ECAP和轧制工艺对H65黄铜β相形态和抗拉强度的影响

开展H65黄铜等通道转角挤压和轧制试验,研究ECAP变形和轧制变形前后,试样β相形态和抗拉强度的演变。结果表明:铸态时,β相分布无方向性,呈半连续网状和短棒状;经奇数道次变形后,β相平行间距变得紧密,并与水平约成30°分布,成长条状;经偶数道次变形后,β相平行间距稀疏,取向不定,呈粗的短棒状;经任何道次的ECAP变形再经轧制后,β相平行间距减小,几乎全部变成水平分布,且变得更加细长。H65黄铜在ECAP变形过程中,随着挤压道次的增加,抗拉强度值整体表现为上升趋势;同一试样在ECAP变形后再经轧制其抗拉强度值变大。β相取向与拉伸轴线夹角越小,β相平行间距越窄,H65黄铜的抗拉强度值越大。     

ECAP对Al-3Fe-0.3Sc合金组织性能的影响规律

在自制的等通道转角挤压(ECAP)模具中按Bc路径对Al-3Fe-0.3Sc合金方形棒料进行了不同道次的挤压变形,分析了挤压道次对合金微观组织、力学性能和电导率的影响规律。研究发现：ECAP变形后合金晶粒发生明显细化,晶粒呈现特定取向,长杆状铝铁相在剧烈的剪切变形条件下发生明显的破碎。合金经第1道次ECAP变形后抗拉强度由原始铸态的105 MPa升高至121 MPa,伸长率由5.7%大幅提升至25.7%,第2道次后抗拉强度和伸长率上升不明显。第1道次ECAP变形后合金的硬度由38.7 HV上升至53.5 HV,第4道次后上升至60.4 HV。电导率由铸态的42.9%IACS上升至第1道次的46.4%IACS,后续继续增加挤压道次,电导率基本保持不变。强度和电导率的提升主要是由于晶粒得到细化,发生的动态回复有利于变形过程中产生的高密度位错向亚晶界转变,减少了晶体中的空位缺陷。研究结果为铝铁合金的性能优化及实际应用提供了参考。     

等径弯曲通道变形对T250马氏体时效钢的组织和性能的影响

采用等径弯曲通道变形(ECAP)工艺在室温下对固溶态的T250马氏体时效钢以C方式进行了2道次的变形,通过金相显微镜﹑透射电镜及力学性能的测试,研究了多道次ECAP变形对T250马氏体时效钢组织和性能的影响。结果表明,ECAP变形能获得较好的晶粒细化效果,经过2道次的ECAP变形后,马氏体板条变为更窄的带,板条宽度由原始的0.8μm减小到0.2μm,板条内位错密度增加,畸变严重。经2道次室温ECAP挤压变形后,马氏体时效钢的显微硬度从336.3 HV提高到419.8 HV,硬度提高24.7%,并且1道次挤压后硬度的增幅明显大于2道次。     

等通道转角挤压Al-10Mg-4Si合金的组织与性能研究

在250℃下以Bc路径对Al-10Mg-4Si合金进行4道次和8道次的等通道转角挤压,以求达到改善合金组织和提高合金力学性能的目的.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对挤压前后的微观组织分析表明:铸态合金基体晶粒比较粗大,第二相Mg_2Si以粗大的汉字状或骨骼状分布于基体晶界处;经ECAP挤压后,基体晶粒得到细化,原粗大的汉字状Mg_2Si被碎化为短棒状或多边形状颗粒,并呈一定的弥散分布.室温拉伸测试结果表明:ECAP4道次挤压后,合金的抗拉强度和伸长率由铸态的166MPa、1.64%提高为322MPa、21.7%;ECAP8道次挤压后,合金的伸长率继续提高为24.7%.但抗拉强度下降到293MPa.     

等径角挤压工艺对固溶状态CuCrZr合金性能的影响

研究了等径角挤压工艺(ECAP)对固溶态CuCrZr合金性能的影响.结果表明,随着挤压道次的增加,合金的硬度迅速上升,导电率略有下降.时效前经ECAP处理可以加速时效初期第二相的析出,使合金的性能以较快的幅度上升.ECAP六道次试样400℃时效1 h,导电率和硬度分别为81.1%IACS和200 HV30.     

