Tailoring strength and ductility of high-entropy CrMnFeCoNi alloy by adding Al

High-entropy alloys with high strength and acceptable ductility at both room and elevated temperatures for high-temperature structural applications are desired....     

半固态铝硅合金的压缩变形行为与组织变化

研究了控制熔体结晶法制备的半固态ZL101合金的压缩变形行为以及显微组织的变化.结果表明:在液固相区二次加热并保温足够时间后,该合金的球状固相仍保持半固态加工要求的适当尺寸,575℃和582℃压缩变形时,半固态浆料具有稳定触变流动变形特征,即应力随应变增大而缓慢下降,其应力水平较接近固相线的高温(550℃)塑性变形应力低得多;枝晶组织和高变形速率提高半固态合金的变形应力,并使应力随应变增大而单调提高;大变形后,圆柱试样中心和边缘区域存在球状初生α相变形程度的不同.半固态变形中,变形机理从以阻尼液相流动为主变为以固相颗粒塑性变形为主.     

Compressive deformation behavior of AZ31 magnesium alloy under quasi-static and dynamic loading

Compressive properties of AZ31 alloy were investigated at temperatures from room temperature to 543 K and at strain rates from 10-3to 2×10 4s-1.The results show that the compressive behavior and deformation mechanism of AZ31 depend largely on the temperature and strain rate.The flow stress increases with the increase of strain rate at fixed temperature,while decreases with the increase of deformation temperature at fixed strain rate.At low temperature and quasi-static condition,the true stress-true strain curve of AZ31 alloy can be divided into three stages(strain hardening,softening and stabilization) after yielding.However,at high temperature and high strain rate,the AZ31 alloy shows ideal elastic-plastic properties.It is therefore suggested that the change in loading conditions(temperature and strain rate) plays an important role in deformation mechanisms of AZ31 alloy.     

Compressive creep behavior of Mg-Sn binary alloy

Mg-Sn based alloy is one of the potential alloys for application at elevated temperature.The compressive creep behavior of ageing-treated Mg-xSn(x=3%,5%) alloys was investigated at the temperatures of 423 and 473 K and the stresses from 25 MPa to 35 MPa.When the tin content varies,the ageing-treated Mg-xSn alloys show quite different creep resistance,which are mainly attributed to the size and distribution of Mg_2Sn phases in the ageing-treated Mg-xSn alloys.The calculated value of stress exponent, n=6.3...     

轧制变形对高熵合金微观组织和力学性能的影响

对(FeNi)₆₇Cr₁₅Mn₁₀Al₅Ti₃高熵合金进行退火、冷轧和热轧+冷轧等工艺处理,采用X射线衍射仪、扫描电镜和万能试验机分别对合金进行物相组成、组织形貌以及力学性能测试和表征。结果表明,铸态和退火态的非等主元(FeNi)₆₇Cr₁₅Mn₁₀Al₅Ti₃高熵合金更易形成单相固溶体;在中等变形的热轧+冷轧工艺下,合金形成FCC+BCC的双相固溶体,其屈服强度可提高到460.0 MPa;在中等变形的冷轧工艺下,合金会形成细小的金属间化合物,从而具有细小金属间化合物强化机制,使屈服强度显著提升并达到722.0 MPa,同时,合金仍具有约25.7%的均匀伸长率,综合力学性能最佳。     

铸态ZA27合金的压蠕变行为

采用自制的实验装置研究了铸态ZA27合金在常温及高温时的压蠕变行为。在温度为20～160℃和压应力为50～137．5MPa的范围内，随温度和应力的升高，合金的压蠕变量增大，稳态蠕变速率的对数分别与应力和温度的对数曲线有较好的线性关系，稳态蠕变速率符合半经验公式。在不同的温度下，应力指数n相近，平均值为3．87；不同的应力下，表观激活能Qa相差不大，平均值为83．73kJ／mol，材料结构常数A为0．002，稳态蠕变速率由锌的点阵扩散和位错的攀移所控制。     

激光熔化沉积CrMnFeCoNi高熵合金组织和低温力学性能

采用激光熔化沉积和铸造技术分别制备了CrMnFeCoNi高熵合金。通过X射线衍射(XRD)、金相腐蚀、扫描电镜(SEM)和力学拉伸实验等分析手段对不同方法制备的CrMnFeCoNi高熵合金相组成、微观组织及力学性能进行了对比研究。结果表明:通过激光熔化沉积和铸造技术制备的CrMnFeCoNi高熵合金均为面心立方(FCC)单相固溶体结构;采用激光熔化沉积技术制备的CrMnFeCoNi高熵合金具有更为均匀的元素分布;随着温度从293 K降低到77 K,激光熔化沉积技术制备的CrMnFeCoNi高熵合金的拉伸强度与塑性分别从518 MPa、55%提升到878 MPa、95%,表现出优异的低温力学性能。     

