不同变形温度对TWIP钢组织和性能的影响

在20℃、200℃、400℃3种温度下对TWIP钢的力学性能进行了研究,并采用金相、SEM等方法对不同温度下变形后TWIP钢的微观组织及断口形貌进行了分析。结果表明,随着变形温度的提高,抗拉强度降低,伸长率相差不大;高温下TWIP钢变形后微观组织中形变孪晶的密度降低,发生了动态再结晶。     

楔压变形程度对重力铸造ZL401铝合金管坯显微组织和力学性能的影响

为了消除重力铸造ZL401铝合金管坯中的孔洞、疏松等缺陷,改善其组织并提高力学性能,对其进行楔形压制(最大变形量为40%),并对其微观组织、力学性能和拉伸断口进行了研究。结果表明:楔形压制能明显压合甚至消除重力铸造产生的孔洞和疏松,随变形程度增大,其强度和伸长率均增大,抗拉强度、伸长率和相对密度分别从从楔压前的161MPa,3.3%,94.3%提高到232MPa,7.2%,99.5%;断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变。     

累积叠轧焊不锈钢的组织和性能

采用累积叠轧焊工艺制备了超细晶组织不锈钢薄板,并对其微观结构、力学性能及断裂方式进行了分析。结果表明：累积叠轧后材料中晶粒呈扁平状,抗拉强度显著提高,经过两道叠轧后抗拉强度可达1060MPa;拉伸断口有一定的颈缩现象,整个断面呈韧窝状,为韧性断裂。     

挤压铸造高强韧铝铜合金组织与性能的研究

应用挤压铸造工艺制备出一种新开发的高强韧铝铜合金,在T6热处理状态下其抗拉强度达到520MPa,伸长率为8%。通过对该合金力学性能及其显微组织的研究表明,铸态和经T6热处理的抗拉强度和伸长率均随压力的增加而增大,在挤压力达到75MPa后再增加压力,对抗拉强度和伸长率的影响已不明显。另外,对合金的显微组织和断口形貌进行的分析表明,随挤压力增加,晶粒明显细化,二次枝晶增加,枝晶间距减小。     

扭转变形与退火处理对再生铜杆显微组织和性能的影响

对采用火法精炼高导电(FRHC)废杂铜精炼工艺+连铸连轧工艺制备的直径8 mm再生铜杆进行720℃扭转变形和500℃×60 min退火处理,研究了扭转变形和退火处理对其显微组织、力学性能和导电性能的影响。结果表明:在连铸连轧过程中再生铜杆组织中产生孪晶,扭转变形导致的孪晶交叉、孪晶与位错等的交互作用使得晶粒发生细化;扭转变形后再生铜杆的抗拉强度由未扭转变形的215 MPa提高到273 MPa,但断后伸长率由40%降低到21%,硬度增大,导电率由99.37%IACS降低至86.78%IACS;再进行退火处理后,再生铜杆组织形成尺寸更均匀的等轴晶,抗拉强度降至208 MPa,断后伸长率提高到55%,硬度降低,导电率增至98.21%IACS。     

退火温度对纳米晶铜微观结构和力学性能的影响

采用电沉积法制备得到厚度约600μm的块体纳米晶铜,并在100～250℃下进行退火处理,研究了退火温度对纳米晶铜微观结构和力学性能的影响。结果表明：未退火及退火后纳米晶铜均呈现面心立方结构;随着退火温度从100℃增加至250℃,纳米晶铜(200)晶面的衍射峰强度逐渐增强。随着退火温度的升高,纳米晶铜的抗拉强度逐渐减小,断后伸长率先增大后减小,表面拉伸变形带和拉伸断口上大而深的韧窝数量均增加;200℃退火后纳米晶铜的拉伸性能较佳,抗拉强度高约500 MPa,断后伸长率近30.5%。     

马氏体组织Ti-6Al-4V钛合金多向等温锻造组织演变及力学性能强化研究

将铸态Ti-6Al-4V钛合金经过β相区热处理水淬之后获得马氏体组织,经过两步多向等温锻造之后获得了平均晶粒尺寸为1.5 μm的均匀等轴细晶组织,其室温拉伸屈服强度为906 MPa,抗拉强度为954 MPa,伸长率为16.7%,相比铸态Ti-6Al-4V钛合金,其室温力学性能得到了极大提升。研究表明,获得马氏体组织对钛合金晶粒细化有着巨大促进作用。第一步等温锻造之后的钛合金坯料组织并不均匀,存在变形区和“变形死区”,在变形区域内,心部位置应变量最大,组织细化最为明显,从心部到两端应变量逐渐减小,片层组织变形量相应减小;经过90°换向后的第二步等温锻造之后,钛合金坯料组织内的片层组织基本全部细化,形成了均匀的等轴晶组织,从心部到两端,随着应变量的减小,晶粒取向变化相应减小。     

