旋锻对等径弯曲通道变形纯钛的显微组织及力学性能的影响

在室温下经4道次等径弯曲通道变形(ECAP)及旋锻复合变形制备超细晶纯钛。利用透射电子显微镜、拉伸试验测试和显微硬度测试等方法对比研究了旋锻对ECAP变形纯钛的显微组织和力学性能的影响。结果表明:ECAP变形后形成宽度约为400 nm的板条组织,板条边界位错密度明显较高,硬度值急剧增加;旋锻使ECAP剪切变形形成的板条组织消失,晶粒显著细化、晶界逐渐清晰,获得平均晶粒尺寸约为200 nm的等轴状超细晶组织,旋锻变形后的组织更均匀,位错密度较低,硬度值略有下降;旋锻变形使ECAP变形纯钛屈服强度和抗拉强度明显增大,增幅分别为26. 3%和17%,塑性降低,伸长率约为12. 3%。     

Ti-6Al-4V合金超塑性变形中的组织演变及变形机制

920℃、应变速率为1×10.3和2×10.4 s.1时,对不同初始晶粒尺寸(2.6、6.5和16.2 μm)的Ti-6Al-4V合金进行超塑性拉伸变形.采用光学显微镜、透射电镜观察变形后的显微组织.结果表明,初始晶粒尺寸的不同对超塑性变形中的组织演变及变形机制有着显著的影响.拉伸变形中晶粒明显粗化,变形诱发晶粒长大是超塑性变形组织的重要特征之一;随着变形程度的增大,应变诱发的晶粒长大显著增大,并且远大于静态长大的增幅.对于细晶粒材料(2.6和6.5 μm),位错运动协调的界面滑动是其变形的主要机制.而对于晶粒较粗的材料(16.2 μm),超塑变形机制是晶界滑动与晶内位错运动的共同作用.随着晶粒尺寸的增大,以晶界滑动为主的变形方式逐渐转向以晶内位错运动为主.     

Al-Cu-Li-X合金早期时效过程组织和性能研究

通过TEM和硬度测试等手段,研究了Al-Cu-Li-X合金早期时效过程中显微组织和力学性能的演变.结果表明:Al-Cu-Li-X合金淬火态显微组织主要为TMn相和δ'相,基体内分布有大量位错环和位错缠结.在165℃时效30 min后,δ1相部分溶解,GP区析出,位错发生回复,位错环和位错缠结密度降低.早期时效过程硬度出现回归现象.     

30CrNiMo8钢小型环锻件的热处理工艺

一种用于轨道车辆的30CrNiMo8钢小型环锻件,按照常规热处理工艺在锻后经过灰冷或者坑冷,然后调质处理后,各项力学性能均优良,但是显微组织检测晶粒粗大,甚至个别批次晶粒度在0级左右,而且正火预备处理后再调质热处理,仍然不能消除粗大晶粒。经研究发现,因为30CrNiMo8钢具有较强的组织遗传性,锻后粗大晶粒会遗传给后续工序,后续调质等过程难以细化晶粒,因此在热处理工艺流程中增加一道等温退火工艺,消除了锻后粗大晶粒,有效地解决了30CrNiMo8钢小型环锻件调质后晶粒粗大的问题。     

等通道挤压镁合金工艺的研究

采用等通道挤压(ECAP)对AZ91镁合金在预热温度为350、400、450、500 ℃下进行了2、4、6、8、10道次的挤压.采用光学显微镜和透射电子显微镜分析了试样经过不同的变形工艺的显微组织变化.结果表明,随着挤压道次和变形温度的增加,ECAP变形后的试样表面形态愈加平滑光洁,晶粒可细化到几微米,在透射电镜下观察ECAP后的显微组织,晶粒内部出现高密度位错,产生位错塞积.第二相粒子阻碍位错运动,从而促进动态再结晶,对细化晶粒起着重要作用.     

