AZ31镁合金板材低温双向反复弯曲及退火下的织构弱化

对AZ31镁合金热轧板材在423 K进行6道次双向反复弯曲变形,随后在523 K退火1 000 s,利用光学显微镜和电子背散射衍射(EBSD)技术研究该工艺过程中组织及织构的演变规律。结果表明:孪生是主要变形机制;在523 K退火1 000 s后,边部组织已经完全静态再结晶,晶粒明显细化,而中部组织仅发生晶粒长大,最终形成两边晶粒细小、中间晶粒粗大的双向梯度组织。退火态样品内部织构得到弱化,从板材几何中心处至两表面,织构强度逐渐降低,沿板厚方向呈不严格的对称梯度分布;靠近板材上表面区域织构发生弱化和随机化,靠近板材下表面区域晶粒取向集中在取向因子为0.5的方向,而板材几何中心处仅部分晶粒取向发生偏转,取向因子呈双峰分布。     

样品取向对AZ31镁合金静态再结晶行为的影响

利用EBSD技术研究了样品取向对AZ31镁合金静态再结晶行为的影响.采用了沿板材法向切取的试样(0°试样)和沿板材横向切取的试样(90°试样)2种取向的样品,在150℃进行15%单轴压缩变形,然后在275℃保温不同时间进行退火实验.结果表明,0°试样15%单轴压缩变形内的变形机制以滑移为主;90°试样15%单轴压缩变形内的变形机制先以拉伸孪生为主,然后以滑移为主;由于变形机制的差异,相同压缩应变下90°试样比0°试样形变储存能要小.与0°试样相比,90°试样相同退火参数下静态再结晶开始及结束时间都被推迟.随着再结晶过程的进行,90°试样和0°试样2°—4°小角晶界含量均降低,均在30°取向差角处产生峰值;绝大多数再结晶晶粒优先在原始晶界处形核,少数再结晶晶粒在拉伸孪晶内部形核.     

强变形AZ31镁合金的静态再结晶

通过光学显微镜及SEM/EBSD观察研究强变形AZ31镁合金在300～673 K的退火行为,分析显微组织、晶粒尺寸分布、平均晶粒尺寸、硬度及变形织构随退火温度的变化.结果表明:细晶组分随着温度的升高不断降低,退火过程按退火温度可分为孕育、再结晶急速长大及晶粒正常长大3个阶段.强变形过程中,发生连续动态再结晶的镁合金在随后的退火过程中主要受晶粒长大控制,没有发生织构变化,即为连续静态再结晶.     

ZK60镁合金热压变形和退火中的组织与织构演变

利用光学显微镜(OM)和扫描电镜悬挂的EBSD背散射衍射实验观察并研究了ZK60镁合金铸轧条带在热压(350℃/0.1 s-1)及退火处理(退火温度分别为250,300,350和400℃,退火时间分别为100,1000,5000,10000和50000 s)条件下的微观结构组织与织构演变。利用动态再结晶理论分析了ZK60镁合金铸轧条带、条带经小应变变形和大应变变形条件下的微观结构演变机理,利用静态再结晶理论分析了试样在不同热处理条件下的组织变化。结果表明,铸扎条带在热压变形后基面织构由弱变强,滑移和孪生导致动态再结晶发生,随应变增加,出现剪切带,晶粒明显细化。退火后基面织构逐渐弱化,基面沿轧制方向发生倾转,材料发生了明显静态再结晶。     

室温多向锻压AZ31镁合金的静态再结晶行为

通过光学显微镜(OM)及电子背散射衍射分析技术(EBSD)研究室温多向锻压(MDF)下AZ31镁合金在473K下的静态再结晶(SRX)行为,对高密度孪晶组织的再结晶行为、显微组织演变、再结晶动力学及退火初期再结晶晶粒取向进行研究。结果表明:室温多向锻压AZ31镁合金的累积应变量越大,孪晶密度越高,退火过程中越容易发生再结晶。不管试样累积应变量高还是低,硬度曲线在退火过程中均分为3个阶段,且第一阶段硬度值均基本不变,但低累积应变量试样比高累积应变量试样更迟进入第二阶段,进入第三阶段低累积应变量试样硬度继续呈下降趋势而高累积应变量试样硬度基本处于稳态。高累积应变量试样能用JMAK方程很好地描述退火组织的再结晶过程,但低累积应变量试样却不能。退火初期,再结晶晶粒与母相仍然保持孪晶关系,且其基面取向与最终压缩方向垂直或平行。     

