纯锆的压缩变形行为

利用材料试验机和SHPB装置研究了常态下纯锆的静、动态压缩宏观力学性能。塑性变形阶段的流变应力及硬化率随应变率提高而增大,应变10％～20％段应力-应变曲线表现出凹向上趋势。金相观测表明,孪生是纯锆的重要变形机制,孪晶密度随应变及应变率的增长而增大。大应变时,动态压缩试样侧面观测到与压缩轴呈45°度的宏观裂纹。试样纵向剖开后,金相观测到发展的绝热剪切带。     

低温轧制纯锆的形变孪晶及织构演变

通过在77K温度下进行不同变形量的低温轧制实验,研究了具有强烈单轴织构的工业纯锆板材在低温轧制变形条件下的孪生行为及变形机理。采用扫描电镜（SEM）和电子背散射衍衬（EBSD）分析和表征了变形材料的微观组织和织构。结果表明,在沿C轴加载的低应变条件下{1022}〈1123〉压缩孪生是主要的变形机制,同时在{1022}〈1123〉压缩孪晶中产生了二次孪晶（{10}-2}〈10T1〉拉伸孪晶）以协调变形。施密特因子计算及孪晶分布的EBSD模拟结果表明,在低温变形条件下的孪生模式的选择是由施密特因子的数值大小决定的。探讨并解释了轧制过程中随着应变量增加由孪生所导致的织构演变。     

锆合金挤压管坯的组织及织构研究

采用XRD和EBSD技术,对不同挤压温度(650和630℃)的2种锆合金管坯的显微组织和宏观织构进行研究。结果表明,管坯内发生了动态回复和再结晶,其组织由沿挤压方向拉长的大晶粒与近似等轴的再结晶晶粒组成,管坯内再结晶晶粒的平均尺寸相近,分别为0.44和0.41μm,温度对显微组织无显著影响;挤压温度为650℃的管坯的织构主成分为<1010>纤维织构及{0001}<1010>,630℃挤压管坯的织构主成分为<1120>纤维织构及{0001}<1120>,并且后者基轴在管材横向的分布强度略高于径向分布。     

形变细化晶粒和润滑轧制对Ni-9.3at.%W合金基带立方织构形成的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线四环衍射(XRD)技术、电子背散射衍射(EBSD)技术分析研究了形变细化晶粒、润滑轧制对Ni-9.3at.%W(Ni9.3W)合金基带立方织构形成的影响。结果表明,采用形变细化晶粒的方法能有效提高Ni9.3W合金基带的立方织构含量,并且随着初始形变量的增加,晶粒细化程度越大,立方织构含量越高,采用优化的形变细化晶粒工艺使得Ni9.3W合金基带立方织构含量提高了9.8%。另外,增加形变细化晶粒后的轧制总变形量,立方织构含量进一步提升了24.7%,根据以上结果,确定了初始坯锭制备阶段的参数。在此基础上,研究了轧制变形的润滑与非润滑对立方织构形成的影响,相比非润滑轧制而言,采用润滑轧制,轧制织构中获得了较多的S取向与Copper取向,经再结晶退火后,润滑轧制基带的立方织构含量比非润滑轧制基带的立方织构含量高9.6%,达到了86.7%(<15°),而且孪晶界数量、小角度晶界含量均要优于非润滑轧制,说明润滑轧制对立方织构形成有着积极的影响。     

工业纯钛板材的轧制织构及微观组织对其孪晶和再结晶行为的依赖性

将工业纯钛(CP-Ti)板轧制至不同程度,随后进行退火以及进行20％的再轧制.通过电子背散射衍射(EBSD)对合金微观组织的变化进行表征.重新轧制后,{11(2)2}＜(1)(1)23＞压缩孪晶和{10(1)2}＜10(1)1＞拉伸孪晶产生.可以观察到孪晶的层状结构,这是由变形孪晶的缠结以及二次和三次孪晶的产生引起的....     

Ta晶粒细化工艺及组织、织构的研究

研究了加工方法对Ta组织及织构的影响,采用径向模压(自行设计的模具)+轴向镦粗的方法,经过2个循环的变形.在真空下1100℃退火1 h,取样观察了钽的微观组织、晶粒度;研究了轧制方式对钽组织均匀性的影响,采用一次交叉轧制的方法,道次加工率为5%～10%,总变形量为70%,真空退火1200℃.经EBSD测定了不同状态下钽的织构.结果表明:模压和轧制方法对钽的力学性能和晶粒大小有重要影响,一次交叉轧制可以更有效地减小钽的各向异性并获得细晶粒,平均晶粒度为30 μm.采用模压更有利于退火态钽板中{111}织构的增强,并减少{100}.     

