到不同厚度。电阻率和显微硬度的测试结果表明,样品在80~120°C的温度区间退火时发生再结晶。XRD检测确定变形组织为Brass型,所测得的Lankford各向异性参数R及其变化与用自洽方法所推导的结果接近。R值随轧制方向角度的改变表明该合金具有平面各项异性和较差的延展性。合金在80~120°C的温度范围内退火时,在3×104s内完成再结晶,显示出保留变形组织并有新Cube组元出现。     

冷轧形变量和退火温度对Cu-44%Ni 合金的微观组织及织构演变的影响

研究了冷轧变形量和退火温度对Cu-44%Ni合金中立方织构的形成及微观组织演变的影响。结果表明增大变形量和提高退火温度均有利于立方织构的形成,而且在变形量大于90%和退火温度高于900 ℃的条件下,可以得到非常强的立方织构。另一方面,随着变形量的增加,退火孪晶(Σ3晶界)和大角度晶界降低;但是在等温退火中,随着退火温度的增加,Σ3晶界和大角度晶界先迅速的增加,然后逐渐减少。冷轧变形量99%的Cu-44%Ni 合金在1100 ℃高温退火1h后可以获得了99.8%的立方织构,并且大角度晶界和退火孪晶界分别为2.5%和1.3%。     

50W470硅钢可逆式冷轧过程中的组织织构

利用金相显微镜及XRD衍射仪对可逆冷轧过程中50W470硅钢的组织织构进行分析。结果表明:晶粒长程有序在第3道次被破坏,在金相显微镜下呈现出纤维状的带状组织;经第1道次冷轧变形,晶粒取向首先在α取向线及{001}<110>取向附近汇聚,但从第2道次冷轧变形开始,晶粒取向不断在α、γ取向线及{001}<110>取向附近汇聚,织构的变化主要表现在织构取向密度上。     

形变量对6111铝合金再结晶织构的影响

采用取向分布函数(ODF)法研究了冷轧形变量对6111铝合金再结晶织构的影响。结果表明:6111铝合金的再结晶织构主要由Cube ND15和{011}<111>织构组分构成;随冷轧形变量的增加,这两种织构组分的取向密度逐渐升高,但二者升高的速度并不相同,{011}<111>组分取向密度升高的速度比Cube ND15组分的快,当冷轧形变量大约为50%时,{011}<111>组分的取向密度超过Cube ND15组分的。