强塑性变形中Al-Cu二元合金相的溶解行为

研究了不同变形特性的Al-Cu合金相在等通道挤压(ECAP)和多向压缩(MAC)强塑性变形中的溶解行为.结果表明:可变形粒子θ′′和θ′在强变形中由于自身的应变,产生了具有高能量的亚晶界和剪切变形带,导致溶解发生,且由于表面能的作用使溶解持续进行;而对于难变形的θ粒子而言,只有破碎后的尖锐菱角部分由于表面能的作用而发生溶解;相对纯剪切应力的ECAP方法,MAC方法由于压应力分量的作用能够在析出相内部更有效地引入应变能,从而加速其溶解.     

TA15合金超塑性变形空洞演化及断裂行为

对TA15合金在SANS CMT4104型高温电子拉伸实验机上进行恒应变速率超塑性拉伸试验,研究了合金超塑性变形过程中空洞演化及断裂行为。结果表明:超塑性变形过程中,TA15合金空洞含量和大小受变形量、应变速率和应变速率敏感性指数m值的影响较大。随变形量增大,空洞分别沿拉伸轴方向和垂直于拉伸轴方向发生了聚合和连接,空洞长大由形核时的一般扩散机制向塑性变形机制转变。TA15合金超塑性拉伸试样断口呈针点状,断口上含有大量的韧窝状空洞,空位聚集-空洞连接是TA15合金超塑性断裂的主要机制。     

塑性变形对Mg-Gd-Y-Zr合金析出行为及拉伸断裂行为的影响

研究塑性变形对Mg-10Gd-3Y-0.6Zr合金析出行为及拉伸断裂行为的影响。结果表明：塑性变形引发的晶体缺陷为时效析出提供了更多的形核核心,不仅使β′相的数量增加,还促进晶界、孪晶与基体界面处析出相的生成。析出相数量的增多可有效阻碍拉伸变形过程中的位错滑移从而强化合金基体,2%变形合金可实现强度与塑性的良好配合。塑性变形量增大,微裂纹在晶界析出相与基体界面处产生并沿晶界扩展,再加之断口表面平滑刻面的形成导致合金的拉伸性能降低。     

Mg—RE—Zr合金的塑性变形行为及断裂特征

通过压缩试验研究了Mg-RE-Zr合金在不同温度下的形变行为及断裂特征.结果表明,材料在400 ℃压缩时,均匀塑性变形量大,形变硬化效果显著.室温压缩断口主要以剪切断裂为主,断面较平坦,有明显的二次裂纹.压缩状态下,其断裂特征主要为解理与准解理断裂的混合断裂;拉伸断裂方式为准解理断裂.因此,在力学性能方面,Mg-RE-Zr合金的塑性变形行为可以满足作为生物医用材料的要求.     

热轧双相钢塑性变形和断裂行为的研究

文章利用SEM、TEM研究了热轧双相钢单向拉伸过程中不同变形量下的形变位错结构和断口组织特征。结果表明,双相钢中铁素体的塑性变形是由位错增殖、位错运动和交互作用、滑移带形成、位错缠结产生及其密度的增加、位错胞出现及细化等一系列演变构成;变形10%时,板条马氏体已产生塑性变形,其板条中出现形变带,并且随马氏体变形的继续,形变带不断形成和发展。变形颈缩时,双相钢中的微孔主要通过相界面结合力的丧失和马氏体断裂产生,而马氏体断裂主要出现在马氏体的尖角处。     

Cu-3.2Ni-0.75Si合金再结晶行为研究

对固溶态Cu-3.2Ni-0.75Si合金在二级变形+时效后进行了再结晶退火,研究了变形量对合金硬度、再结晶组织和再结晶动力学行为的影响。结果表明:在400℃退火时,变形量越大,再结晶速度越快;在不同温度退火时,变形量一定,退火温度越高,再结晶速度越快;在再结晶回复过程中,显微硬度和组织基本不变化;再结晶过程中显微硬度迅速下降,出现细小新晶粒并不断长大。经80%变形的合金软化温度为530℃,再结晶温度在500℃左右;在不同变形量退火时,40%变形量,合金发生再结晶的激活能为5.63 kJ/mol。再结晶的激活能随变形量的增加而降低,当变形量由40%增至80%时,再结晶激活能由5.63 kJ/mol降至4.17 kJ/mol。     

铸态及均匀化Ni-35Cr基高温合金的热变形行为

采用Gleeble热/力模拟试验机,对Ni-35Cr基GH4648高温合金的铸锭热加工性能进行了研究。结果表明:GH4648合金铸锭的开始再结晶温度为1050℃,在此温度以上,随着变形温度升高,动态再结晶越充分。在此基础上,对比分析了1180℃,45h均匀化处理对合金铸锭热加工性能的影响,发现均匀化处理对GH4648合金铸锭内的动态再结晶有一定的抑制作用。     