时效预处理态Al-Zn-Mg-Cu合金热变形及其后热处理过程中晶粒组织的演变

以435℃/2 h+200℃/12 h固溶时效预处理的新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金为研究对象,在温度350~400℃,应变速率0.01~1 s-1和变形量60%~80%条件下进行热压缩变形,再经350℃/0.5 h+470℃/2 h退火和固溶处理。采用光学(OM)、电子显微镜(EBSD、TEM)组织观察和测试方法,研究了时效预处理析出相粒子对热压缩变形及随后退火和固溶处理过程中晶粒组织的演变机理和规律。结果表明:(1)在400℃、0.05 s-1、60%条件下,ln Z值为24.33,发生了连续动态再结晶,获得了细小均匀的再结晶晶粒组织;经退火和固溶处理后,晶粒趋于等轴状,尺寸稍有增加,最终获得细小均匀的晶粒组织。(2)在380℃、0.1 s-1、60%条件下,ln Z值增加到25左右,晶粒沿变形方向拉长,晶界断续分布着细小的再结晶晶粒;经退火和固溶处理后,晶粒长大不明显,在变形拉长的晶粒内部均匀分布着尺寸较小的回复亚晶粒。(3)当应变速率较快或变形温度较低,ln Z值增加到约26,且变形量较大时,动态再结晶不明显,晶粒沿变形方向剧烈拉长;经退火和固溶处理处理后,晶粒长大明显,最终获得粗大的晶粒组织。     

变速加载模式下镁合金微观组织演变规律研究

为了研究机械伺服压力机变速加载模式对AZ31镁合金镦粗成形过程微观组织和硬度的影响,采用在机械伺服压力机上匀速加载模式和单向减速加载模式对镁合金镦粗成形过程进行了有限元分析,并进行了AZ31镁合金试样的金相分析和硬度测量。结果表明:在压缩变形初始阶段,采用单向减速模式的试样发生了动态再结晶,而采用匀速加载模式的试样未发生再结晶。在变形量达到70%时,采用两种速度模式镦粗试样的微观组织趋向一致。与匀速加载模式相比,单向减速加载模式有利于减小试样温差变化,也有助于镁合金完全动态再结晶,且试样的晶粒细小、组织分布均匀,通过单向减速加载模式的AZ31镁合金试样的硬度比匀速加载模式试样的硬度提高了49%。     

退火温度对超低碳钢ECAP变形组织的影响

采用BC方式通过等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)法制备了铁素体晶粒尺寸约0.30μm的超低碳钢试样,研究了退火温度对ECAP变形组织的影响。结果表明,随退火温度升高,ECAP变形获得的亚微晶铁素体变形组织在原位逐渐演变为再结晶组织。300~500℃×1h退火时,亚微晶铁素体组织稳定,晶粒无明显长大。退火温度高于500℃后,铁素体晶粒开始明显长大,650℃退火后的铁素体平均晶粒尺寸约8.70μm。     

C250钢热变形奥氏体静态再结晶行为北大核心CSCD

利用双道次热压缩试验方法,在Gleeble 1500热模拟机上研究了C250马氏体时效钢在热变形时的静态再结晶软化行为。分析了变形温度、应变速率、变形量以及初始奥氏体晶粒尺寸等不同工艺参数对静态再结晶行为的影响,并观察了不同变形条件下的静态再结晶晶粒尺寸变化。基于试验数据,构建了C250钢静态再结晶的动力学模型,得到了C250钢静态再结晶的激活能为146900.1 J·mol^(-1)。试验结果表明:提高变形温度、加快应变速率、增大变形量以及增加道次间隔时间均能有效地增加C250钢的静态再结晶体积分数,其中变形量对静态再结晶体积分数的影响最大,而初始奥氏体晶粒尺寸对其影响较小;不同变形条件下试样的金相组织有显著的静态再结晶现象,且与计算得到的影响趋势相同;基于双道次热压缩试验数据,将静态再结晶动力学模型的预测结果与试验结果进行对比分析,两者较为吻合。     

TC6钛合金高温准静态与室温动态变形条件下微结构演化对比

采用gleeble-1500热模拟试验机及分离式霍普金森压杆技术,对TC6钛合金试样进行高温准静态(0.01s-1)压缩试验及室温高应变率(103s-1)剪切试验,通过光学显微镜及透射电镜对比研究2种变形条件下材料微结构演化特点。结果表明:在2种变形条件下材料微结构演化显著不同。在高温准静态条件下变形时,TC6钛合金微结构演化经历了4个阶段:等轴状α相变形为板条状→板条状α相断裂,同时出现动态再结晶晶粒→动态再结晶晶粒长大→发生α/β相变;在高应变率加载条件下变形时,TC6钛合金微结构演化经历了3个阶段:等轴状α相变形为板条状→位错的快速运动,板条状α相变形为更为细长狭窄的长条状→长条状α相断裂,同时出现少量动态再结晶晶粒;在2种变形条件下,TC6钛合金均发生了动态再结晶,但高温准静态下,动态再结晶晶粒较多且发生长大,尺寸为3～5μm,而高应变率加载条件下形成的动态再结晶晶粒较少且没有长大,尺寸为0.1～0.2μm。     