铸锻复合成形后AZ91镁合金的组织和力学性能

通过铸锻(压铸和模锻)复合成形方式制备了AZ91镁合金汽车转向控制臂,对控制臂主要受力部位的显微组织和力学性能进行了研究,并对拉伸断口进行了分析。结果表明:铸锻复合成形后,AZ91镁合金转向控制臂不同区域的变形量不同,变形量大的区域呈明显的流线特征,并发生动态再结晶,为细小的等轴晶;与压铸态相比,铸锻复合成形后合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及硬度分别为251.3MPa、156.9MPa、4.12%和125HV;断裂机制由脆性断裂变为韧脆混合断裂。     

激光定向凝固参数对熔覆层宏观形貌以及微观组织的影响

激光定向凝固技术在航空发动机涡轮叶片上大量使用,但激光参数对熔覆层宏观形貌以及微观组织的影响鲜有研究。研究了DZ22择优取向基材上沿基材外延生长的定向凝固熔覆层宏观形貌和微观组织与激光参数之间的规律,发现了参数对熔覆层宏观形貌的影响规律,并找到了最佳的激光熔覆参数。另外,对微观组织分析发现,熔覆层上层以及两侧均为等轴晶或杂晶,其中,电流和脉宽与一次枝晶间距和转向枝晶区高度成正比,扫描速度与一次枝晶间距和转向枝晶区成反比,而且深宽比大的熔覆层柱状晶区域占比大。     

动态条件下Fe-24Mn-0.5C孪晶诱发塑性钢的断裂机制

对Fe-24Mn-0.5C孪晶诱发塑性钢进行了动态冲击拉伸试验,并采用扫描电镜、透射电镜等研究了该钢的断裂机制。结果表明:试验钢的抗拉强度为1 100 MPa,断后伸长率为50%;试验钢表现为典型的韧性断裂特征,断口主要由呈阶梯状的韧窝组成;其断裂机制为变形过程中塞积在晶界和孪晶界处的大量位错促使孔洞及裂纹的产生,继续变形则发生断裂。     

微米尺度铜键合丝疲劳性能研究

目前,铜键合丝广泛用于集成电路、电子封装等领域,但是铜丝在制造和键合的过程中受到的局部应力和摆动,会不可避免地产生疲劳问题。通过一套以自激振动为原理组装的微结构疲劳试验装置,对不同直径的微米级铜键合丝进行对称弯曲疲劳性能测试。试验结果表明:该试验装置能够成功地对微米级铜丝进行对称弯曲疲劳性能试验;无论是屈服强度、抗拉强度还是弹性模量,直径20μm的铜丝均高于直径30μm、40μm的铜丝,表现出明显的尺寸效应;所有铜丝的疲劳寿命集中在4.5×104~1×107;在相同应力条件下,铜丝的疲劳寿命随着铜丝直径的增加而减小;直径20μm、30μm、40μm的铜丝对应的疲劳强度(N=106)分别为147 MPa、97 MPa、70 MPa。从扫描电子显微镜的断口分析结果可以看出拉伸断口为凿峰状,断口周围表面出现许多相间的条状拉拔痕迹;疲劳断口为平齐正断,两条裂纹起源于试样表面,瞬断区为窄条状。     

高应变速率条件下1200MPa级冷轧双相钢塑性变形微观机理的研究

通过在CMT4105试验机上进行准静态拉伸试验,在Hopkinson拉杆试验机上进行动态拉伸试验。在常温下,对DP1200冷轧双相钢进行应变速率为1×10~(-4) s~(-1)、1×10~(-3) s~(-1)、1×10~(-2) s~(-1)的准静态拉伸试验,以及应变速率为500 s-1、1 000 s-1、2 250 s-1的动态拉伸试验,并对拉伸断口进行形貌分析。结果表明:DP1200冷轧双相钢在准静态和动态变形条件下,随应变速率的增大,屈服强度s0.2从723 MPa增加到998 MPa,抗拉强度sb从1 205 MPa增加到1 515 MPa,断后伸长率从9.0%下降到7.7%,屈强比从0.60上升到0.66。准静态和动态拉伸的韧断口都呈现窝状,为韧性断口。应变速率为1×10~(-4) s~(-1)、1×10~(-3) s~(-1)、1×10~(-2)s~(-1)、500 s~(-1)、1 000 s~(-1)、2 250 s~(-1)断口韧窝平均尺寸分别为7.5μm、7.2μm、6.9μm、4.3μm、3.5μm和2.6μm,准静态拉伸不同应变速率下韧窝形貌变化不大,动态拉伸条件下随应变速率的增加断口韧窝变深。     

