热处理对粉末高温合金不均匀变形的改善作用

粉末高温合金因合金化程度高、可锻性差,在锻造加工过程中容易发生不均匀变形和开裂.利用OM、SEM和TEM分析粉末高温合金易产生不均匀变形的组织原因,初步探索了退火处理对改善组织,提高可锻性的原因.结果表明:由于晶粒转动和第二相不均匀分布引起的微观不均匀变形是导致宏观不均匀变形的直接原因;经锻前多台阶热处理后,三晶粒交界处生成细小等轴晶层,第二相弥散分布均有利于粉末高温合金变形.     

Al-4Cu-Mg合金半固态压缩过程中的微观组织演变

研究了SIMA法制备的半固态Al-4Cu-Mg合金在不同变形温度、变形程度和应变速率下压缩变形时的微观组织演变．并研究了半固态Al-4Cu-Mg合金在高温变形条件下的微观组织形态。研究结果表明，在半固态条件下，品粒平均尺寸随变形温度的升高而增大：从540℃到560℃，品粒平均尺寸增大了2％～9％，而从560℃到580℃，晶粒平均尺寸增大了3％～16％，后者的增幅比前者大、变形程度增大，晶粒平均尺寸减小．同一试样大变形区的晶粒平均尺寸比小变形区的晶粒平均尺寸小4％～15％。应变速率减小，晶粒平均尺寸增大．晶粒变得圆整。     

脉冲电流处理过程中的相变和再结晶细化晶粒(英文)

在室温下对铸态TiAl合金和冷轧TA15合金进行高密度脉冲电流处理。应用光学金相显微镜和透射电子显微镜研究脉冲电流处理前、后试样的显微组织。实验结果表明:通过脉冲电流处理可以细化铸态TiAl基合金的晶粒,从约1000μm的原始粗大层片组织,经脉冲电流处理后可以得到尺寸为3050μm细小、均匀的晶粒。对于冷轧TA15合金,脉冲电流处理后发生了完全的再结晶,晶粒组织由原始的α板条晶粒转变为细小的α等轴晶粒。研究结果表明,脉冲电流处理是一种有效的细化晶粒方法;由于不需要热机处理所要求的挤压等变形工序和高温加热、真空保护等条件,简化了工艺过程。     

形变诱导法半固态加热工艺参数对LY12合金组织和晶粒尺寸的影响

对LY12合金采用形变诱导法制备半固态合金料坯的组织演变过程进行了观察，对变形率、半固态温度、半固态保温时间对合金半固组织和晶粒尺寸的影响进行了研究。组织演变过程观察表明：用形变诱导法制备该合金半固态坯料的合适的半固态重熔温度为618℃；合金在该温度重熔过程中，形变带状组织首先分解为细小的a多边形晶粒，随保温时间的延长，晶粒尺寸逐渐变大，同时a相逐渐球化；在相同的半固态温度和相同的保温时间下，宏观变形率大的晶粒尺寸要比变形率小的合金组织晶粒尺寸小；变形率大的试样比变形率小的液相出现时间早；在同一宏观变形率下，试校内部微观形变大的部位晶粒尺寸要比形变小的部位晶粒尺寸小。     

GH4738合金均匀化过程组织演变及热变形行为

采用OM、SEM及EDS研究了均匀化处理对铸态GH4738合金的晶粒尺寸、偏析程度、组织及热变形行为的影响,分析了经热压缩变形实验后合金的偏析程度、晶粒尺寸,以及再结晶程度,并绘制应力应变曲线,考察合金的变形抗力。结果表明,均匀化处理过程中,样品晶粒直径增大,偏析程度减小。部分均匀化处理后的样品,再结晶程度较高,变形抗力较小。建议采取部分均匀化处理的方式,保留少量的枝晶组织在样品中,这样既可节约能源,又可提高开坯的再结晶率。     

GH4738合金均匀化过程组织演变及热变形行为北大核心CSCD

采用OM、SEM及EDS研究了均匀化处理对铸态GH4738合金的晶粒尺寸、偏析程度、组织及热变形行为的影响,分析了经热压缩变形实验后合金的偏析程度、晶粒尺寸,以及再结晶程度,并绘制应力应变曲线,考察合金的变形抗力。结果表明,均匀化处理过程中,样品晶粒直径增大,偏析程度减小。部分均匀化处理后的样品,再结晶程度较高,变形抗力较小。建议采取部分均匀化处理的方式,保留少量的枝晶组织在样品中,这样既可节约能源,又可提高开坯的再结晶率。     

