变形工艺对7055铝合金多道次热压缩组织的影响

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机分别对7055铝合金在不同温度和应变速率下进行多道次热模拟压缩试验,利用OM分析合金在不同温度和应变速率条件下热压缩的组织特征,研究了热变形工艺参数对7055铝合金热变形组织的影响。试验结果表明,随热变形温度的增加,7055铝合金在多道次热压缩过程中合金回复和再结晶程度更大,原始晶粒的长宽比降低,再结晶晶粒尺寸增加。随着应变速率的增加,7055铝合金在多道次热压缩过程中合金回复和再结晶程度降低,原始晶粒的长宽比增加,原始晶粒内部的亚结构发展得更加丰富,再结晶晶粒尺寸减小。     

AZ31镁合金高应变速率多向锻造组织演变及力学性能

采用空气锤对AZ31合金在350℃以Δε=0.22的道次应变量进行1~12道次多向锻造变形,并对其组织和性能进行测试。结果表明:合金高应变速率多向锻造(HSRTF)组织演变分为两个阶段,累积应变∑Δε<1.32时为晶粒细化阶段,其主要机制为孪晶再结晶;累积应变∑Δε>1.32时为晶粒长大阶段,其主要机制为热激活长大。利用大量的孪晶对再结晶的促进作用,高应变速率多向锻造工艺可快速生产细晶粒高性能AZ31变形镁合金锭坯,累积应变∑Δε=1.32时,可获得组织均匀、平均晶粒度为7.4μm的锻坯,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为313 MPa、209 MPa和28.6%。     

Hastelloy C276高温合金热加工微观组织演化元胞自动机模拟

采用Gleeble热模拟试验机对Ni-Cr-Mo系高温合金Hastelloy C276进行单道次和双道次热压缩试验,获得了不同热变形条件下的流变应力曲线和微观组织,在此基础上回归了该合金热变形物理冶金模型及参数,进而构建了微观组织拓扑演化的元胞自动机模型。结果表明:Hastelloy C276高温合金在高温热压缩过程中易发生动态再结晶,当动态再结晶不完全时,在热压缩保温或道次间歇内,再结晶晶粒将进一步快速生长而发生亚动态再结晶。Hastelloy C276高温合金再结晶行为对变形温度、变形速率、应变量等工艺参数敏感;构建的元胞自动机模型,集成计算了热压缩和道次间歇过程中的位错密度、再结晶形核及晶界迁移等,可有效表征多工艺参数下Hastelloy C276高温合金热压缩过程中的微观组织拓扑结构演化和应力-应变响应。     

AZ91镁合金模拟累积叠轧过程中组织演化行为

采用Gleeble-3500热/力动态模拟试验机研究了AZ91镁合金在变形温度为250～400℃、应变速率为10-3～1 s-1条件下的热压缩变形行为。并在此基础上,采用Gleeble-3500模拟累积叠轧焊轧制方法,对其在累积叠轧焊(ARB)过程中的组织演变和晶粒细化的机制进行了研究。结果表明:AZ91镁合金在热压缩变形过程中,适宜的变形工艺为变形温度350～400℃、应变速率10-3～10-2 s-1。AZ91镁合金在变形温度350℃、应变速率0.01 s-1和变形量80%为工艺条件的累积叠轧焊过程中,晶粒在第一次轧制过程中明显细化,其机制发生了动态再结晶,在随后的叠轧过程中,晶粒细化程度有限,但组织均匀程度增加。     

热加工工艺参数对310S铸坯等轴晶组织动态再结晶影响

通过热模拟实验和显微组织分析,研究了热变形工艺参数对310S钢再结晶行为的影响规律。结果表明,在1 100℃、0.1s~(-1)条件下,变形量15%时发生动态再结晶,变形量达到60%时,晶内和晶界均出现大量的再结晶晶粒。随着变形温度的升高,再结晶过程逐渐充分,晶粒尺寸趋于均匀。在相同变形温度下,应变速率越低,晶粒尺寸越大;随着应变速率升高,再结晶晶粒尺寸逐渐减小,在变形温度为1 000℃,应变速率为10s~(-1)、0.01s~(-1)条件下,再结晶晶粒尺寸分别为15μm和45.4μm。分析表明等轴晶310S钢的热变形再结晶机制主要由晶界弓弯形核和晶内亚晶界演变形核两种机制共同控制。     