ECAP变形对Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织及腐蚀性能的影响

采用OM、SEM、XRD对铸态和等通道角挤压(ECAP)变形后Mg-4.5Zn-1Ca(wt%)合金的微观组织进行了表征。通过电化学工作站和浸泡法评估了ECAP变形前后合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能。结果表明,铸态Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织由α-Mg基体及分布在晶界处和晶粒内的Ca2Mg6Zn3相组成,平均晶粒尺寸为86μm。经ECAP变形后,合金的晶粒尺寸得到显著细化,经6道次ECAP变形后的平均晶粒尺寸为5μm。随着ECAP变形道次的增加,第二相在镁基体中的分布更加均匀、弥散。ECAP变形后合金更容易发生腐蚀,挤压道次越多,合金的自腐蚀电位越负,自腐蚀电流越大,即耐蚀性越差。经6道次ECAP变形后合金的自腐蚀电位最负(-1.42 V),自腐蚀电流最大(407.38μA/cm~2),耐蚀性最差。     

等通道转角挤压双相Mg-10.73Li-4.49Al-0.52Y合金的组织与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺在573 K温度下以Bc路径对双相合金Mg-10.73Li-4.49Al-0.52Y进行1~6道次挤压变形,对变形合金进行显微组织观察、扫描电镜分析、X射线衍射测试和应变速率为1.5×10-3 s-1的室温拉伸实验。结果表明:该合金由(α+β)相组成,变形后晶粒沿着与挤压方向成30°~45°角且呈拉长的流线状,随挤压道次的增加,晶粒不断细化,其析出相Al2Y颗粒也随道次的增加沿晶粒拉长的方向均匀化和细化。合金原始铸态无织构,1道次变形后β相的主滑移面{110}晶面织构强度最高,变形3道次和6道次后该晶面织构强度相对1道次的下降,织构向周围移动。变形到3道次,室温下抗拉强度从铸态的137.5 MPa提高到最大值166.4 MPa;4道次后,强度有一定程度下降。断口分析表明,经6道次变形后断口呈典型的延性断裂特征,存在更多的韧窝,并获得较大的室温伸长率(83%)。     

等通道转角挤压ZK31+4Si镁合金的显微组织及高温蠕变行为

研究ZK31+4Si镁合金经等通道转角挤压 (ECAP) 后的微观组织和高温蠕变行为。结果表明,ECAP挤压可显著细化原铸态组织中粗大的汉字状Mg2Si相,并使其趋于均匀弥散分布。ECAP挤压后试样的抗蠕变性能明显优于铸态试样,在温度为473 K,应力为70 MPa的条件下,8道次挤压试样的稳态蠕变速率约为铸态试样的1/15,蠕变寿命提高近8倍。由稳态蠕变速率与应力的对数曲线关系求得473 K下4道次挤压和8道次挤压试样的应力指数n均约为4,同时按位错蠕变机制,当应力指数n=4时,理论计算所得稳态蠕变速率与实验值非常吻合,说明在本实验条件下发生的是位错蠕变。     

等通道转角挤压ZK31+4Si镁合金的显微组织及高温蠕变行为

研究ZK31+4Si镁合金经等通道转角挤压(ECAP)后的微观组织和高温蠕变行为。结果表明,ECAP挤压可显著细化原铸态组织中粗大的汉字状Mg2Si相,并使其趋于均匀弥散分布。ECAP挤压后试样的抗蠕变性能明显优于铸态试样,在温度为473K,应力为70MPa的条件下,8道次挤压试样的稳态蠕变速率约为铸态试样的1/15,蠕变寿命提高近8倍。由稳态蠕变速率与应力的对数曲线关系求得473K下4道次挤压和8道次挤压试样的应力指数n均约为4,同时按位错蠕变机制,当应力指数n=4时,理论计算所得稳态蠕变速率与实验值非常吻合,说明在本实验条件下发生的是位错蠕变。     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15Al双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15Al在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压(ECAP),获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm～200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32.04%,抗拉强度σb从150MPa提高到269.3MPa,延伸率δ由0.05%提高到7.4%;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能

采用等通道转角挤压（ECAP）Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸力学性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸力学性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度分别达到250 MPa、20.5%和61.3 HV9.8,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15A1双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15A1在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压（ECAP）,获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm-200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32．04％,抗拉强度σb从150MPa提高到269．3MPa,延伸率δ由0．05％提高到7．4％;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能（英文）

采用等通道转角挤压(ECAP)Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度HV9.8分别达到250 MPa、20.5%和613 MPa,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。     

等径角挤压制备CuCrZr合金的抗软化性能

研究了CuCrZr合金等径角挤压(ECAP)后的微观组织演变及软化温度.结果表明,固溶态CuCrZr合金经路线B_c(每挤一道次后试样沿同一方向旋转90°)等径角挤压10道次后组织细化至亚微米级,超细晶晶粒较为等轴、均匀.等径角挤压10道次后合金的软化温度约为530℃,但550℃时,合金的硬度仍高达161HV,这说明ECAP后合金的抗软化能力并没有降低.因为ECAP促进了时效时析出相的析出,使得析出相更为弥散、细小,从而提高了合金的力学性能.     