GH4698镍基合金均匀化组织及变形抗力研究

借助光学显微镜、扫描电子显微镜、EDS以及热压缩试验机,研究不同均匀化工艺下铸态GH4698镍基高温合金的变形抗力及其机理。结果表明,均匀化程度、晶粒尺寸、偏析程度以及再结晶程度对合金变形抗力具有一定的影响。综合考虑合金的开坯再结晶率、节能、降低变形抗力等需求,结合各项影响因素,最后确定采用保存少量枝晶组织的1 100℃保温15 h均匀化处理工艺。     

低压脉冲电流对Al- 4.5Cu合金凝固组织的影响

研究了低压脉冲电流作用下Al-4．5Cu合金凝固组织的变化，考察了冷却速度、脉冲电压和处理时间对合金晶粒大小的影响。试验结果表明：在低压脉冲电流的作用下，Al-4.5Cu合金的凝固组织显著细化，其初生相由发达的树枝晶转变为均匀细小的蔷薇状晶体。合金的晶粒尺寸随着冷却速度的增加而逐渐减小。随着脉冲电压的提高，合金的晶粒尺寸逐渐减小；当脉冲电压达到400V时，晶粒尺寸略有回弹。随着处理时间的增加，合金的晶粒尺寸逐渐减小；当处理时间大于10min时，晶粒尺寸随着处理时间的增加而略有增大。     

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。     

GH738合金在不同变形条件下的再结晶过程

通过压缩锥形试样研究了温度和变形程度对GH738合金微观组织的影响,分析了不同变形程度下,合金的再结晶晶粒尺寸、再结晶体积分数和平均晶粒尺寸的演化情况,为制定GH738合金热态变形工艺提供了理论依据。研究结果表明,随着温度升高,再结晶晶粒尺寸变大;随变形程度减小,再结晶体积分数逐渐减小。在不同变形程度下,在1120℃温度时变形可获得较高的再结晶体积分数和较均匀的再结晶晶粒尺寸;当加热温度1100～1140℃范围内,变形程度大于28%时,可以获得晶粒尺寸较为均匀的微观组织。     

Nb-V-Ti微合金钢中奥氏体两相区变形过程组织演变

利用循环加热-淬火工艺制备超细晶奥氏体的基础上,将超细晶奥氏体快冷至两相区实施不同应变速率下的单道次变形,分析其在两相区的动态组织演变特征。结果表明:奥氏体晶粒尺寸为1～3μm的Nb-V-Ti微合金,在两相区不同应变速率变形下可获得尺寸小于500 nm铁素体晶粒,且变形过程中铁素体由初始的不均匀条带状分布逐渐演变为均匀弥散化分布。     

5A90铝锂合金电子束焊接头超塑性变形组织演变

对5A90铝锂合金电子束焊接头进行高温拉伸试验,使用光学显微镜观察试样变形过程中的组织演变,并对变形机理进行分析.结果表明,超塑性变形初期,接头超塑性变形机制以扩散导致的晶界迁移为主,焊缝细小等轴晶粒迅速长大.当应变大于100%时,接头中大晶粒开始发生动态再结晶,超塑性变形机制转变为动态再结晶机制.在超塑性变形过程中热影响区平均晶粒尺寸与焊缝平均晶粒尺寸逐渐接近,组织存在耦合均匀化过程.提出采用均匀化系数K来表征焊缝与热影响区的组织均匀化程度,随着变形的进行,K值逐渐升高.     

挤压温度对γ-TiAl基合金组织与性能均匀性的影响

研究了挤压温度对TiAl合金变形组织与性能均匀性的影响。结果表明,TiAl合金挤压件芯部与边缘组织差异明显,芯部为粗大的近片层组织,边缘为细小的等轴近γ组织,这与变形温度和变形量分布不均匀有关。随着挤压温度升高,芯部残余片层晶粒减少,而再结晶片层晶粒增多。变形组织中等轴γ晶粒体积分数越多,片层晶粒尺寸越小,最终热处理态合金晶粒尺寸越小,室温伸长率越高。1280℃挤压棒材热处理组织较均匀,芯部与边缘室温伸长率差别较小。     

GH4738合金热加工工艺窗口的表征与验证

为了研究GH4738合金的热变形特性,选用锥形试样采用近等温热压缩实验获得了GH4738合金不同热力学参数(温度、应变)下经过1020℃固溶后的组织,研究了GH4738合金不同热力学参数下的组织演变规律。通过对不同热力学参数条件下合金晶粒(主要包括再结晶小晶粒的百分比和晶粒尺寸极差)的研究,建立了GH4738合金热加工工艺窗口。通过对GH4738合金热加工工艺窗口的分析得出,在GH4738合金变形过程中要想获得较为均匀的组织,宜采取高温小变形(温度应高于1030℃,应变应小于0.5)或大变形(应变应在2.0以上)的变形方案。最后,采用模锻成形验证了热加工工艺窗口的准确性。     