超塑性TiAl基合金的显微组织特征

采用金相显微镜,扫描电镜和透射电镜,对超塑性拉伸变形后的Ｔｉ－１１Ａｌ－３Ｃｒ－０．５Ｍｏ（质量分数）合金的显微组织进行了观察和分析。研究发现,ＴｉＡｌ基合金在超塑性变形过程中发生了动态再结晶现象,动态再结晶使晶粒显著细化。透射电镜观察结果表明,γ晶粒内有位错运动,位错运动导致γ晶粒内形成位错墙,位错网。这些显微组织特征与ＴｉＡｌ基合金的超塑性变形机理有着密切的关系。     

剪切模式下Ti-1300合金组织及织构演变规律

通过光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等检测方法,研究等通道转角挤压变形后Ti-1300合金的组织与性能。研究结果表明:Ti-1300合金经过ECAP变形,发生晶粒转动、晶内多系滑移以及晶界处螺型位错与刃型位错的混合位错交错排列的协调作用,致使晶界不能破碎,原始晶界清晰可见,晶内出现大量的相互交错的剪切滑移带,显微组织中存在大量平行细密的板条组织以及位错团、位错胞,位错密度增大,但在整个ECAP变形过程中并未产生形变诱导ω或α″相。织构分析结果表明ECAP变形过程中Ti-1300合金初始(110)■织构逐渐转变为α织构,并形成D织构及立方织构。     

转速对高压扭转Cu试样的组织与性能的影响

通过高压扭转(HPT)技术在不同转速条件下实现了Cu试样的晶粒细化.利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)及显微硬度计观察并测试了组织的结构与性能,并基于有限元计算了变形诱导试样的温升,研究了转速对Cu试样的组织细化与性能的影响.结果表明:转速由1/3 r·min-1增大至1 r·min-1,经1圈扭转变形,试样温度由40.8℃升高到54.1℃,变形组织均为100～600 nm的高位错密度位错胞/亚晶组织,显微硬度由初始态的52HV0.05增大至140 HV0.05;经16圈扭转变形,试样温度由50.4℃升高到97.4℃,组织细化到200 nm.慢速扭转变形试样晶内位错密度高,微观组织处于严重变形状态;而快速扭转试样晶内衬度均匀,位错较少,微观组织经历明显的动态回复,显微硬度较慢速扭转变形试样低6%.     

位错阵列对Mg-Gd-Y-Zr合金析出行为的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等设备研究了Mg-9.5Gd-3.8Y-0.6Zr合金在单向锤锻以及265℃人工时效后的显微组织。结果表明:在440℃锤锻后的Mg-Gd-Y-Zr合金中出现了大量由平行排列的短位错组成的位错阵列。这些位错阵列在晶粒内部具有近似相同的取向,彼此之间的间距约为0.3～1.4μm。由于位错阵列是高储能、大畸变区域,在后续时效过程中有诱导第二相析出作用。人工时效时,β'相会优先在位错阵列上形核和长大,取向相同且均匀的分布在位错阵列上,形成析出相链。高温时效下溶质原子扩散加剧,位错阵列会对周围的稀土溶质原子产生强烈的吸引,导致沿着析出相链形成无沉淀析出区域(PFZ)。     

Microstructures and compression properties of copper processed by high-pressure torsion

通过高压扭转对铜试样施加不同程度的变形, 研究了样品扭转面(ND面)和纵截面(TD面)上微观组织特征. 对ND面, 在较小的剪应变下, 原始晶粒形貌模糊, 晶粒内部形成等轴状的位错胞及亚晶结构; 随变形量的增大, 亚晶 间取向差及亚晶内部的位错密度增大, 最后形成亚微米尺度的等轴晶粒. 对TD面, 变形初期原始晶粒被拉长, 晶粒内 部为位错墙分割成的层状结构, 层内为拉长的位错胞; 随变形程度的增大, 拉长晶粒的宽度减小, 与剪切方向的夹 角减小, 晶内层状组织间距减小, 并逐渐演化成拉长的亚晶组织; 进一步增大变形, 晶粒拉长痕迹消失, 变形组织 与ND面相似, 为等轴状亚微米晶粒. 压缩实验表明, 经16圈扭转后, 整个试样上的压缩性能基本均匀, σ0.2达到385 MPa, 应变率敏感性指数增大至0.021.     