CoCrFeMnNi高熵合金单向拉伸的组织和取向演变

采用电子背散射衍射技术,研究了室温下CoCrFeMnNi高熵合金在单向拉伸(真应变量为0%~12.4%)过程中的组织和取向演变。结果表明,初始组织表现为等轴晶形貌,退火孪晶形成于等轴晶粒内;拉伸后,等轴晶粒被拉长,小角度晶界急剧增多且主要分布在细小孪晶界和大角度晶界附近。该合金通过位错滑移的方式协调其室温下的拉伸变形。在变形过程中,晶粒取向不均匀转动,但晶粒内基体和孪晶的取向大体上沿着相同的方向转动,基体拉伸轴的转动规律为,反极图112和111附近的基体拉伸轴向111方向转动,符合Taylor模型;反极图中心和101附近的基体拉伸轴向001-111连线转动,符合Sachs模型;反极图001附近的基体拉伸轴转动无明显规律。     

2519铝合金热变形流变行为

采用Gleeble-1500热模拟机进行高温等温压缩实验,研究了2519铝合金在变形温度为300～450℃、应变速率为0.01～10 s-1条件下的流变变形行为.结果表明:应变速率和变形温度对合金流变应力的大小有显著影响,流变应力随温度升高而降低,随应变速率的提高而增大,在应变速率ε＜10 s-1条件下,流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复的特征;而在ε=10 s-1,t≥350℃的变形条件下,合金发生了局部动态再结晶.可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数描述2519铝合金高温塑性变形时的流变行为.     

A286 合金的热变形行为

采用热压缩试验对A286合金变形温度为950-1150 ℃,应变速率为0.1-10 s-1的流变应力、组织进行了研究。结果表明,随温度和应变速率的增加,再结晶分数增加。采用双曲正弦函数描述了峰值应力与Zener-hollomon 参数的关系,测试范围内,峰值应力条件下的再结晶激活能为464 kJ/mol,峰值应力方程为,峰值应力计算值和试验值吻合较好。     

Superplastic deformation behavior of 7075 aluminum alloy

A study has been made to investigate the effect of a prior amount of warm rolling on the superplastic forming behavior of a standard grade 7075 aluminum alloy. The thermomechanical treatment process presented for grain refinement includes furnace cooling from the solution treatment temperature to the overaging temperature, warm rolling from 65–85% deformation, recrystallization, and artificial aging treatment. Increasing the amount of warm rolling beyond 80% deformation does not produce material with higher elongation to failure when the thermomechanical treatment process presented is used. The largest value of elongation to failure was 700%, which was obtained for a specimen having a grain size of 8 μm at a strain rate of 6×10⁻³S⁻¹. The fracture surface exhibits a granular appearance indicative of an intergranular fracture mode. Dislocation activities within grains were observed, indicating the occurrence of dislocation slip during grain boundary sliding.     

GH4169合金的冷变形行为

通过室温压缩试验、数学模型拟合、光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和显微硬度等手段,建立GH4169合金冷变形本构方程,研究了冷变形量及应变速率对GH4169合金组织和性能的影响。结果表明,GH4169合金冷变形加工硬化规律基本符合Hollomon方程,其中应变速率对加工硬化影响较小,变形量是影响加工硬化的主要因素;随着变形量的增大,晶粒的变形程度增大,晶粒内部的小角度晶界随着变形量的增大逐渐增多,并有部分向大角度晶界转化;合金的显微硬度也随着变形量的增大而逐渐增大。     

Cu-Cr-Zr-Ce合金的高温热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟试验机上通过高温等温压缩试验,对Cu-0.4Cr-0.15Zr-0.05Ce合金在应变速率为0.01 ～5 s-1、变形温度为600 ～800℃的动态再结晶行为以及组织转变进行了研究.结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大.同时从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的热变形激活能Q为495.8 kJ/mol,同利用逐步回归的方法建立了该合金的流变应力方程.利用光学显微镜分析了形变温度对该合金在热压缩过程中的组织演变及动态再结晶形核机制的影响规律.     

2195铝锂合金的热变形行为

在Gleeble-1500热模拟机上实施热压缩试验,研究2195铝锂合金在变形温度360～500℃,应变速率0.1～10 s-1时的热变形行为,并通过OM和EBSD研究了热变形中微观组织的演变.基于动态材料模型理论及Zener-Holloman参数,构建了2195铝锂合金的应变量为50％时的加工图及本构方程.结果表明,...     

