SIMA制备半固态LYll合金的工艺研究

研究了应变诱发熔化激活法(SIMA)制备半固态LYll合金过程中的变形温度、变形速度、等温温度和保温时间等工艺参数对LYll合金组织演变的影响。研究结果表明，要获得均匀、细小的非枝晶组织，必须合理地匹配SIMA工艺参数。     

半固态LY11合金的压缩变形

研究了变形温度和应变速率对半固态LY11合金变形行为和微观组织的影响.研究结果表明:在液固温度区间变形时,变形温度、应变速率对半固态LY11合金的流变应力峰值影响显著,对稳态流变应力影响较小.对微观组织的影响是:随着变形温度的升高和应变速率的降低,固相晶粒尺寸增大,但仍保持初始的近球状.在半固态合金的压缩过程中,随着工艺参数的变化,占主导地位的变形机制也随之变化.     

半固态LY11铝合金的组织演变研究

对LY11合金的应变诱发熔化激活法(SIMA)制备工艺进行了研究，定量分析了变形量(ε)、等温温度(Ti)、保温时间(t)等工艺参数和预处理技术对晶粒尺寸、分形维数和晶粒尺寸分布等的影响，讨论了晶粒的大小、形状、尺寸分布的演变规律。结果表明：变形量对晶粒大小、形状的变化影响极大，要获得细小、近球形的晶粒需足够的变形程度；升高等温温度和延长保温时间会促使晶粒长大、球化；所有试样的晶粒尺寸呈正态分布，随着变形量的减小、等温温度的升高和保温时间的延长，峰值点附近晶粒的数目逐渐减小，尺寸逐渐增加；冷、热变形预处理条件对组织演变产生一定的影响，给试样施加变形是SIMA工艺的必要步骤。     

LY11合金的半固态成形研究

研究了变形温度和应变速率对半固态和供应态LY11合金峰值流动应力、稳态流动应力以及微观组织的影响.由试验结果可知:变形温度对LY11合金的峰值应力影响显著,对稳态应力影响较小.应变速率对峰值应力的影响与变形温度有关.变形温度对微观组织的影响是:随着变形温度的升高,半固态LY11合金的近球状晶粒不断长大,供应态LY11合金的不规则细长晶粒逐渐向近球状转变,这种转变有助于改善材料的流动性能.     

冷却倾斜管法制备铝合金半固态浆料的工艺参数研究

利用冷却倾斜管制浆工艺,采用正交试验设计方法制备了变形铝合金LY12半固态浆料.研究了制浆工艺参数对合金显微组织的影响,确定了最佳制浆工艺参数.结果表明:倾斜角度、浇注长度、浇注温度、结晶器预热温度对合金显微组织具有重要影响.本实验条件下的最佳制浆工艺参数为:浇注温度660℃,浇注长度500mm.倾斜角度60°,结晶器预热温度500℃.     

工艺参数对半固态Al-4Cu-Mg合金微观组织与性能的影响

采用应变诱发熔化激活工艺(SIMA)制备了半固态Al-4Cu-Mg合金，并对其组织性能进行了研究。结果表明：通过合理选择SIMA工艺参数，能够得到晶粒尺寸小且呈近球状的半固态组织；SIMA工艺参数对晶粒的大小和形状产生较大的影响。变形量越大、等温温度越低和保温时间越短，晶粒尺寸越小；变形量越大、等温温度越高和保温时间越长，分形维数越小，晶粒越圆整；采用变形量为20％～25％、等温温度为580～600℃和保温时间为2～6min的合理SIMA工艺参数，可获得室温抗压强度和屈服强度分别为358～387MPa和246-265MPa的半固态材料。     

轧制-重熔SIMA法制备ZCuSn10合金半固态坯料

采用轧制-重熔的SIMA法制备了ZCuSn10合金半固态坯料,先将铸态ZCuSn10合金加热到450℃保温15 min,分别进行2~4道次轧制,然后截取试样进行重熔处理后水淬.比较了SIMA法和铸态-直接重熔工艺制备的ZCuSn10合金半固态组织,并利用SEM的EDS测定了组织中Sn的分布情况,用OM和TEM观察了SIMA法制备过程中试样组织变化,综合分析了SIMA法制备ZCuSn10合金半固态坯料过程中的组织演变机理.结果表明:采用轧制-重熔的SIMA法制备的ZCuSn10合金半固态组织固相晶粒均匀细小,圆整度高,19.7%预变形量875℃保温15 min半固态组织最优,其平均晶粒直径75.8μm,形状因子1.62,液相率17.28%;用SIMA法制备ZCuSn10合金半固态坯料,预变形过程对晶粒细化及球化起到了关键作用,随着预变形量和重熔保温温度的提高,半固态组织晶粒尺寸减小,圆整度提高,液相率增加;采用轧制-重熔的SIMA法制备ZCuSn10合金半固态组织球化的主要机理是预变形过程破碎了枝晶,储备了变形能,在重熔过程中促进了枝晶熔断,同时,由于Sn元素从液相中向a固相中扩散迁移,液相逐渐吞噬固相的尖角突出部分,最终生成细小、圆整的a相晶粒.     

