半固态挤压高硅铝合金二次加热的微观组织演变

本实验研究了半固态挤压高硅铝合金二次加热微观组织演变规律,以获得具有细小、近球状晶粒的组织。研究结果表明,二次加热功率和二次加热温度是影响二次加热过程的两大主要因素,随加热功率的增加,坯料心部和边部的组织差异变大,而随二次加热温度的升高,细小、不规则的晶粒逐渐长大并呈现出球化趋势。分析各工艺下的微观组织,得到适合于触变成形的二次加热工艺为:加热功率7 kW、加热温度530℃。此条件下获得的平均晶粒直径为35.2μm,抗拉强度为418.5 MPa。     

A356合金近液相线半固态铸造非枝晶组织与模锻成形性能

采用近液相线铸造技术制备出具有等轴晶粒的半固态A356合金坯料,合适的铸造工艺为铸造温度615℃、铸造速度160mm/min、液面深度220mm、冷却水流量0.1m3/min;在电阻炉加热的条件下,半固态A356合金坯料的重熔加热温度场均匀,合适的加热制度为保温温度585℃,保温时间10min。在模具温度为300℃~500℃条件下,触变模锻成形了汽车轮毂件,经T6热处理后的抗拉强度为215.65MPa,延伸率为14.45%,硬度为78.66HV,该研究结果对半固态加工技术在汽车零部件生产领域的应用有积极意义。     

高铬过共析钢奥氏体晶粒的长大规律

研究了高铬过共析钢在不同加热温度和不同保温时间下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明,晶粒平均直径D随温度T的升高呈指数关系长大,保温时间1h有表达式:D=2.6×10~(10)exp(-22×10~4/RT);在温度为950,1050和1200℃下分别保温3h以上时,奥氏体晶粒长大规律较好地符合幂函数关系,温度越高,晶粒长大速度越快;该钢在950～1050℃温度范围内具有较好的抗晶粒粗化能力。     

低温加热对铝合金7150-T77状态性能和组织的影响

针对铝合金7150-T77状态进行了加热实验研究,观察了不同加热温度下其性能和组织的变化。研究结果表明：随着加热温度的升高,材料的电导率升高,硬度和拉伸性能降低;当加热温度大于175℃时,材料的电导率、硬度和拉伸性能开始显著变化;当加热温度升高至185℃时,材料的硬度和屈服强度已经降低为不合格;当加热温度继续升高,材料的硬度和屈服、抗拉强度降低更多。加热温度超过175℃时,α晶粒再结晶、η′相明显长大,因此热成形加热温度不应超过175℃;用来确定机械加工产生的可疑软化区的电导率参考值不应大于38%IACS。7150-T77热成形加热温度应控制在125～175℃范围内。     

变形镁合金丝成形工艺的研究现状与展望

综述了镁合金的塑性成形工艺性能、镁合金丝成形工艺方法的研究现状和镁合金丝成形工艺的发展趋势。形变温度、载荷形式和晶粒尺寸对镁合金的塑性变形能力影响很大;通过升高温度和使镁合金处于三向压应力状态可以显著提高镁合金的塑性,因此热挤压是一种可行的镁合金丝塑性成形方法;拉拔成形过程中的应力状态对镁合金的塑性发挥不利,但在镁合金丝拉拔过程中引入电磁场、电脉冲等外场可以使镁合金的温度快速升高、晶粒细化,从而大幅提高镁合金的塑性,外场作用下生产效率极高的拉拔成形新技术是未来镁合金丝成形工艺的研究与发展方向。     

5CrMnMo应变率和温度相关力学性能实验研究

在较大的温度(25℃-537℃)和应变率(10-4s-1-10-2s-1)范围内对5CrMnMo进行了拉伸实验,获得了相应的应力应变曲线.试验结果表明在室温和试验的应变率范围内(10-4s-1-10-2s-1),5CrMnMo的力学性能是应变率无关的.随着温度的升高,出现了模量E、屈服强度σs和抗拉强度σb的应变率强化效应和温度弱化效应;还出现了加工硬化倾向减小的机制和蠕变效应增大机制,且温度越高这两种机制越强,应变率越高这两种机制越弱.在这两种机制作用下,温度越高失稳应变εb越小,断后伸长率δ50越大;但应变率越高δ50越小.当试验温度较高且应变率较低时,伴随有马氏体板条向拉伸方向偏转的细观特征.     