非均匀组织FeMnCoCr高熵合金的微观结构和力学性能

提出了一种简单的高熵合金加工工艺,即对Fe-Mn系高熵合金采用中等形变量冷轧和中温短时退火相结合的方法,获得了由晶粒尺寸为数十微米的形变晶粒和超细尺度再结晶晶粒组成的非均匀结构.通过向合金中同时引入由高密度位错、晶粒细化、析出相、ε-马氏体、α-马氏体和回复孪晶等微观结构特征及变形过程中持续发生的形变孪生、ε-马氏体相...     

TA15合金大型筋板件等温局部加载晶粒尺寸演化研究

随着航空工业的迅速发展,大飞机和新一代军机的研制,钛合金大型筋板件的应用日益广泛,等温局部加载技术为该类构件的成形提供了新的途径。然而,等温局部加载成形是一个多因素耦合作用下的复杂成形过程,工艺参数控制不当将产生粗晶、组织不均匀等缺陷。为此,文章采用内变量法,建立了TA15合金高温变形微观组织演化物理模型,并与有限元软件DEFORM 3D结合对TA15合金筋板件等温局部加载成形过程等轴α相晶粒尺寸演化进行数值模拟。结果表明,锻件先加载区、后加载区及变形过渡区晶粒尺寸基本一致;随着温度的升高,锻件等轴α相晶粒尺寸平均值,呈先减小,后增加的趋势;锻件等轴α相平均晶粒尺寸随模具运动速度增加,先快速减小,后趋于平缓,较大的模具运动速度易造成组织不均匀性增加;采用只局部加载的加载方式,可以获得比采用先局部后整体的加载方式,更均匀细小的组织。     

热轧Al-Zn共析合金的显微组织演变

Al-Zn共析合金是一种典型的超塑性金属材料,其细小晶粒组织一般通过热处理获得。近来,热力学控制过程已经运用于微观组织细化。据此,将20mm厚的铸锭分别按以下3种方案进行均匀化,并热轧至2mm厚以获得细化微观组织。这3种方案分别为：1）均匀化后空冷和热轧;2）均匀化后水淬和热轧;3）均匀化后立即热轧。微观组织观察表明：采用方案1和3均匀化后形成片层组织,并且在热轧进行的时候破碎成细小的晶粒组织。采用方案2处理时,细小的晶粒组织直接通过热轧过程获得,中间没有形成层片组织。结果表明,采用方案3处理后获得的材料晶粒最小,其尺寸为1．6μm;室温下拉伸测试结果表明,采用方案3处理的材料的伸长率最大。     

Inconel X-750高温合金晶粒粗化行为研究

通过等温晶粒粗化方法研究了Inconel X-750高温合金的晶粒粗化行为。通过对微观组织形貌的定性分析，明确了Inconel X-750合金晶粒发生正常生长和异常生长的温度范围，且在晶粒异常长大时晶粒尺寸和不均匀度显著增加。通过对平均晶粒尺寸的定量分析，研究了温度和时间对Inconel X-750合金晶粒粗化行为的影响。基于Inconel X-750合金晶粒粗化规律，提出并求解了一种新的分段式晶粒粗化数学模型来精确描述Inconel X-750合金在等温条件下的晶粒粗化行为。     

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。     

少量钨对铸态及均匀化处理态Ti-Al-Nb-B-W合金微观组织的影响

对铸态及经过热等静压和均匀化处理后Ti-Al-Nb-B-W合金的微观组织进行了观察和分析，研究了元素钨对Ti—Al-Nb—B—W合金的铸态及均匀化处理态微观组织的影响。结果发现：随着钨含量的增加，Ti-Al-Nb-B-W合金铸态组织中的非平衡状态加剧，网状组织和胞状组织越来越发达；随着钨含量的增加，Ti-Al-Nb-B-W合金铸态组织中的显微缩松有增多的趋势：在Ti—Al—Nb—B-w合金的均匀化处理过程中发生了非连续粗化，钨不影响7等轴晶的形核位置与尺寸，但影响其形核率，随着钨含量的增加，7等轴晶的体积分数有增加的趋势；Ti-Al-Nb-B-W合金经过均匀化处理后，随着钨含量的增加，其片层组织更加完善，片层间距更加细小；Ti-Al-Nb-B-W合金经过均匀化处理后，随着钨含量的增加，β（B2）相析出的量更多。