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。     

热加工工艺对GH4586合金微观组织的影响

在MTS热模拟实验机上采用热压缩实验的方法研究了在温度为950—1150℃、应变速率为0．001—1s^-1。的实验条件范围内,GH4586合金高温塑性变形过程中变形温度、应变速率及变形量等工艺参数对流变应力和微观组织的影响．结果表明,流变应力随着变形温度的降低和应变速率的提高而迅速增大．提高变形温度能够有效的促进动态再结晶过程,在1100℃以上变形时,在30％的工程应变量下即能够获得完全再结晶的锻态组织;当变形温度低于1050℃时,工程应变超过60％仍未观察到动态再结晶．在变形量与热处理制度一定的条件下,材料热处理后的晶粒度随变形温度的升高而增大．有效控制材料的变形温度是获得良好热加工塑性、降低变形抗力和获得均匀微观组织的关键措施．     

GCr15钢双道次热变形过程的元胞自动机模拟

建立了一类双道次热变形过程的二维元胞自动机模型。模型综合考虑了热变形过程涉及的动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶和晶粒长大等单个的物理现象。利用模型对GCr15钢的双道次热压缩过程进行了模拟,讨论了变形温度、应变速率、初始晶粒尺寸、第一道次变形量以及道次间隔时间对微观组织演变、流变应力行为和再结晶动力学的影响。将模拟结果和已获得的实验结果进行比较,吻合较好。     

403(改型)钢动态再结晶行为

通过热压缩试验研究了403(改型)马氏体不锈钢在不同变形温度、应变速率和变形量条件下的动态再结晶规律。结果表明,在一定的变形量条件下,变形温度越高,应变速率越小,材料更容易发生动态再结晶;变形量增加到一定程度时,应变硬化在变形过程中起主导作用。相同条件下,变形量越大,再结晶晶粒尺寸越小。同一试样的不同部位再结晶程度不同,等效应变越大的区域越容易发生动态再结晶。在同一变形量下,动态再结晶晶粒尺寸D与参数Z有如下关系,D=3007.64Z-0.19,Z=.ε.exp(367.293/RT)。     

PCrNi3MoV钢的静态再结晶行为

采用双道次热压缩试验对PCrNi3MoV钢的静态再结晶行为进行了研究,分析了不同变形速率、第一道次真应变、变形温度以及初始晶粒尺寸对其静态再结晶体积分数以及晶粒尺寸变化的影响,并且基于试验数据建立了PCrNi3MoV钢的静态再结晶动力学模型和晶粒尺寸模型.结果 表明:在相同间隔时间内,随着第一道次真应变、变形速率、变形...     

18CrNiMo7-6齿轮钢的热变形行为及组织演变规律

利用Gleeble-3500热模拟试验机对18CrNiMo7-6齿轮钢进行了等温单道次压缩试验,研究了变形温度为900～1150℃,应变速率为0.01～5 s^-1,应变为0.76的条件下材料的热变形行为;并且通过光学显微镜对热变形后的微观组织进行了分析。建立了唯象型Arrhenius本构方程,预测的峰值应力与试验数据具有很好的一致性。高温热变形过程是加工硬化与动态回复以及动态再结晶的竞争过程,在热变形的过程中会形成变形晶粒、再结晶晶粒、等轴晶和晶粒长大等4种类型的微观组织。当应变速率为0.01 s^-1时,动态再结晶程度与变形温度成正比,当变形温度超过1050℃时,变形能转变成晶粒长大的驱动能,使得晶粒粗大;当应变温度一定(1050℃)时,随着应变速率的增大,动态再结晶发生不完全,导致晶粒组织出现细化、畸变、不完全再结晶共存的现象。变形程度越大,晶粒越细小。     