单辊剪切/冷却工艺对LY11半固态合金组织的影响[

利用自行设计的单辊剪切/冷却(SCR)试验机对LY11合金进行了半固态凝固实验,研究了工艺条件对LY11半固态合金组织的影响.结果表明,辊-靴间隙宽度的适当范围为2～3 mm;浇注温度影响半固态合金坯料内部晶粒的大小与形状,浇注温度在730～750     

SIMA法工艺参数对6061铝合金半固态组织和性能的影响

以15 mm的6061商业铝合金板材为原材料,采用室温镦粗为预变性方式的SIMA(应变诱导熔体激活)法制备了6061合金半固态坯料,研究了变形量和热处理工艺对半固态组织演变和性能的影响。结果表明,镦粗变形可使6061初始板材中的晶粒被打碎而细化,并储存变形能,而随变形量增加,半固态组织中固相颗粒尺寸减少、圆整度更好,当达到临界变形量33.3%后组织变化不大。提高热处理温度可以促使液相比例提高和加快晶粒圆整化进程,但也使晶粒尺寸长大的速度更快。随热处理时间延长,晶粒尺寸先减小后增大并逐渐圆整化。热处理后,6061半固态坯料的室温屈服强度比初始与墩粗后的板材低,但是伸长率得到明显提升,且屈服强度随着热处理时间的延长急剧下降。6061合金半固态坯料的最优SIMA法制备工艺参数是:变形量为33.3%,等温热处理温度为620℃,保温时间为45 min。     

新复合工艺制备A356.2合金半固态坯料

采用近液相线浇注和新SIMA法相结合的新复合工艺制备A356.2合金半固态坯料,观察和分析各工艺参数下试样的显微组织特征,探讨组织演变机制。实验结果表明,在铸模水冷、浇注温度615℃下进行近液相线浇注,获得的试样显微组织较好;等径角挤压使晶粒发生明显的变形和破碎,可累积大量的变形能;保温处理过程中,随着保温温度升高和保温时间延长,液相增多,晶粒粗化,圆整度提高。     

变形工艺参数对Ti-6Al-4V钛合金组织和性能的影响

研究了变形温度、变形程度、应变速率以及三者之间两两交互作用对Ti-6Al-4V钛合金组织和力学性能的影响.结果表明:变形程度和应变速率对力学性能的影响比较显著,在中等变形程度和较大的应变速率下成形时微观组织较为细小均匀,可以获得较高的抗拉强度和屈服强度;但工艺参数间的交互作用不容忽视,在变形温度稍低于相变点时,工艺参数间的交互作用对强度和塑性的影响显著.因此,优化成形工艺参数应根据强度、塑性等性能指标的要求,在考虑工艺参数间交互作用的基础上进行.     

Deformation and microstructure characterization during semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy

Effects of the process parameters, including deformation temperature, punch velocity and extrusion ratio, on the deformation and microstructure characterization during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy, were investigated. The experimental results show that the load decreases with an increase of deformation temperature and/or a decrease of punch velocity. When the displacement is more than 4 mm, the load decreases significantly with an increase of the deformation temperature, which is related to the high liquid fraction. The microstructure varies with the process parameters and deformation regions. It can be found that the dynamic recovery occurs during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy at lower deformation temperature. Subsequently, the microstructure elongated gradually polygonizes with an increase of deformation temperature. So, the higher deformation temperature should be chosen during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy because the grains polygonized and high liquid fractions are beneficial to deformation.     

35CrMo钢动态再结晶过程数值模拟与试验研究

以热物理模拟试验研究为基础,得出35CrMo钢发生动态再结晶时的数学模型。采用热一力耦合的弹塑性有限元法对35CrMo结构钢在热变形过程进行了数值模拟。变形的不均匀性导致动态再结晶进行的不等时性,动态再结晶的发生初始于大变形区,随着应变的增加,逐渐向粘着区和自由变形区延伸。同时预测热变形过程的形变量、形变速率和形变温度对再结晶微观组织演变的影响。在一定温度下,再结晶晶粒尺寸的大小与应变速率呈反方向变化,随着变形的进行,试样内的晶粒尺寸趋于细化和均匀化。在一定应变速率下,随着形变温度的降低,再结晶晶粒尺寸趋于细化,导致了锻件的综合性能提高。为了观察显微组织演化过程,对模拟结果进行了金相法验证,模拟结果与实验结果比较吻合,模拟的结果是合理的。     