阴极电压和供氮方式对纯氮离子渗氮的影响

分别研究了在500、600、650和700 V阴极电压条件下采用连续供气抽真空和间歇供氮闭炉的方式进行纯氮离子渗氮的工艺及机理.通过对间歇供氮闭炉离子渗氮层显微组织、相组成和硬度梯度的测定与分析,计算和验证了该工艺中N2分子临界离解能.结果表明,纯氮离子渗氮的活性氮原子来自于经阴极位降区加速的高能N 2与中性N2分子间的非弹性碰撞,离解N2分子的N 2离子临界能为48.64 eV,相应的阴极电压门槛值为650 V.纯氮离子渗氮工艺除要求阴极电压高于650 V外,间歇供气闭炉渗氮也是必备条件,在一定温度和足够高的阴极电压下,只有采用间歇供氮闭炉方式进行离子渗氮,从N2分子才能离解出足够多的活性氮原子,使试样表面产生明显的渗氮效果.     

润滑轧制工艺下热轧板的冲压性能及织构

研究了板带热连轧过程中不同道次配置润滑轧制工艺对钢板力学性能、金相组织和织构的影响,发现采用润滑工艺对提高钢板n值、r值,降低Δr值有一定作用,特别是加强后段轧制道次的润滑,效果更加明显;采用润滑轧制工艺,钢板晶粒尺寸细小,钢板厚度方向上织构分布差异明显减小,进而改善了热轧冲压薄板的冲压成型性能。     

不同轧制工艺对纯锡微观组织与性能的影响

本工作系统研究多晶纯锡(99.99%)在不同轧制工艺下的显微组织演变和力学行为,阐明纯锡在不同轧制状态下晶粒细化规律,以期为调控与优化纯锡的强韧化奠定理论基础。研究结果表明,不同轧制工艺对纯锡的微观组织和力学性能影响明显,其中轧制速度是影响纯锡的晶粒细化和力学性能提升的最主要因素,温度、速度和路径通过调控变形过程中的孪晶激发以及孪晶诱导再结晶的进程而实现不同工艺下的晶粒细化。轧制过程晶粒细化机制为：变形初期诱发60°<100>形变孪晶,在后续变形过程中孪晶逐渐演变为再结晶条带状组织,分割细化晶粒,且孪晶和再结晶组织的随机取向弱化原始粗晶产生的集中织构。轧制变形能明显提高纯锡的强度,且单向轧制工艺下的纯锡样品的TD方向的屈服强度和抗拉强度明显高于RD方向。     

Zr-Nb、Zr-Sn-Nb合金轧制板材织构分析

采用电子背散射衍射(EBSD)技术对Zr-Nb、Zr-Sn-Nb两类锆合金的终轧退火板材组织、织构进行了研究,并对再结晶晶粒的取向差进行了表征。结果表明,两类锆合金经终轧退火后都得到了均匀细小的再结晶组织,多数晶粒尺寸在2～5μm之间;两种合金中形成的第二相差别很大,Zr-Sn-Nb合金中第二相均匀弥散,而Zr-Nb合金中第二相则存在两种形态;两种合金退火后织构均为基面平行于轧面的取向织构,并向TD方向偏转一定角度,且多数晶粒的1210∥RD方向。     

室温及液氮控温对轧制态Al-Sc合金力学性能及织构的影响

通过显微硬度、拉伸性能测试、显微组织分析、扫描电镜分析以及背散射电子衍射分析,研究了室温与液氮控温80%轧制变形对Al-Sc合金组织及力学性能的影响。结果表明:室温轧制与液氮控温轧制后合金的硬度分别为105 HV0.3和162 HV0.3,抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为335 MPa、296 MPa、5.5%和443 MPa、415 MPa、6.7%;轧制后合金中多为小角度晶界,室温与液氮控温轧制后平均晶粒尺寸分别为40 μm和1 μm;由于层错能的影响,合金液氮控温轧制之后的主要织构类型为Brass织构{110}<112>、S织构{123}<634>和 Copper织构{112}<111>。     

终轧温度对Q235热轧钢板晶粒组织的非常规影响

通过组织观察、晶粒尺寸测定、织构检测等方法研究了终轧温度对Q2 35热轧钢板晶粒组织的非常规影响。结果发现 ,在较低温度下Q2 35热轧钢板表面有较高的相变形核率并可能引发动态再结晶 ,因而使表面晶粒尺寸略小于心部 ;在靠近A3点的 86 0℃～ 880℃终轧时铁素体具有更强的 { 0 0 1 } <1 1 0 >和 { 5 5 4} <2 2 5 >织构 ,这种织构反映出钢板终轧时存在较多未再结晶奥氏体及变形储存能 ,并促使奥氏体在略低于A3点就发生铁素体相变 ,因此造成了铁素体平均晶粒尺寸略大于高温终轧钢板晶粒尺寸的这一非常规现象     

纳米结构锆晶粒尺寸对费米能及费米速度的影响

研究纳米结构锆晶粒尺寸对晶格畸变、费米能和费米速度的影响,并建立晶格畸变、费米能、费米速度与晶粒尺寸之间的关系,计算了锆的晶格畸变率、费米能和费米速度.结果表明,锆纳米化后其晶格畸变表现为膨胀,晶格畸变随着晶粒尺寸的减小而增加,费米能和费米速度随晶粒尺寸的增加而增大.     