动态塑性变形制备的超细晶铝的热稳定性研究

采用分离式霍普金森压杆对1050商业纯铝进行了高应变速率(2.7×10~3s~(-1)变形。试样随后进行100~250℃保温1h的退火。用透射电子显微镜观察了组织。结果表明:变形试样组织主要为拉长的片层状亚晶粒,横向和纵向平均晶粒尺寸分别为276、704nm,原始粗晶粒得到明显细化;当退火温度低于200℃时,试样组织依然为片层状,晶粒稍微粗化;250℃/1 h退火后试样微结构显著粗化,平均晶粒尺寸长大至4.9μm,并且试样组织中出现了再结晶晶粒。为了保持试样组织结构的稳定性,该试样使用温度必须低于250℃。     

7075铝合金在多向大变形锻造和退火中细晶粒结构的演变

利用多向大变形锻造工业工艺和显微组织观察,研究了工业7075铝合金中细晶粒显微组织的演变。在工业生产条件下,7075铝合金基体在锻造过程中可发生完全的动态再结晶,产生出平均尺寸小于2μm的细小等轴再结晶晶粒结构,晶粒内包含高密度位错与弥散细小的第二相粒子缠结。锻件经390℃～450℃退火1h后,晶粒尺寸仍在2μm～3μm左右,这说明动态再结晶晶粒结构在静态退火期间是很稳定的。     

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金β锻动态再结晶(英文)

通过热压缩实验研究Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金在变形温度为1000～1100°C,应变速率为10-3～1.0s-1的条件下的动态再结晶行为。结果表明:在变形温度高于1050°C、应变速率低于0.01s-1时,合金的动态再结晶机制以不连续动态再结晶为主;在变形温度低于1050°C、应变速率高于0.01s-1时,合金的动态再结晶机制以连续动态再结晶为主,同时存在少量的不连续动态再结晶。此外,降低应变速率和升高变形温度均能促进动态再结晶进程并使β变形晶粒细化。     

连续轧制AZ31镁合金板材退火组织织构和力学性能

通过光学显微镜、背散射电子衍射分析(EBSD)和室温拉伸试验研究了多道次连续轧制AZ31镁合金板材经200~400℃不同温度退火1 h后晶粒尺寸和微观织构的演化及其与力学性能的关系。结果表明:轧制板材经250℃×1 h退火后,静态再结晶几乎完成,晶粒细小均匀,平均晶粒尺寸约5.5μm,综合力学性能良好,抗拉强度和断后伸长率分别达到261 MPa和26.7%;当退火温度不高于350℃时,退火态板材基面织构较轧态低且差别较小。随退火温度升高,晶粒缓慢长大,晶界取向角分布由10°和30°双峰连续分布转变为30°单峰连续分布。此时,抗拉强度主要与晶粒尺寸有关。当退火温度达到400℃时,再结晶晶粒发生异常长大,基面织构急剧增强,晶界取向角呈离散分布,导致抗拉强度增加,而伸长率显著降低。     

Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金热压缩变形的动态再结晶机制（英文）

在变形温度为450°C和应变速率为2 s-1的条件下对均匀化退火后的Mg-7Gd-4Y-1Nd-0.5Zr合金进行热压缩试验。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)综合分析合金变形过程中的动态再结晶机制。采用电子背散射衍射(EBSD)获得晶体微取向信息。结果表明:随应变逐渐增加到-1.88,合金流变应力先快速升高到某个峰值,随后下降到最低值,最后又开始逐渐上升。在低应变下,大量{1 012}拉伸孪晶诱发形核形成动态再结晶晶粒,导致晶粒明显细化。动态再结晶晶粒首先在孪晶边界进行形核,且与孪晶母体存在30°0001的取向差。在大应变下,合金组织中在原始大晶粒附近形成细小动态再结晶晶粒,且从原始大晶粒内部到其晶界处的累积微取向连续增加,从而确定合金发生了连续动态再结晶。合金中也发现了粒子激发形核的动态再结晶机制。     