42CrMo钢亚动态再结晶行为研究

利用双道次热压缩的方法,研究了42CrMo钢在高温变形道次间隔时间内奥氏体的亚动态再结晶行为。基于试验结果,建立了42CrMo钢的亚动态再结晶动力学模型。讨论了工艺参数对亚动态再结晶晶粒大小的影响规律。结果表明,42CrMo钢很容易发生亚动态再结晶,道次间隔时间越长,材料软化程度增大,亚动态再结晶越明显。随着变形温度的升高、应变速率的增大,完全亚动态再结晶所需时间迅速减少;将亚动态再结晶动力学模型的预测结果与试验结果进行比较,二者吻合较好;变形温度越低、应变速率越大,亚动态再结晶晶粒越小。相同形变条件下,亚动态再结晶晶粒明显细于静态再结晶晶粒。     

高Nb-Ti新能源汽车用无取向硅钢热轧过程的再结晶行为

利用蔡司显微镜和Nano Measurer金相分析软件,研究了不同加热温度下新能源汽车用高Nb-Ti无取向硅钢显微组织的演变规律,并利用ICP-MS对不同加热温度下Nb、Ti的固溶量进行检测分析;然后采用热模拟方法研究了热轧过程中试验钢的再结晶行为。结果表明:随着加热温度升高,试验钢的晶粒尺寸增加明显,而Nb、Ti的固溶量仅略有增加。当加热温度为1230 ℃、变形温度分别为1100、1050、1000 ℃时,在应变速率0.1 s^-1、变形量30%和应变速率1 s^-1、变形量80%的条件下单道次压缩后的试验钢均未发生动态再结晶行为,而在应变速率为1 s^-1、变形量为40%的条件下,在1100 ℃及1050 ℃单道次压缩后再保温30 s以上时有静态再结晶行为发生,显微组织大部分为等轴晶粒,但是在1000 ℃变形单道次压缩后再保温50 s的显微组织仍以未再结晶的长条晶粒为主。     

0Cr13Ni8Mo2Al钢在900～1050℃时的变形组织演变规律研究

采用Gleeble热模拟试验机,在变形温度900～1050℃和应变量0～0.69条件下对原始等轴组织的0Cr13Ni8Mo2Al钢进行等温恒应变速率(10s<'-1>)压缩试验,研究了0Cr13Ni8Mo2A1钢变形组织的演化规律.结果表明,在本实验变形条件下,0Cr13Ni8M02Al钢在变形过程中没有发生完全再结晶,只发生部分再结晶.当应变量小于0.29时,再结晶非常少;当应变量达到0.29后,再结晶明显增多.当变形温度为900～1000℃时,平均晶粒尺寸随温度的变化较小;在1000～1050℃时,平均晶粒尺寸随温度的变化较大.当应变小于0.29时.平均晶粒尺寸明显地随应变增大而减小;当应变达到0.29时,平均晶粒尺寸缓慢地随应变增大而减小.     

GH4738高温合金高通量双锥试样设计及晶粒组织演变

在高温合金领域,双锥试样被广泛用于高通量研究热加工工艺与组织关系。针对GH4738高温合金,本文通过有限元分析,设计了一种在压缩过程中具有较小等效应变速率波动的双锥试样,并研究了其对晶粒尺寸的影响及其温度依赖性,进而研究了在变形温度为1000～1160℃、应变速率为2 s^-1和14 s^-1、工程应变为30%、50%、70%的条件下合金的晶粒演变。结果表明：等效应变速率的波动会影响变形后合金的晶粒尺寸,并且具有变形温度依赖性。所设计的双锥试样有利于精确研究等效应变与晶粒组织关系。热压缩实验表明,合金的软化以非连续动态再结晶为主,热加工窗口为变形温度1030～1080℃、应变速率14 s^-1、工程应变50%～70%。     

