Zn-Cu-Ti变形锌合金异常力学行为

发现了Zn-Cu-Ti合金具有"加工软化"和"退火硬化"等异常力学行为.采用SEM、TEM、EDS等手段对合金冷轧和热处理态显微组织进行观察和分析.结果显示,该合金冷轧初始阶段(0%~40.6%),硬度略微升高,而继续提高变形率到40.6%~85.7%,合金硬度明显下降,表现出剧烈的"加工软化"行为.冷轧变形时,应变诱发动态再结晶,第二相析出增多,固溶Cu、Ti原子减少,固溶强化显著减弱,是引起合金"加工软化"的主要原因.对经过85.7%冷轧变形的带材在195℃和215℃下退火,带材强度显著升高,表现出明显的"退火硬化",且215℃退火比195℃退火同样时间的强度高.退火时第二相分解,Cu、Ti原子固溶于基体,固溶强化效应高于第二相强化,使合金表现出"退火硬化"行为.     

不同工艺加工C19210合金带材的组织和性能

采用“半连续铸锭热轧及多道次冷轧和退火”与“铸杆连续挤压及多道次冷轧和退火”两种工艺制备了C19210合金带材。采用金相显微镜观察该合金带材的晶粒组织，采用万能拉伸机、硬度计和涡流导电仪测试其力学性能和导电性能。结果表明：连续挤压工艺更利于细化晶粒，制备的带材折弯性能更优异；而热轧工艺制备的带材由于热轧过程固溶更充分，时效过程能析出更多的第二相，使得热轧工艺制备的带材力学性能、导电率和抗软化性能略优于连续挤压工艺。     

冷轧变形对CuNiCoSi合金组织和性能的影响

为通过形变热处理进一步提高CuNiCoSi合金的力学性能，对去应力热处理后1.0 mm厚的Cu-1.6Ni-1.2Co-0.6Si（质量比）合金带材分别进行了不同变形量的冷轧、固溶、时效和进一步冷轧，研究了固溶前和时效后冷轧对合金组织和性能的影响。结果显示：固溶前的冷轧变形量越大，固溶后晶粒组织越细，且这种晶粒组织可在时效后、时效+轻度冷轧后保留，从而提高合金强度，但韧化效果不明显。时效后冷轧可进一步提高CuNiCoSi带材的强度，对电导率影响不大，但塑性明显降低。通过冷轧-短时固溶-时效-冷变形组合处理，预期可获得屈服强度≥850 MPa、电导率≥40%IACS（国际退火铜标准）的CuNiCoSi合金带材。     

Cu-7Mn-0.5Ag-0.2Ce-0.2Zr电阻合金的制备及性能研究

通过熔炼、机械加工和热处理制备了铜锰电阻合金带材，研究了固溶温度、冷轧变形量、退火温度及退火保温时间对合金电阻率和电阻温度系数的影响。试验结果表明，最佳试验方案为固溶温度900℃、冷轧变形量90%、退火温度350℃及退火保温时间1 h,获得的合金电阻率和电阻温度系数均较低，分别为24.1μΩ·cm和60×10^-6/℃。     

强化固溶对2014铝合金组织与性能的影响

铸锭中粗大的第二相和非平衡结晶析出的粗大晶界共晶相具有组织“遗传”效应,常规的铸锭均匀化、铸锭变形加工以及变形态的固溶处理工艺可以提高合金元素的均匀化程度和在铝基体在的固溶度,达到减少粗大第二相和共晶相造成不利影响的目的,但传统的热处理工艺不能彻底消除粗大的第二相,制约了合金性能。通过铸锭强化均匀化和变形组织和强化固溶可以基本消除粗大的在第二相,大幅度提高合金的性能,对２０１４铝合金的研究结果表明     