轧态CrCoNi中熵合金动态拉伸本构模型的建立和变形机理研究

CrCoNi中熵合金在准静态拉伸下具有良好的强度和塑性,而其动态拉伸力学行为还有待研究。利用霍普金森拉杆分别对CrCoNi中熵合金试样进行了室温(298 K)和低温(77 K)下不同应变率的动态拉伸力学行为研究,建立了修正的J-C(Johson-Cook)本构模型对其塑性流动行为进行了较好的描述,通过断后样品的微观组织表征揭示了其变形机理。结果表明：室温下CrCoNi中熵合金的强度和塑性随着应变率增大逐渐提高。与准静态拉伸相比,动态拉伸应变率为1 200～5 000 s^-1时,试样的屈服强度增大至560 MPa到1 150 MPa,伸长率增长至60%到90%;低温下强度表现出相似的应变率效应且强度较室温下更高,但韧性有所降低。变形机理结果表明：相比于室温准静态,室温动态拉伸下试样内部孪晶密度更大且交叉孪晶出现、FCC→HCP相变发生、纳米晶形成,三者共同作用促使CrCoNi中熵合金加工硬化提高;相比于室温动态拉伸,低温动态拉伸下试样孪晶密度过大导致孪晶增厚,且纳米晶形成,促使试样加工硬化进一步提高,而孪晶增厚加强了对位错的阻碍致使韧性降低。     

多向锻造及时效处理强韧化变形铝合金

利用多向锻造及时效处理技术加工变形铝合金,使铝合金具有高强度和良好的塑性.研究结果表明,试样组织显著细化且超细的第二相微粒弥散分布,抗拉强度和硬度大幅度增加且塑性良好,抗拉强度和延伸率分别为396.3 MPa和11.08％.锻件强度的大幅度提高,是由于组织显著细化且超细的第二相微粒弥散分布;经多次累积应变和时效处理改善晶界状态,同时,时效处理也减少锻造应力,使锻件的塑性增强.     

冷变形和热处理对单晶Cu键合丝性能影响

研究单晶Cu键合丝冷加工过程中的微观组织和性能,分析热处理温度和热处理时间对单晶Cu键合丝破断力、伸长率和电阻率的影响.通过对单晶Cu键合丝进行冷加工及热处理,试验结果表明冷加工后的单晶Cu键合丝具有致密的纤维组织结构,强度和电阻率得到提高,伸长率下降.随着退火时间和退火温度的增加,单晶Cu键合丝破断力降低,伸长率增加,电阻率呈下降趋势.对于φ0.025 mm的单晶Cu键合丝,在退火温度为420℃,退火时间为2.4 s时,单晶Cu键合丝具有高的伸长率和较高的破断力.在热处理过程中张力过大或环境条件不稳定会导致键合丝表面出现竹节状缺陷.经试验数据拟合,单晶Cu键合丝线径与退火温度、退火时间之间存在二次多项式函数关系.     

硼含量对铅镁铝合金组织与力学性能的影响

采用真空熔炼法制备了含硼的铅镁铝合金,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪和力学性能试验机等研究了硼含量对合金组织与力学性能的影响。结果表明:添加硼后,合金中出现了黑色的颗粒状AlB2相,且与Mg-Mg17Al12共晶组织相伴生;随着硼含量的增加,AlB2相分布趋于均匀化,Mg-Mg17Al12共晶相增多;当硼的质量分数为1%时,合金的力学性能最好,抗拉强度、硬度和伸长率分别为105MPa,160MPa和6.87%,室温拉伸断口主要为韧性断裂和准解理断裂的混合特征。     

脉冲射流电铸纳米晶铜的组织与性能

采用射流电铸快速成型方法,在脉冲电流条件下制备了铜铸层,研究了脉冲电流频率和峰值电流密度对铜铸层表面形貌、微观组织结构、晶粒大小以及力学性能的影响。结果表明：在高电流密度下制备出的块体纳米晶铜,晶粒尺寸为32-65nm;提高脉冲电流频率和峰值电流密度有利于获得颗粒细小、表面平整的纳米晶铜铸层;制备的纳米晶铜最大抗拉强度高达590MPa,是普通粗晶铜的4．5倍,纳米晶铜的最大伸长率为10％．     

粉末床激光熔化成形H13钢工艺优化及力学性能研究

通过实验方法优化得到了粉末床激光熔化成形H13钢的工艺参数,并研究了成形样件的微观组织和拉伸性能。通过实验得到了H13钢单道成形的优化工艺区间:激光功率225 ~ 325 W,扫描速度600 ~1200 mm/s,通过块体实验得到优化的工艺参数为:激光功率275 W,扫描速度900 mm/s,扫描间距0.08 mm。微观组织显示为柱状晶粒,晶粒的宽度约为3 ~ 5 μm,长度约为10 ~ 40 μm。在优化工艺参数下成形试样的室温抗拉强度高达1 761 MPa,延伸率为2.72%。