铝合金感应加热半固态重熔及复杂件触变成形

目的 研究铝合金半固态坯料在感应加热过程中的组织演变规律,并实现复杂构件近净成形。方法 对7075-T6铝合金挤压棒料进行感应加热条件下的半固态等温处理,观察其微观组织演变规律,并对其进行金相分析,研究晶粒粗化机制;随后采用梯度感应加热坯料进行触变-塑变复合成形试验。结果 晶粒随保温温度的升高,或保温时间的增加,尺寸逐渐增加;随保温时间的延长,晶粒圆整度逐渐增加。晶粒的长大主要以Ostwald熟化机制为主,合并长大为辅,且由于感应加热速率(5 ℃/s)较快,最终形成的晶粒较小。计算得出,晶粒在590, 600, 610, 620 ℃时的晶粒粗化速率分别为165, 226, 309, 497 μm3/s。采用梯度感应加热坯料,实现了某型铝合金尾翼构件的近净成形。结论 适用于7075铝合金触变成形的感应加热工艺参数为：在610~620 ℃下保温5~10 min。集成感应加热半固态重熔处理和触变-塑变复合成形技术,可实现复杂构件近净成形。     

触变模锻成形工艺对镁合金成形件力学性能的影响

采用半固态等温热处理法、近液相线模锻法和等通道角挤压法制备AZ91D-Y镁合金半固态坯料。分别将3种状态的坯料加热到半固态温度区间进行二次重熔后,进行了触变模锻成形。结果表明,在半固态温度为560℃,模锻压力为200MPa的条件下,半固态等温热处理法、近液相线模锻法和等通道角挤压法制备坯料分别保温30,20,15min后触变模锻获得最佳力学性能;随着坯料加热温度的升高,触变模锻成形件力学性能呈现先上升后下降的趋势;增加成形压力有利于触变模锻成形件力学性能的提高;在相同成形条件下,等通道角挤压法制备坯料触变模锻后的力学性能最好,近液相线模锻法次之,半固态等温热处理法较差。     

输电线路导线单线长时高温运行条件下的强度损失

为保障输电线路导线在高温(80～150℃)条件下正常运行,研究了导线单线在不同温度及持续时间条件下抗拉强度的变化规律,围绕温度、时间和单线直径3个因素开展了镀锌钢线和硬铝线高温试验。利用高温烘箱模拟高温环境,微机控制电子万能材料试验机测试单线抗拉强度,采用正交试验法分析单线抗拉强度损失率的显著影响因素。结果表明:镀锌钢线在温度低于150℃,加热时间小于1 000h时,抗拉强度损失率较小;硬铝线的加热温度越高,加热时间越长,抗拉强度损失率越大,其中温度是影响抗拉强度损失率的显著因素,时间是次显著因素,单线直径对抗拉强度损失率的影响最小。     

喷射成形GCr15钢的显微组织及晶粒大小对其超塑性的影响

就喷射成形GCr15钢的显微组织及晶粒大小对其超塑性的影响进行了研究.结果显示,喷射成形GCr15钢具有细小等轴晶组织.喷射态GCr15钢在790℃C和2.5×10-4s-1应变速率条件下进行拉伸,延伸率为119%.喷射态GCr15钢经过淬回火处理,晶粒明显细化,在700℃C和2.5×10-4s-1条件下拉伸,其延伸率可达671%.淬回火处理试样再经过等温锻造加工,晶粒显著长大,在同样的700℃C和2.5×10-4s-1条件下拉伸,延伸率由原先的671%下降到392%.由此可见,超塑性与晶粒大小的变化确实密切相关,本研究的TEM观察结果亦已证实晶粒大小的变化.     

2519A铝合金热压缩流变行为和显微组织分析

在Gleeble-1500D热模拟仪上进行热压缩实验,研究温度从300℃～450℃、应变速率为0．001～10s^-1时2519A铝合金热压塑行为,并用金相显微镜分析在不同热压缩条件下的组织形貌特征。结果表明,流变应力开始随着应变的增大而增大,出现峰值之后慢慢减小并慢慢趋于平稳。应力峰值随温度的增加而减小,随应变增大而增大,其热变形行为可用包含Zener-Hollomon参数的双弦本构关系来描述,得到平均激活能Q=223．11706kj／mol。合金在0．001s^-1～1s^-1。应变速率条件下软化机制主要为动态回复,而当应变速率上升到10s^-1后,合金微观组织出现局部动态再结晶。     

炭/炭复合材料不同刹车速度下摩擦磨损性能的研究

对等温CVD和热梯度CVD沉积所得不同结构的炭/炭复合材料, 不同刹车速度下的摩擦磨损性能进行了研究. 其中等温CVD所得的a、b材料分别是粗糙层结构和光滑层结构, 热梯度CVD沉积所得的c材料是前两者的混合结构. 摩擦试验在实验室规模的MM-1000摩擦试验机上进行. 试验表明:随着刹车速度的增大, a材料的摩擦系数随着速度的提高而不断上升, 在15m·s^-1处达到峰值, 然后下降趋于一稳定值; b、c材料的曲线变化比较一致, 在20m·s^-1处均出现峰值, 然后摩擦系数下降趋于一稳定值. 无论何种材料, 当摩擦系数峰值出现时, 距摩擦面1mm、外径3mm深处的温度均显示在250℃左右. 随着刹车速度的增加, 炭/炭复合材料的磨损加大, 但速度达30m·s^-1时的氧化失重均<28m·s^-1的氧化失重.     