AZ31镁合金薄板动态再结晶对其拉伸性能的影响

基于热粘塑性本构理论,构建拉伸动态再结晶理论模型,并将该模型引入AZ31镁合金薄板变温拉伸的数值仿真.通过数值仿真分析AZ31镁合金薄板动态再结晶对其拉伸性能的影响.采用Gleeble3500热模拟试验机对AZ31镁合金薄板在定应变速率为0.25/s、不同温度(473、523、573和673 K)条件下进行单向拉伸实验,并利用光学显微镜观察变形中合金微观组织的演变.结果表明:随着镁合金薄板变形温度的升高,动态再结晶晶粒数量逐渐增加,尺寸先增后减,同时分布更趋于均匀;单向拉伸时,动态再结晶导致镁合金板材出现动态软化现象,流动应力降低.     

ZK60镁合金高应变速率压缩变形的流变行为及显微组织(英文)

在250~400°C的温度范围和0.1-50 s-1的应变速率范围内对ZK60合金进行压缩变形,对其流变行为和显微组织进行研究。结果表明,在低应变速率(0.1~1 s-1)下压缩变形时,再结晶主要发生在初始晶界上;在高应变速率(10~50 s-1)下压缩变形时,再结晶同时在初始晶界和孪晶上发生。合金在应变速率10~50 s-1和温度250~350°C的变形条件下获得均匀、细小的再结晶组织。因此,合金的最佳热加工工艺范围为应变速率10~50 s-1、变形温度250~350°C。高应变速率压缩变形条件下的孪生诱发动态再结晶过程分三步,首先,高位错密度孪晶分割初始晶粒;然后,孪晶内的位错发生重排形成亚晶;最后,随着应变的增加而形成再结晶晶粒。     

7A85铝合金热变形过程中微观组织演变规律研究

研究了7A85铝合金在应变速率为0. 001～1 s~(-1)、变形温度为250～450℃条件下热压缩变形过程中的微观组织演变规律。结果表明,7A85铝合金在低温条件下主要发生动态回复,高温条件下主要发生动态再结晶。在动态再结晶过程中,连续动态再结晶和非连续动态再结晶现象同时存在,350～400℃是动态回复向动态再结晶的转变温度区间。7A85铝合金组织演变对于温度的敏感性较高,随着温度的升高,平均取向差角θc显著增加,增加范围为0. 93°～7. 13°。350℃变形温度下的小角度晶界比例f_(LAGBs)较400℃时有所提高,最高增幅为27. 9%。在450℃变形温度下,应变速率对材料再结晶行为的影响显著,再结晶晶粒随着应变速率降低发生了明显长大。最后,采用线性回归方法建立了450℃变形温度条件下7A85铝合金的动态再结晶晶粒尺寸演化模型。     

新型超高强铝合金热变形及退火微观组织与织构

采用热力模拟实验和电子背散射衍射(EBSD)等测试方法,研究温度为350、420℃和应变速率为0.1 s-1条件下新型Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金轴对称热压缩变形以及400℃、1 h退火微观组织和织构的演变。结果表明:在350℃条件下进行80%的压缩变形过程中微观组织的演变机理是动态回复和大应变几何动态再结晶;主要织构是沿着α取向线分布的黄铜织构{110}112和少量的Goss{110}001织构;退火过程中发生静态回复和程度较小的静态再结晶,出现旋转立方织构{100}011,黄铜织构Brass{110}112沿着α取向线向Goss织构{110}001转变;420℃进行80%压缩变形的微观晶粒组织较均匀,细小的再结晶晶粒分布在变形剧烈的晶界或三角晶界处,织构类型为旋转立方织构{100}011;退火过程中发生亚动态再结晶和晶粒长大,该过程中旋转立方织构{100}011减弱,并出现黄铜织构{110}112。     

挤压态7075铝合金再结晶经验模型及应用

通过等温压缩试验和定量金相分析研究挤压态7075铝合金在变形温度为250~450℃、应变速率0.01~10 s?1下的变形行为和组织演化规律,得到不同变形条件下的真应力—应变曲线、平均晶粒尺寸、再结晶晶粒尺寸及再结晶分数。基于Yada模型通过统计回归建立挤压态7075铝合金动态再结晶经验模型并进行验证。结果表明:所建立的Yada再结晶模型误差平均值达到5%;通过二次开发实现了再结晶模型与Deform-3D软件的结合,并进行单向墩粗模拟验证,结果表明该模型预报精度较好。采用所建立的Yada再结晶模型研究7075铝合金三通件多向加载成形过程组织演化,获得加载路径对工件晶粒尺寸特征的影响规律。