纯氮离子渗氮工艺及机理研究

采用高电压低气压、闭炉保温的渗氮工艺对合金钢在纯氮气氛下进行离子渗氮，测定了渗氮层的硬度梯度、渗层深度和相组成。在相同的渗氮时间里，纯氮离子渗氮获得了比以氨气作为渗氮气源进行离子渗氮更好的效果。而且克服了氨气渗氮容易产生环境污染的缺点。通过对纯氮渗氮不同工艺的对比试验，发现只有在足够高的电压下才有明显的渗氮效果。分析了离子渗氮过程中阴极位降区离子的行为，也对渗氮电压如何影响活性氮原子的产生进行了定量的计算，探讨了纯氮离子渗氮的机理。     

工业纯铝高温流变行为的实验研究

为了深入了解连续铸轧这一融合了“铸造”和“轧制”两个工艺过程条件下的流变行为与简单铸造+热加工(热轧)组合条件下流变行为的差异,在Gleeble-1500热模拟机上对铸造工业纯铝高温压缩流变行为及其影响因素进行了系列的模拟实验研究,得到了不同变形条件下铸造工业纯铝高温压缩成形过程中的流变曲线;通过多元线性回归分析得到了其应力-应变本构方程;并与铸轧过程物理模拟实验研究的结果进行了对比分析,结果表明:在相同变形条件下铸造工业纯铝高温压缩变形流变应力小于铸轧过程的流变应力,且随着应变速率的增大,它们之间的差值更大。     

加工及热处理对铂棒晶粒组织的影响

纯铂作为目前应用于半导体、医疗等领域的重要贵金属材料,晶粒组织均匀性、整体尺寸对材料的使用性能至关重要。利用金相显微镜及显微硬度计对不同工艺方法制得的纯铂棒材的晶粒形貌观察,并通过定量软件进行统计计算,研究了锻压、冷加工变形量、退火工艺对铂棒晶粒均匀性的影响。结果表明,80%变形量纯铂在700℃保温1.5 h,再结晶基本完成;40%小变形量纯铂在900℃保温1.5 h,晶粒长大,平均晶粒度达到155.2μm,整体均匀性最佳。获得一种可得到细小均匀再结晶晶粒组织的纯铂棒材的加工工艺:对铸棒进行锻造、冷轧,冷轧道次变形量为5%～10%,最终变形量为80%,成型铂棒700℃退火1.5 h,晶粒度可到达47.8μm,硬度为46.07,满足纯铂棒材的使用要求。     

提高热轧高强度型材低温冲击性能的研究

通过对某热轧高强度型材低温冲击性能影响因素的分析和研究，发现其低温冲击性能不合格的主要 原因是钢的终轧温度过高而导致钢中出现异常组织及组织粗大，同时取样方式及取样部位也对性能有较大影响。通过将终轧温度控制在870-930℃范围内，轧后禁止进行吹风或喷水冷却，并要求上冷床后进行多支堆放冷却，使该产品一次性能合格率由85.3%提高到97.8%。     

Sn含量对Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金相变温度和沉淀析出相的影响

以Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr与Zr-0.8Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr2种不同Sn含量锆合金为研究对象,采用差示扫描量热法(DSC)测量2种锆合金的相变温度,探讨Sn含量变化对锆合金相变点的影响。同时,采用SEM对热轧态、热轧退火态、冷轧态、冷轧退火态、终轧态、终轧退火态6种加工工序样品分别进行详细的微观组织观察,随后通过定量金相法对2种锆合金在不同加工工序下的第二相大小及分布等特点进行对比分析,得出2种锆合金定量的统计结果。降低Sn含量对α→β相变点有明显影响,而沉淀析出相的颗粒形状基本不变,但是第二相颗粒平均尺寸减小。扫描电镜的能谱(EDS)分析半定量地说明Sn在锆合金中存在不同程度的成分偏析。     

原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响

室温下,对923 及1023 K退火1 h所得的不同原始晶粒尺寸的工业纯钛进行ECAP变形。通过TEM、EBSD、室温拉伸和显微硬度测试研究原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响。探讨纯钛ECAP变形孪生行为和变形机制。结果表明,退火温度越高,原始晶粒尺寸越大。1道次变形后,1023 K退火纯钛的晶粒细化效果更显著。4道次变形后,923 K退火纯钛的组织更细小均匀。随着变形道次的增加,屈服强度不断增大,1道次变形后增幅最大,约为100%,且原始晶粒尺寸越大,强度增幅越大。纯钛ECAP变形机制包括位错滑移和孪生,原始晶粒尺寸越大,孪晶数量越多。     

钛及其合金管材真空退火炉微机控制系统

研究了８＃新锆合金的组织与耐蚀性能。在高压釜中进行了３６０，４００℃和５００℃的腐蚀试验。腐蚀结果表明，８＃合金的抗均匀腐蚀性能和抗疖状腐蚀性能均优于Ｚｒ－４合金。在４００℃、１０．３ＭＰａ水蒸汽中腐蚀１６８天时，８＃合金的增重为Ｚｒ－４合金的８０％左右。５００℃腐蚀２００ｈ后，８＃合金仍未出现疖状腐蚀。ＴＥＭ观察表明，α－Ｚｒ晶内及晶界上存在着许多Ｚｒ（ＦｅＣｒ）２的第二相粒子，其结构为六方结构