Cu-10Ni-4.5Sn弹性合金的固溶时效与组织性能研究

作为生产仪器、仪表和电器等产品中的重要组成元件的弹性材料,Cu-Ni-Sn系合金以其优良的抗应力松弛、耐磨、抗蚀、高弹、高强及导电热稳定等特性被大量用于制造各种形式的弹性元件。以Cu-10Ni-4.5Sn合金的冷轧板坯为对象,研究冷轧加工及热处理工艺条件(固溶温度与时效温度及保温时间)对合金的组织及性能的影响。试验研究表明:固溶处理前进行冷轧变形可使晶粒破碎,利于固溶处理中溶质原子在合金中形成均匀弥散分布的过饱和固溶体。固溶处理温度的高低不仅影响第二相在基体中的溶解程度,还影响合金的回复再结晶过程进行的程度。溶质原子的固溶度及晶粒尺寸共同作用于后续的时效处理过程,影响强化效果。研究采用全面试验的形式,对各种状态下合金的组织及性能进行检测分析,变形程度为68%的Cu-10Ni-4.5Sn合金冷轧板坯为原料的最佳热处理条件是800℃×1 h固溶处理,经总加工率为85%冷轧,400℃×6 h时效处理后的带材,其抗拉强度为1275.9 MPa,维氏硬度为378.6 Hv,伸长率为3.0%,电导率为15.1%IACS。     

强化固溶对2014铝合金组织与性能的影响

铸锭中粗大的第二相和非平衡结晶析出的粗大晶界共晶相具有组织“遗传”效应,常规的铸锭均匀化、铸锭变形加工以及变形态的固溶处理工艺可以提高合金元素的均匀化程度和在铝基体中的固溶度,达到减少粗大第二相和共晶相造成不利影响的目的,但传统的热处理工艺不能彻底消除粗大的第二相,制约了合金性能,通过铸锭强化均匀化和变形组织的强化固溶处理,可以基本消除粗大的第二相,大幅度提高合金的性能,对2014铝合金的研究结果表明,与常规热处理相比,强度提高10％以上,σ_b,σ_(0.2)分别达到531 MPa和471 MPa,此时延伸率仍达到10％。     

不同状态V-5Cr-5Ti合金的拉伸性能及其强化机制研究

通过对热锻开坯后V-5Cr-5Ti合金开展冷轧变形和热处理实验,利用万能试验机、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了V-5Cr-5Ti合金的拉伸性能及其强化机制。结果表明:V-5Cr-5Ti合金冷变形后,位错密度急剧增加,合金在拉伸应力-应变曲线中屈服现象消失,1000℃×1 h热处理后,由于位错受到气团的钉扎作用产生明显的屈服现象。冷变形后V-5Cr-5Ti合金的屈强比急剧升高,变形量为40%时,合金的屈强比为0.99。1000℃×1 h热处理后合金屈强比上升缓慢,当变形量为80%时,合金的屈强比显著升高,由0.70上升到0.79,其中80%冷变形V-5Cr-5Ti合金退火热处理后抗拉强度、屈服强度和延伸率平均值分别为487.3 MPa,382.7 MPa和26.2%。V-5Cr-5Ti合金在冷变形过程中,位错增殖迅速,强度急剧升高,合金强化机制以形变强化为主;1000℃×1 h热处理后,合金发生再结晶转变,形变强化效果消失,合金强化机制以细晶强化和第二相强化为主。     

Cu-Ni-Sn-P合金的耐热性能研究

对低浓度 Cu-Ni-Sn-P合金特征及预冷变形、热处理等工艺对合金耐热性能和热稳定性的影响进行了研究。研究表明,低浓度Cu-Ni-Sn-P合金具有固溶强化、时效析出强化及形变硬化多重强化特征,其析出强化粒子为Ni-P化合物,且在450℃ 30min时效时出现时效强化峰值现象;当冷加工率从25%提高到70%时,软化温度从500℃降低到400℃,450℃软化时间从50min缩短到30min;当冷变形加工率低于40%时,材料的热稳定性(450℃/1min)较好。     

不同处理工艺对Cu-Cr-Zr-Mg合金组织与性能的影响

用拉伸性能、硬度、电导率测量以及金相、XRD物相分析和电子显微分析技术研究了固溶—时效和固溶—冷轧变形—时效两种工艺条件下Cu—Cr—Zr—Mg合金组织和性能的变化。结果表明，固溶后时效，固溶体分解析出单质Cr粒子，合金有很强的时效强化效果；固溶—冷轧变形后再时效，除时效析出外，固溶体基体上还存在位错亚结构，合金的硬度、强度大幅度提高，电导率仍保持在较高的水平，但合金的塑性明显降低。在固溶后450℃，6h时效条件下，固溶后40％的冷轧变形使合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和电导率分别提高了42．5％，47．7％，87．7％和6％，但延伸率下降了62％。     