Zn-5Al合金的等径弯曲通道变形

研究了等径弯曲通道变形过程中Zn-5Al合金的组织变化及其显微硬度变化.在变形过程中晶粒首先被拉长,分裂成条带组织,条带组织与晶粒内部缠结的位错发生作用形成位错胞,胞内位错进一步变形后在胞壁集结变为二维晶界,进而形成小角度的亚晶界或者大角度的晶界,使组织细化.TEM结果表明,在150 ℃的温度下,经过7道次变形后,Zn-5Al合金的微观组织得到细化,平均晶粒尺寸在1.0 μm以下.同时,合金的维氏硬度从72.5增加到83.8.     

纯镍挤压制造过程中的磨损行为和显微组织演变（英文）

挤压棒材表面形貌和显微组织是决定其力学性能的主要因素。本文作者采用现场挤压和有限元模拟相结合的方法，研究挤压工件的表面磨损行为及显微组织演化机制。结果表明，挤压温度对合金的表面形貌和显微组织有很大的影响。随着挤压温度的升高，磨损机制由磨粒磨损(脆性损伤)转变为粘着磨损(塑性损伤)，并且表面粗糙度逐渐增大。挤压过程中坯料的温度和应力呈梯度分布，变形晶粒中的位错墙在激活的滑移系上运动，这导致层状结构产生变形。随着坯料梯度分布幅度和界面摩擦力的增大，层状结构变窄。此外，变形晶粒内几何必要位错的取向梯度也主导5种强理想织构。这些结果为纯镍及镍合金的精确挤压提供了理论依据。     

反应烧结制备Ti-45Al-10Nb合金的显微组织（英文）

对球磨后的粉末在1350°C保温2 h进行反应烧结,制备Ti-45Al-10Nb合金。对烧结坯料的显微组织,尤其对相组成,晶粒尺寸及颗粒的分布进行细致研究。结果表明,在此烧结条件下,材料的显微组织主要由Ti2Al C颗粒强化的双相γ+α2组织组成,相对于传统Ti Al基合金,该合金呈现出细小、均匀的显微组织。在细晶区,γ相和α2相的平均晶粒尺寸分别为(2.3±0.05)和(5.6±0.05)μm。此外,合金中存在大量位错,且γ相中的位错密度远高于α2相中的位错密度,对位错形成机理进行分析。     

高压扭转铜试样的微观组织与压缩性能

通过高压扭转对铜试样施加不同程度的变形,研究了样品扭转面(ND面)和纵截面(TD面)上微观组织特征.对ND面,在较小的剪应变下,原始晶粒形貌模糊,晶粒内部形成等轴状的位错胞及亚晶结构;随变形量的增大,亚晶间取向差及亚晶内部的位错密度增大,最后形成亚微米尺度的等轴晶粒.对TD面,变形初期原始晶粒被拉长,晶粒内部为位错墙分割成的层状结构,层内为拉长的位错胞;随变形程度的增大,拉长晶粒的宽度减小,与剪切方向的夹角减小,晶内层状组织间距减小,并逐渐演化成拉长的亚晶组织;进一步增大变形,晶粒拉长痕迹消失,变形组织与ND面相似,为等轴状亚微米晶粒.压缩实验表明,经16圈扭转后,整个试样上的压缩性能基本均匀,σ0.2达到385 MPa,应变率敏感性指数增大至0.021.     