镓元素与初始晶粒尺寸对小变形条件下纯铝再结晶行为的影响

为了研究临界应变再结晶法单晶制备技术,对具有不同初始晶粒尺寸的纯铝与Al-1.8at%Ga合金在小变形条件下的再结晶行为开展了实验。结果表明,粗大纯铝晶粒可通过临界应变再结晶法制备,其临界应变量随再结晶退火温度的升高而降低。镓元素添加后提高了铝的晶界迁移速率,使得Al-1.8at%Ga合金的再结晶临界应变量小于纯铝。纯铝再结晶临界应变量随初始晶粒尺寸的减小而降低,粗大初始组织更适于临界应变再结晶法单晶制备。     

AH36船板钢热轧过程中再结晶行为的实验研究

采用Gleeble-1500D热模拟实验机,对AH36船板钢进行单道次和多道次压缩实验,找出动态再结晶的临界应变量和未再结晶区,在未再结晶区内优化精轧道次轧制工艺。通过抑制道次间的静态再结晶累积应变,在多道次轧制过程中使其在最后一道次超过临界应变量发生动态再结晶,从而避免晶粒大小不均并实现晶粒细化。     

降温往复镦粗-挤压变形对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金晶粒细化及织构变化的研究

本文在480°C降温至370°C条件下,采用循环镦?挤工艺对均匀化后的Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金进行变形,对循环镦?挤变形过程中的合金微观组织和织构变化进行研究。结果表明,随着循环镦?挤变形道次的增加,晶粒尺寸逐渐减小。在变形6道次后,累积应变达到 8.4,得到了平均晶粒尺寸为 3.4 μm 的细小均匀的微观组织。晶粒细化是由非连续动态再结晶和连续动态再结晶复杂共同作用引起的。另外,变形过程中,原始粗大晶粒内的片层状长程有序相(LPSO)发生扭折变形产生扭折带,并在扭着带处引起动态再结晶产生,分割原始粗晶,起到晶粒细化作用。结果还表明,一道次镦?挤变形后,合金产生强的基面织构,随着变形道次的增加,织构强度有所减弱。织构弱化的原因是动态再结晶和加载力在轴向和径向交替变化共同作用。     

降温往复镦粗-挤压变形对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金晶粒细化及织构变化的研究（英文）

在480℃降温至370℃条件下,采用循环镦-挤工艺对均匀化后的Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金进行变形,对循环镦-挤变形过程中的合金微观组织和织构变化进行研究。结果表明,随着循环镦-挤变形道次的增加,晶粒尺寸逐渐减小。在变形6道次后,累积应变达到8.4,得到了平均晶粒尺寸为3.4μm的细小均匀的微观组织。晶粒细化是由非连续动态再结晶和连续动态再结晶复杂共同作用引起的。另外,变形过程中,原始粗大晶粒内的片层状长程有序相(LPSO)发生扭折变形产生扭折带,并在扭折带上发生动态再结晶,分割原始粗晶,起到晶粒细化作用。结果还表明,1道次镦-挤变形后,合金产生强的基面织构,随着变形道次的增加,织构强度有所减弱。织构弱化的原因是动态再结晶和加载力在轴向和径向交替变化共同作用。     

热压缩变形对Al-1Mg-1.0Si-0.5Cu-0.2Zr合金组织的影响

利用Gleeble-1500热模拟机对Al-Mg-Si-Cu合金进行高温压缩变形模拟实验,分析了变形温度、应变速率和应变量对显微组织的影响。结果表明:在应变速率和应变量一定时,变形温度较低时(380、430℃),合金变形带中未出现明显的再结晶晶粒,且有大量的位错杂乱的缠结在第二相粒子周围,形成位错塞积;变形温度较高时(480、530℃),变形带间出现了许多动态再结晶晶粒,晶粒的数量随着温度的升高而增加同时位错数量显著减少。在合金变形温度为480℃、应变量0.76时,再结晶晶粒随着应变速率升高,其数量有所增加而平均尺寸有所减小,再结晶程度增强。当合金在较低温度、较高应变速率和较小应变量下变形时,Al-Mg-Si-Cu合金主要软化机制为动态回复;在变形温度较高,应变速率较低,应变量较大时,合金的动态软化机制主要是动态再结晶。