均匀化处理Al-Mg-Mn合金的组织及热变形行为

研究了半连续水冷铸造方法制备的Al-Mg-Mn合金均匀化处理过程中显微组织的演变过程,同时采用 Gleeble-1500热模拟试验机对均匀化退火态合金的高温塑性变形行为进行了研究,分析了合金流变应力与变形温度和变形量之间的关系,并对合金变形过程中显微组织变化进行了探讨。结果表明,均匀化处理后原铸态合金中粗大的非平衡析出相逐渐溶解,变细、断裂,趋于球化,呈珠链状,数量减少。在热模拟变形过程中,475 ℃×15 h 均匀化退火态Al-Mg-Mn合金流变应力随着变形温度升高而降低;随着变形量增加,流变应力的峰值增大。随着变形温度升高,合金热变形组织首先发生缓慢的回复,位错密度降低,进而形成亚晶、出现再结晶晶粒组织特征。     

分步拉伸变形对TA15合金超塑性的影响

采用分步变形法对TA15合金在10 kN高温电子拉伸试验机上进行了超塑性拉伸试验,研究了变形温度和预变形量对该合金超塑性性能及微观组织演变。结果表明:变形温度为850~950℃和预变形量为100%~200%时,TA15合金呈现出良好的超塑性;变形温度为900℃和预变形量为150%时,该合金的超塑性能最好,最大延伸率为1456%;变形温度为950℃时,该合金的超塑性能降低,延伸率仅为188%。TA15合金的微观组织状态显示:该合金在拉伸变形过程中微观组织保持等轴状,但是随着变形温度的升高,晶粒开始长大,变形温度越高,晶粒长大越显著。     

BT25钛合金在锻造过程中失稳变形和动态再结晶行为的数值模拟

分别利用失稳图和功率耗散图确定BT25钛合金失稳变形组织和动态再结晶变形组织的热力参数边界条件,并将其输入到Deform-3D有限元软件中,使加工图技术与有限元技术能够进行有效结合。利用二次开发后的软件对BT25钛合金在变形温度为950~1100 ℃和应变速率0.001~1 s^-1的条件下进行失稳变形组织和动态再结晶行为的模拟和预测,并通过对比金相组织,验证了该模拟结果的可靠性。结果表明,流动应力随变形温度的升高或应变速率的降低而降低;失稳变形组织集中在低温、高应变速率区域;高温和低应变速率均有利于动态再结晶（DRX）行为;微观组织的观察结果与模拟预测的结果吻合较好,说明本研究提出的加工图技术与有限元技术相结合的方法对模拟与预测金属锻造过程中的失稳变形组织和DRX行为是可行的。     

TB8钛合金固溶组织研究及神经网络预测

深入分析了各变形工艺参数对TB8合金固溶处理显微组织的影响规律,建立了固溶组织再结晶体积分数、平均晶粒尺寸与变形工艺参数间的神经网络预测模型。结果表明,冷却和热处理制度相同的条件下,变形温度、变形程度和应变速率等变形工艺参数对TB8钛合金形变且固溶处理后的显微组织有重要的影响,若想获得晶粒较为细小且均匀的组织,需要在合适的应变速率下适当提高变形程度和降低变形温度;人工神经网络的预测结果与实测结果的高度拟合,表明人工神经网络模型可以较为精确地预测TB8合金的显微组织随变形工艺参数的变化而变化的情况。以上研究工作为TB8合金热加工工艺的制定提供了更为科学的理论依据。     

GH864合金涡轮盘锻造过程中微观组织的数值模拟

为了预测GH864合金φ1250 mm涡轮盘锻造过程中微观组织的演变规律,将微观组织模型加入到模拟软件MSC Super-form中,实现了高温合金塑性变形-传热-微观组织演变的耦合.研究了不同变形工艺参数对涡轮盘组织分布的影响,包括初始变形温度、变形速率、模具预热温度、摩擦系数及保温措施等的影响.结果表明:实际φ12...     

室温形变对SAF2205双相不锈钢组织的影响

参照U型管制造工艺,在室温和同一形变速率下,对SAF2205双相不锈钢钢管进行不同半径的弯曲。通过定量显微组织观察,发现弯制最小半径的U型管没有发生相变,同时找出了室温形变后使组织发生改变的最小弯曲半径：并对发生改变的组织进行1050℃同溶处理。结果表明：在受压一侧的组织恢复到原始供货状态．而在受拉一侧的组织比例没有恢复到形变以前的状态。     

Mo70-Cu板材轧制变形能力的研究

研究了室温下Mo70-Cu板材不同轧制变形量对其显微组织的变化及不同退火温度对Mo70-Cu板材塑性的影响。结果表明,室温下Mo70-Cu板材的轧制变形机理主要是铜相和钼相的滑移变形及钼的孪生变形;Mo70-Cu板材坯料中间退火温度在1000～1100℃退火1h,板材组织均匀、致密,塑性得到恢复。