ECAP挤压变形对6063合金组织与性能的影响

对比分析了铸态、3道次和6道次挤压态6063合金的力学性能和显微组织,并对断口形貌进行了观察。结果表明,经过多道次挤压变形后,6063合金的显微硬度和拉伸力学性能都得到不同程度提高,在挤压道次为3道次时,6063合金的显微硬度和抗拉强度取得最大值;经过多道次挤压变形后,6063合金的晶粒明显细化,Mg2Si相得到不同程度碎化且分布更加均匀;铸态6063合金呈现脆性断裂特征,而3道次挤压和6道次挤压6063合金呈现韧性断裂特征。     

等通道转角挤压对生物Mg-Zn-Ca合金显微组织与腐蚀行为的影响

旨在探讨等通道转角挤压(equal-channel-angular-pressed,ECAP)对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金的显微组织以及腐蚀行为的影响。对铸态Mg-3Zn-0.2Ca合金进行了1,2,4道次的剪切挤压变形。采用光学显微组织观察、X射线反射法、电化学等手段研究了挤压道次对镁合金显微组织、织构以及腐蚀行为的影响,也特别关注了ECAP对试样的不同截面方向的显微组织演变以及模拟体液(simulatedbodyfluid,SBF)电化学腐蚀行为的影响。结果表明:ECAP变形后铸态Mg-3Zn-0.2Ca镁合金晶粒逐渐细化,变形后镁合金呈现出与挤压方向呈一定角度的002面剪切织构;随着挤压道次增加,合金的耐蚀性先增加后降低。等通道转角挤压对合金耐蚀性的影响是晶粒尺寸、晶体缺陷和织构变化的综合效果;ECAP变形后合金不同截面方向呈现不同的耐蚀性,垂直于挤压方向截面的耐蚀性优于另2个方向截面的耐蚀性。     

轧制和ECAP变形对Cu-Cr-Zr合金显微硬度的影响研究

对固溶态Cu-Cr-Zr合金进行了等通道挤压(ECAP),研究了ECAP变形对固溶态Cu-Cr-Zr的显微硬度的影响。然后对合金进行了轧制,研究了轧制前后Cu-Cr-Zr合金的硬度。结果表明:材料的显微硬度随着ECAP道次的升高而增强。轧制后,相同道次ECAP变形Cu-Cr-Zr合金显微硬度有明显的提高。     

等通道转角挤压工艺对TA15合金显微硬度的影响

研究近α钛合金TA15经等通道转角挤压工艺(ECAP)加工后的维氏显微硬度及其变化规律。结果表明:TA15合金经ECAP挤压后,显微硬度显著提高,且合金试样外层硬度略高于芯部。合金的显微硬度与组织畸变程度、位错密度、晶粒尺寸以及相组成等密切相关。相变点以下挤压,挤压温度越低,硬度越高;相变点以上挤压,由于挤压后水冷过程中在β相内产生针状马氏体α′,硬度明显高于相变点以下挤压。模具转角越小,显微硬度越高。随挤压次数增加,硬度先增大后保持基本不变,而挤压路径对硬度的影响与挤压次数、挤压后细化效果密切相关。TA15合金经ECAP后退火,显微硬度明显降低。     

ECAP变形对Mg-Y-Nd-Zr合金组织和性能的影响

利用等通道角变形(ECAP)方法,沿Bc路径在400℃温度下对稀土Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金进行不同道次的塑性变形,采用光学显微镜,X射线衍射仪和电子背散射衍射(EBSD)技术等分析了不同道次挤压之后合金的微观组织、晶粒尺寸、物相和织构的变化,采用硬度试验和拉伸试验研究了ECAP不同道次对合金力学性能的影响。结果表明:ECAP之后Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金晶粒得到明显细化,并且在4道次之后晶粒细化效果最佳,大部分晶粒已细化至0.45μm;在ECAP变形6道次后再结晶的晶粒开始长大,但晶粒组织在6道次的时候均匀性最好;Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金第二相体积分数较小,ECAP变形后有大量的第二相粒子Mg_2Y相从过饱和的基体中析出且多分布于晶界处,ECAP变形4道次后各相数量趋于稳定;Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金随着挤压道次的增加,小角度晶界所占比例减少,大角度晶界有所增加;同时,进行ECAP变形后,Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金织构的强度和取向都有所变化,织构强度在4道次时最弱,在随后的ECAP变形中又开始增强,在6道次时由倾斜织构转变成强基面织构,Schmind因子趋于0,力学性能结果表明晶粒的细化作用大于织构的软化作用和强化作用,随着ECAP道次的增加,Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金的力学性能有所提高,但是在ECAP变形4道次后提高幅度较小,抗拉强度由150 MPa提高到183 MPa,硬度也从54.8 HV0.1提高到了63.7 HV0.1,屈服强度也较ECAP变形之前提高了56%,基本上符合Hall-Petch关系;并且在6道次后,由于晶粒细化且均匀分布,室温伸长率提高到了26.7%。     

等通道挤压镁合金的微观组织与硬度

对ZK60镁合金进行了C方式(相邻道次间旋转180°)等通道角挤压.采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析了试样ECAP变形前后的显微组织变化;采用显维维氏硬度计进行了硬度测试,并分析了ECAP变形对材料硬度的影响规律.结果表明:在ECAP挤压后的组织中有高密度的位错,它促成再结晶并晶粒细化到1～3μm;在经过6道次挤压后,合金的硬度达到76.3 HV.