Cu-3.2Ni-0.75Si合金时效析出行为研究

利用透射电镜研究了Cu-3．2Ni-0．75Si合金在不同温度时效时的组织转变规律。研究结果表明，调幅分解是其时效相变过程失稳方式之一。发生调幅分解存在一临界温度，TR(450．500℃)，当时效温度低于TR时，合金的时效分解经历调幅分解、有序化等一系列亚稳过程后，最终析出平衡相δ-Ni2Ti。当时效温度高于TR时，过饱和固溶体中直接分解形成δ-Ni2Si相。     

四元三相Cu-20Ni-20Cr-5Co合金的高温氧化行为

研究四元三相Cu-20Ni-20Cr-5Co合金在700-900℃、0.1MPa纯氧气中的氧化行为以及添加第四组元Co对三元三相Cu-20Ni-20Cr合金氧化行为的影响。结果表明:合金为三相混合物,其氧化动力学曲线偏离抛物线规律,由几个线段组成,添加5%Co后合金的氧化速率明显降低。Cu-20Ni-20Cr-5Co合金表面形成的氧化膜外层主要是由CuO组成,内层是合金与氧化物组成的混合内氧化区,最终合金内层表面形成一连续的Cr2O3层,阻止合金的进一步氧化。     

316LN不锈钢混晶组织微区不均匀塑性变形研究

针对核电主管道用钢316LN经常出现的混晶组织,通过实验与晶体塑性有限元分析了混晶组织的晶粒尺寸、取向等微观组织对微区塑性变形特点的影响规律。应用数字图像相关法(DIC)实验定量获得了6%变形条件下的微区变形分布,验证了晶体塑性有限元模型的正确性。通过大变形实验获得了晶粒变形结果和滑移带分布,并用晶体塑性有限元模拟再现了微区变形的不均匀性。研究发现,混晶组织的塑性变形是非常不均匀的,细晶组织具有明显的应力应变集中现象,并发生更明显的晶体转动,而粗晶的整体变形则相对较小,但局部区域亦表现出明显的应变集中和滑移带聚集。     

Cu-60Ni-10Al和Cu-60Ni-15Al三元合金在800℃的高温氧化行为

研究了Cu-60Ni-10Al和Cu-60Ni-15Al（at％）在800℃的氧化行为。2种合金在初始阶段氧化较快，但与相应的Cu-Ni二元合金相比，铝的存在使合金的氧化速率大为降低；随着完整的保护性Al2O3层形成，合金的氧化速率进一步降低。氧化24h后，Cu-60Ni-10Al氧化膜外层仍有铜镍氧化物存在，10at％Al不足以使合金得到完全保护；而Cu-60Ni-15Al氧化膜完全由Al2O3层组成。对于60at％Ni的Cu-Ni-Al三元合金，获得完全保护的最佳铝浓度在10at％～15at％之间。     

重力铸造Cu-15Ni-8Sn合金圆柱形铸锭的宏观偏析研究

采用光谱、金相显微镜和扫描电子显微镜研究了冒口补浇的Cu-15Ni-8Sn合金金属型和砂型重力铸造工艺,重点研究了直径150 mm高度330 mm的铸锭中Sn元素的宏观偏析。结果表明:1335℃浇注后,金属型铸锭的二次枝晶间距平均值为67.9μm,远小于砂型铸锭的171.9μm;在采用冒口补浇工艺下,金属型铸锭在底部和中部的Sn元素宏观偏析程度比砂型铸件低,而上部反之;无论金属型还是砂型铸锭,Sn含量最低的位置均位于凝固最慢的铸锭中心部位。     

Mn含量对Fe-x Mn-9Al-8Ni-1C合金微观组织及氧化行为的影响

采用真空电弧熔炼的方法制备Fe-x Mn-9Al-8Ni-1C合金(x=10,15,20,25,wt%),研究了该系列合金的物相、微观组织、力学性能及合金在600℃时的氧化行为。结果表明：该系列合金主要含有奥氏体相、NiAl化合物相和κ-碳化物相,随Mn含量的增加,奥氏体相逐渐增多,NiAl相逐渐减少;与此同时,合金的塑性提高,硬度值有所降低;当Mn含量为10%时,硬度值最大为HRC 40.7。氧化行为测试结果表明,随着Mn含量的增加,合金的抗氧化性增强,合金表面形成的氧化膜分为两层,外氧化层由Fe₂O₃和少量Mn₂O₃组成,内氧化层主要为Al₂O₃与Mn₂O₃。相较于Mn含量为10%时的合金,Mn含量为25%时,合金氧化性能大幅改善,其氧化增重减少了127.8%,氧化膜厚度降低了102.7%。     

Mg-Si二元合金凝固组织和生物腐蚀行为的研究

采用Mg-Si二元合金作为研究对象,利用OM研究了3种Mg-xSi(x=0.6、1.38、2.1,质量分数)合金的显微组织,利用析氢法、失重法和电化学测试研究了3种合金在模拟体液中的生物腐蚀行为,并观察了其腐蚀形貌。结果表明,随着Si含量增加,合金中的共晶Mg_2Si相由细小的层片状逐渐转变为粗大的汉字状,多边形状的初生Mg_2Si相的尺寸也逐渐增加。随着Si含量增加,3种合金的析氢速率、失重腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐增加,表明合金在模拟体液中的耐蚀性能逐渐降低。     