粉末温轧工艺对W-20Cu合金密度和显微组织的影响

在W-Cu混合粉末中加入0.1%~2.0%(质量分数)的有机添加剂,在60~150℃温度下温轧成生板坯,然后进行液相烧结,获得W-20Cu合金板材。通过正交试验研究粉末轧制速度、轧制温度与添加剂含量对生板坯密度的影响,并对烧结板材的密度和显微组织进行分析与表征。结果表明,轧制温度与添加剂含量对粉末轧制板坯密度有显著影响,二轧制速度对生板坯密度的影响较小。随轧制温度升高,W-20Cu生板坯的密度增大,烧结板材的孔隙尺寸逐渐减小,孔隙率逐渐降低,烧结密度相应提高;随添加剂含量增加,板坯密度先升高后降低。在轧制温度为150℃,添加剂含量为0.3%时,生板坯的相对密度达到最大值85.38%,液相烧结后获得相对密度为99.65%的W-20Cu合金板材,金属Cu元素在钨基体中均匀、弥散分布。     

高强导电Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的微观组织与性能

采用真空熔铸和冷开坯工艺,通过优化形变热处理工艺,调控基体晶粒尺寸、第二相的析出及分布状态,制备出综合性能优异的Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金。结果表明,经过400 ℃/2 h一次时效处理后,Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的显微硬度可达356 HV,此时导电率为14.5%IACS。透射电镜分析表明,Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金第二相的析出演变规律为富Ti相→颗粒状β′-Cu₄Ti相→颗粒状β′-Cu₄Ti相+片层状β-Cu₄Ti相→片层状β-Cu₄Ti相,其中颗粒状β′-Cu₄Ti相是最重要的强化相,片层状β-Cu₄Ti相会导致合金强度下降,但可以提高导电率。采用二次时效能够进一步优化Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的综合性能,在合金强度基本不变的条件下,显著提升了合金的导电率。450 ℃/8 h一次时效+50%冷轧+400 ℃/1 h二次时效处理后合金的显微硬度和导电率分别达到了341 HV和20.5%IACS。      

V-5Cr-5Ti合金再结晶规律及其动力学

研究了V-5Cr-5Ti合金在900～1100 ℃之间的再结晶规律, 概括了V-5Cr-5Ti合金的再结晶动力学机制. 结果表明, 合金冷变形板材在950～1050 ℃下退火处理, 可获得细小、均匀的等轴晶; 初步推导了V-5Cr-5Ti合金再结晶动力学机制, 符合Avrami-Erofeev形核长大机制; 并计算了V-5Cr-5Ti合金再结晶激活能Q_r, 其值为261.91～289.67 kJ· mol~(-1).     

Structure and Texture Formation During Single and Double Cold Rolling and Annealing Processes for Nb+Ti Added Interstitial-Free Steels

 The structure and texture formation for single cold rolling (SCR) with annealing and double cold rolling (DCR) with annealing were investigated based on optical microscope and X-ray diffraction (XRD) with a Nb+Ti bearing interstitial free (IF) steel. The results indicated that DCR recrystallization grain was smaller than that of SCR sample and double cold rolling process resulted in better mechanical properties than those resulted from single cold rolling process with the same total reduction conducted. The plastic strain ratio increases from 2. 23 for single cold rolling process to 3. 2 for double rolling process. The fish-bone structure was observed in all SCR and DCR samples. DCR annealed sample is made up of equiaxed grains of almost uniform size, whereas SCR annealed sample shows a duplex grain structure, consisting of both large and small-sized grains. (Ti+Nb)C and Fe(Ti+Nb)P type precipitates were very rarely observed in SCR annealed and DCR annealed steels. The intensity of {111}∥ND for the DCR annealing was higher than that for SCR annealing.     