Mg-Nd-Zn-Zr稀土镁合金的热变形行为

采用GLEEBLE-1500热模拟机对Mg-Nd-Zn-Zr稀土镁合金在温度为250～450.℃、应变速率为0.002～0.100.s-1、最大变形程度为60%的条件下, 进行高温压缩模拟实验研究. 分析了实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系, 计算了变形激活能和应力指数, 并研究了在热压缩过程中组织的变化, 为确定该稀土镁合金的挤压温度提供了实验依据. 结果表明: 合金的峰值流变应力随应变速率的增大而增加, 随温度的升高而降低; 合金的变形激活能在300～400.℃内变化不大, 而在400～450.℃时增加很大; 根据实验分析认为该稀土镁合金挤压温度定在350～400.℃左右为宜; 在350.℃左右顺利挤出的实验合金有很好的力学性能: σb=275.5.MPa, δ=13.5%.     

马氏体TiAl合金的热变形行为

为研究马氏体TiAl合金的热变形行为,对Ti-42.1Al-8.3V合金进行1320 ℃油淬,得到马氏体,然后利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了马氏体在变形温度为1000~1150 ℃、应变速率为0.001~1 s^-1下的热变形行为。利用背散射电子成像(BSE)和背散射衍射(EBSD)研究了热变形参数对TiAl合金显微组织的影响,通过分析真应力-真应变曲线,结合双曲正弦方程建立了本构方程。结果表明,马氏体TiAl合金的流变应力曲线符合动态再结晶特征,峰值应力随着变形温度的降低和应变速率的增大而增大;通过计算得到n为2.175,变形激活能Q为595.79 kJ/mol,并构建了马氏体TiAl合金的本构方程;在热变形后,TiAl合金中近等边三角形排布的马氏体转变成α₂/γ片层结构。随着变形温度的升高和应变速率的减小,α₂/γ片层逐步被再结晶晶粒替代,最后在变形温度为1100 ℃、应变速率为0.001 s^-1条件下全部转化为等轴晶。另外,随着应变速率的降低和变形温度的升高,晶粒充分长大,逐渐粗化。     

GH4169合金的高温变形行为

通过高温拉伸实验对GH4169合金的加工硬化特性进行了研究,采用扫描电镜观察其断口处的组织形貌,分析了δ相对GH4169合金塑性变形的影响。结果表明,GH4169合金加工硬化规律基本遵循Hollomon公式;合金在不同热处理制度(固溶处理、时效2 h、时效5 h、时效32 h)下的应变硬化指数n分别为0.274、0.391、0.423和0.468;δ相的析出提高了合金的抗拉强度和屈服极限,而塑性表现为先上升后下降。     

Cu-Cr-Zr合金高温热变形行为

为研究Cu-Cr-Zr合金的高温热变形行为,建立Cu-Cr-Zr合金的高温本构模型,采用Gleeble-1500D热模拟实验机对该合金进行不同变形条件下的热压缩实验。实验参数为:变形量60%、应变速率0. 1~5 s-1、变形温度650~900℃。实验结果表明:变形初始阶段加工硬化大于动态软化作用,使得应力值迅速增大至峰值,之后动态软化大于加工硬化作用,使得应力值降低至一定程度再趋于平稳。通过对Cu-Cr-Zr合金应力-应变曲线的变化规律进行分析可得,低应变速率和高变形温度都会促进合金动态再结晶的程度。利用计算软件对实验数据进行计算和整理,将由线性拟合所得数值代入Arrhenius本构模型,可得Cu-Cr-Zr合金的本构模型。     

淬火态7005铝合金的热变形行为

在Gleeble-1500热模拟仪上进行热压缩实验,研究在变形温度250-450°C、应变速率0.0005-0.5 s^-1时淬火状态下的7005铝合金的热变形行为。实验结果表明：淬火状态7005合金的流变应力受变形温度和应变速率的双重影响,热变形过程中的流变应力可用Zener-Hollomon参数的指数型方程表示。通过比较本构方程计算出的流变应力和实验测量的流变应力发现预测结果和实验结果有很好的相符性。基于动态材料模型,在真应变为0.1、0.3和0.5处构建了淬火状态下的7005铝合金的热加工图。通过加工图分析及微观组织观察发现合金的最优热加工区域为：270-340°C,0.05-0.5 s^-1,在该区域内变形时合金发生了合理的动态再结晶行为。合金的流变不稳定性与绝热剪切带以及局部流变的产生有关。因此,为获取满意的性能,在热加工时应避开这些不稳定的区域。     

CuNiSiP合金的时效和热变形行为

研究了时效温度、时效时间以及冷变形对CuNiSiP合金时效性能的影响,并利用Gleeble-1500D热模拟试验机,采用高温等温压缩试验,研究了变形温度和变形速率对CuNiSiP合金高温压缩变形行为的影响.结果表明:CuNiSiP合金经冷变形后时效能得到较高的综合性能,其经60%变形450 ℃时效2 h,显微硬度达到242 HV0.05,导电率达到35.61%IACS;应变速率和变形温度的变化对合金的再结晶影响较大,变形温度越高,应变速率越小,合金越容易发生动态再结晶,其所对应的峰值应力相对越低.