铝锂合金电子束焊焊板超塑性变形行为研究

采用高温拉伸试验方法对5A90铝锂合金电子束焊焊板超塑性变形行为进行了研究。结果表明,焊板的断裂位置在母材部分,焊板接头可以承受高温变形而不破坏,但接头对焊板超塑性变形的贡献较小。随着温度的降低或初始应变速率的增大,焊板的应力应变曲线整体上移,在变形参数范围内焊板的峰值流变应力小于35.4 MPa。焊板的伸长率随温度升高和初始应变速率的减小而先增大后减小,在变形条件为450℃、5×10~(-3)s~(-1)时达到最大,为168%。焊板接头部分的塑性变形率随初始应变速率增大而增大,随变形温度的升高而先增大后减小,塑性变形率在变形条件为475℃、1×10~(-2)s~(-1)时达到最大,为92%。     

液相烧结的90W-7Ni-3Fe合金的形变与断裂

研究了液相烧结的90W-7Ni-3Fe合金的形变和断裂特征。试样由基体相首先开始屈服,承受塑性变形。当界面结合强度较低时,试样首先沿界面裂开,而当界面结合强度增高到高于钨的解理断裂应力时,试样同时发生钨球的穿晶解理开裂和基体相的塑性撕裂。氢是造成烧结试样界面脆化的重要原因之一。真空热处理能去除界面孔隙中的氢以及钨颗粒和基体相界面之中的氢,从而提高界面的结合强度,使试样的断裂强度和塑性同时得到提高。     

Ti-Zr二元合金在β相区的互扩散行为研究

通过扩散偶技术,利用电子探针(EPMA)研究了Ti-Zr二元合金在β相区(950至1150℃)的互扩散行为。采用Den Broeder方法及Hall修正法计算了Ti-Zr二元合金的互扩散系数,其范围为10-14～10-12m2/s;计算了扩散激活能Q和频率因子D0,两者均随Zr浓度的增加呈现先增加后减小的规律,其峰值均出现在50at%Zr浓度附近。用Vignes-Birchenall方法计算了Ti-Zr二元合金在扩散组元极限浓度处的杂质扩散系数,并与用Hall修正方法计算的互扩散系数进行了对比,二者结果比较接近。     

Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金的高温塑性变形行为

在Gleeble-1500热模拟机上对Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金进行高温热压缩实验,研究该合金在变形温度为750~900℃、应变速率为0.001~1 s 1条件下的流变应力行为。利用光学显微镜分析合金在不同变形条件下的组织演化规律。结果表明:合金的流变应力随着应变速率的增大和变形温度的降低而增大;流变应力随着应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳;变形过程中的流变应力可用Arrhenius双曲正弦本构关系来描述,平均变形激活能为454.2 kJ/mol;各种变形条件均可细化原始晶粒尺寸。随着温度的升高和应变速率的降低,合金的主要软化机制由动态回复逐渐变为动态再结晶;在(α+β)相区变形(750~850℃)时,α相对β晶粒的动态再结晶的发生起到阻碍作用。     

Ti1023合金高温塑性变形力学行为及组织演变的研究

通过Ti1023合金热模拟压缩试验,得到不同高温变形条件下的真应力-应变曲线。并对经变形和热处理的合金的组织演变规律进行了研究。结果表明:高温变形过程中,Ti1023合金的流变应力对变形工艺参数较为敏感,且在不同变形条件下,应力-应变曲线的变化呈现一定的规律,在低温和较高应变速率下,曲线多呈现动态再结晶特征;在高温条件下,曲线多呈现动态回复特征。随变形温度的升高,α相时效析出量逐渐减少,形态由等轴/条片状逐步演化为长条状;随应变速率的提高,α相形貌逐渐变为长条状,且相尺寸减小。不同形貌的α相会对合金的性能产生不同的影响,且在中温区(760~780℃)变形后可得到良好综合性能的组织。     

Zn含量对Mg-Zn二元合金热收缩行为的影响

通过专门设计的可以检测镁合金凝固收缩行为的试验装置,对Zn含量分别为2%,6%和10%的3种Mg-Zn二元合金在自由收缩与受阻收缩两种状态下冷却过程中的冷却温度、收缩位移与收缩应力变化进行检测,进而获得可以表征合金热裂敏感性的应力累积系数及其出现时的固相率区间和自由线收缩过程中的最大线收缩率指标。结果表明,在Zn含量低于最大固溶度时,随着Zn含量的提高,Mg-Zn二元合金的热裂倾向降低,但Zn含量大于最大固溶度的亚共晶Mg-10Zn合金则表现出冷裂的特点。