The mechanism of anneal hardening in dilute copper alloys

Copper alloys containing 4 at. pct of a solute (Al, Au, Ga, Ni, Pd, Rh, and Zn) were cold worked and annealed below the recrystallization temperature to study the effect of different solute species on the anneal hardening. By measuring the flow stress at small bending strains, it was found that anneal hardening occurs with all solutes and that the magnitude increases with the misfit of the solute atoms. This indicates that solute segregation to dislocations and the resulting binding force is the primary cause of anneal hardening. J. M. VITEK, formerly with the Max Planck Institut für Metallforschung     

Cu-15Ni-10Mn合金形变热处理研究

研究了冷轧加工率与再结晶温度对Cu-15Ni-10Mn合金组织性能的影响以及形变时效工艺对合金力学性能的影响,详细说明了冷轧加工率与再结晶温度的匹配关系和合金形变时效强化机理.实验结果表明：冷轧加工率的增加,可降低Cu-15Ni-10Mn合金发生完全再结晶的温度;通过形变时效处理,合金内部析出MnNi粒子并阻碍晶界和位错运动,可显著提升合金力学性能;合金经加工率为70％的冷轧后,进行400℃保温48h的时效处理,硬度达394HV,抗拉强度大于1000MPa.     

退火对V-4Cr-4Ti合金微观组织结构的影响

为了解高温退火前后V-4%Cr-4%Ti(记为V-4Cr-4Ti,下同)合金微观组织结构的变化,将合金在1000～1400℃,1×10-2Pa条件下退火不同时间(1h或3h)后,利用透射电子显微镜(TEM)分析了退火前后合金中位错、层错及孪晶的形态。分析结果表明,铸态合金中含有少量的层错和孪晶,但位错密度较高。高温退火后合金中的位错密度降低,层错、扩展位错的密度增加。孪晶密度随退火温度和退火时间的增加而增加。1200℃退火合金中的层错呈现规则的平行排列,层错使得基体衍射点发生分裂;孪晶的孪生面为钒的{211}晶面。在1300℃/3h退火合金中观察到了由大量微孪晶和位错组成的类"马氏体"结构。     

平整和自然时效对超低碳烘烤硬化钢板性能的影响

研究了平整率(0～3.3%)和自然时效对830℃退火0.7 mm超低碳烘烤硬化钢板(%:0.003 0C、0.008Nb-0.003 Ti、0.003 0N和0.0030C、0.012Nb-0.012Ti、0.004 2N)力学性能和烘烤硬化性能的影响。结果表明,最初随平整率增加,由于柯氏气团减少和位错密度增加,屈服强度降低;当0.008Nb-0.003 Ti钢平整率达到0.48%,0.012Nb-0.012Ti钢平整率达到0.26%时,屈服强度降至最低;平整率继续增加由于冷加工硬化增强,钢的屈服强度升高。平整率过低和过高,均会导致烘烤硬化性能下降。平整率控制在0.5%～1.5%时,钢板能获得较低的屈服强度、较高的断后伸长率和最大的烘烤硬化性能。钢板经自然时效3个月,烘烤硬化性能和延伸率下降。     

Cu-Ni-Si-P合金冷加工硬化及再结晶温度的研究

为全面掌握Cu-Ni-Si-P合金的加工特性及再结晶的退火制度，并指导产业化生产，对Cu-Ni-Si-P合金的冷加工特性展开研究，且通过对不同厚度退火后试样进行抗拉强度、延伸率的测试和组织观察，确定出新型Cu-Ni-Si-P合金的再结晶退火制度.试验结果表明，Cu-Ni-Si-P合金具有明显的加工硬化特征；合金的抗拉强度随加工率的增大，呈先快速增大后趋于平稳的趋势，而延伸率和导电率，则呈现相反的变化规律；变形量越大，则相应的开始再结晶温度越低；综合优化出Cu-Ni-Si-P合金在80 %加工率的再结晶退火温度制度为460 ℃×1 h.      

高强度低合金耐磨钢NM400的强韧化机制

采用控轧控冷工艺生产的高强度低合金耐磨钢NM400,具有高强度、高硬度和较高的韧性,其屈服强度为1 170MPa,抗拉强度为1 369MPa,平均硬度为403HB,伸长率为23%,-20℃冲击功为47J。光学显微镜观察发现,NM400的组织为回火马氏体,淬透性良好;透射电镜下观察发现,钢中存在大量纳米尺寸级析出物,能谱分析表明,析出物为Ti,Nb的碳氮化物。分析结果表明,耐磨钢NM400的强化机制主要为位错强化、细晶强化和析出强化;细晶强化是韧性提高的主要原因。