侧向等径挤压过程中的材料组织演化规律

论述了采用侧向等径挤压简称(ECAE／ECAP)技术制备超细晶材料的基本原理和组织演化过程。试验采用紫铜棒作为试样，在室温下进行了多道次挤压，等径挤压后，原始晶粒中产生了大量位错缠结和位错胞，随着挤压道数的增加，由原来被拉长的显微组织逐渐变成等轴显微组织。挤压4道次后，变形织构消失，挤压6道次后，位错胞崩塌变成为亚晶或晶粒，之后，晶界会不断增厚以及晶粒旋转，使亚晶变成大角度均匀的等轴超细晶，其晶粒尺寸为500nm～1μn。     

核反应堆压力容器用钢SA508-3CL锻件的显微组织

对210mm壁厚的反应堆压力容器模拟锻件的树枝状偏析和显微组织进行了研究.结果表明,在靠近内、外壁区域,树枝状偏析结构被充分锻碎;合金元素在树枝状骨架间存在着严重的偏析,骨架间Mo元素的浓度是骨架上的2～5倍;从模拟环锻件的外壁到心部,钢的显微组织经过了从马氏体→下贝氏体→上贝氏体→粒状贝氏体的变化;碳化物形态由均匀分布的球状、细小碳化物变成在晶粒和板条间界析出的粗大、条状碳化物.     

GH4169合金闪光焊型材与接头的组织性能研究

针对GH4169合金闪光焊型材及接头试验件开展组织性能研究,主要包括低倍组织、显微组织、晶粒度、室温拉伸、高温拉伸、蠕变、低周疲劳性能等,并将力学性能结果与锻/轧环件数据进行对比分析。结果表明:GH4169合金闪光焊型材及接头高倍、低倍组织均匀,接头焊缝处晶粒比型材基体细小。GH4169闪光焊型材与接头室温拉伸、650℃拉伸强度,蠕变、疲劳性能与传统锻/轧工艺制备的环件的性能相当。     

锻造工艺对7A09铝合金锻件晶粒组织的影响

采用7A09铝合金过热处理工艺实验,研究其过热显微组织形态;采用4种锻造温度(440、460、480、500℃)对应3种变形程度ε(45%、68.3%、76.7%)进行了锻造实验,分析了锻造温度和变形程度对锻后晶粒组织的影响。过热处理工艺实验研究表明,随着加热温度的升高、保温时间的延长,晶粒变大;在加热温度440℃保温时间6 h后锻件的显微组织图上出现了织构组织,在加热温度500℃保温时间10 h后过烧现象明显;锻造工艺实验研究表明,获得锻后晶粒细小组织的最佳锻造工艺参数是锻造温度440℃和变形程度76.7%。     

高温形变热处理对20CrMnTiH钢锻件组织及性能的影响

为探究锻件在锻后空冷+正火+淬火+回火后性能合格率低的原因,以及采用高温形变热处理对其进行工艺改进后的具体影响,通过显微组织观察和力学性能检测等方法,研究了20CrMnTiH钢锻件在原工艺和高温形变热处理后的组织转变特性和力学性能。结果表明,原工艺的冷速不足导致其淬火组织中出现粒状贝氏体,粒状贝氏体回火产生的碎片状铁素体导致其硬度不足且分布离散,晶粒不够细化则导致冲击性能不足。改进后的工艺保证了充足的冷速,最终得到大量回火托氏体+少量贝氏体的均匀混合组织,而锻热淬火保留的大量塑性变形位错则在回火过程中形成亚晶块,极大地细化了晶粒,同时α相上大量弥散分布的θ-Fe₃C 质点对拉伸变形时的位错起到了钉扎作用,最终使锻件性能得到显著提升。     

淬火介质对铸造Ti-46A1-2Nb-2Cr合金晶粒细化的影响

用磁悬浮感应熔炼铸造方法制备了Ti-46A1-2Nb-2Cr(at,%)合金,通过显微组织观察,研究了快速循环热处理过程中不同淬火介质对合金晶粒细化的影响.结果表明,淬火介质明显影响铸态合金的显微组织.采用水冷有利于铸态合金晶粒的细化,加快细化的进程.这是南于采用水冷可获得较快的冷却速度,有利于获得具有高密度位错等缺陷快型转变组织,从而在γ相向α相转变时可提供更多的形核位置.