Mg-Zn-Ca-Ti非晶合金的非等温晶化动力学

采用机械合金化的方法制备Mg_(48)Zn_(40)Ca_5Ti_7和Mg_(58)Zn_(30)Ca_5Ti_7非晶合金。利用X射线衍射仪(XRD)对其物相进行检测;结合差示扫描量热分析方法(DSC),对试样在不同升温速率下的非等温晶化进行研究。结果表明:Mg_(48)Zn_(40)Ca_5Ti_7和Mg_(58)Zn_(30)Ca_5Ti_7基本形成非晶;随着加热速率的增加,合金结晶峰均向更高温度的方向移动;用Kissinger、Ozawa和Augis-Bennett方法分别计算出Mg_(48)Zn_(40)Ca_5Ti_7和Mg_(58)Zn_(30)Ca_5Ti_7非晶合金的表观激活能Eα,发现Mg_(48)Zn_(40)Ca_5Ti_7非晶合金的Eα在250kJ·mol~(-1)~270kJ·mol~(-1)范围内,Mg_(58)Zn_(30)Ca_5Ti_7非晶合金的Eα在180kJ·mol~(-1)~200kJ·mol~(-1)范围内;Mg_(48)Zn_(40)Ca_5Ti_7非晶合金的Avrami指数n在不同升温速率下均在1左右;Mg_(58)Zn_(30)Ca_5Ti_7非晶合金的Avrami指数n随着升温速率的增加,由2.7减小到1.9。     

ZA73镁合金热变形行为研究

在应变速率为0.001s(-1)和0.1s(-1),温度为150-300℃的条件下,采用热模拟对ZA73镁合金的高温拉伸变形行为进行了研究,并结合显微组织观察和挤压试验,分析确定了适合该合金的热加工工艺.结果表明:变形温度和应变速率是影响ZA73合金流变应力和塑性的关键参数,应变速率一定时,流变应力随温度的增加而降低;...     

新型Al-Zn-Mg-Cu合金热变形组织演化

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机研究新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金在变形温度为300~450℃,应变速率为0.001~10s~(-1)条件下的热变形组织演化。利用光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)观察合金不同热变形条件下的组织形貌特征。结果表明:随着变形温度的升高和应变速率的减小,位错密度减小,亚晶粒尺寸增大;合金热压缩变形过程中主要的软化机制为动态回复和动态再结晶。变形温度为300~400℃时,主要发生动态回复;变形温度为450℃,应变速率为0.001~10s~(-1)时,软化机制以动态再结晶为主,存在晶界弓出、亚晶长大、亚晶合并3种再结晶形核机制。     

升温速率对7B04铝合金板材晶粒组织和超塑性的影响

采用形变热处理法制备7B04铝合金细晶板材,利用EBSD和高温拉伸等实验方法研究退火过程中升温速率对板材晶粒组织和超塑性的影响。结果表明:升温速率为5.0×10~(-3)K/s时,退火后板材的轧向和法向的平均晶粒尺寸分别为28.2μm和13.9μm,形核效率为1/1000。随着升温速率的提高,合金平均晶粒尺寸不断减小,形核效率不断提升。当升温速率提高至30.0K/s时,其轧向和法向的平均晶粒尺寸分别降低至9.9μm和5.1μm,形核效率提升至1/80。此外,板材的伸长率也随着升温速率的提高而增大,在773K/8×10~(-4)s~(-1)的变形条件下,试样的伸长率从100%提高至730%。     

Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金热压缩变形及热加工图

利用铸造法制备了Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金,对该合金进行均匀化处理,然后进行热压缩实验,研究了Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金在变形温度为350~500℃、应变速率为0.002s~(-1)、0.01s~(-1)、0.1s~(-1)和1s~(-1)及最大变形量为50%条件下的变形行为,计算了该合金的热变形激活能,构建了合金高温塑性变形的本构关系,建立了合金的热加工图。结果表明:Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金的流变应力随着变形温度的升高或者应变速率的降低而显著降低,合金发生动态回复与再结晶,其热变形激活能为Q=213.693kJ/mol;合金高温变形时存在两个失稳区:T=430~500℃、ε=0.37~1s~(-1)以及T=350~390℃、ε=0.006~1s~(-1);合金的能量耗散率大于30%的区域有T=370~430℃、ε=0.37~1s~(-1),T=390~500℃、ε=0.006~0.37s~(-1)以及T=350~500℃、ε=0.002~0.006s~(-1),这些区域适合进行热加工。     

7B04铝合金超塑性变形行为

针对7B04铝合金开展了变形温度为470~530℃,应变速率为0.0003~0.01s~(-1)的高温超塑性拉伸实验,研究了材料的超塑性变形行为和变形机制。结果表明,7B04铝合金的流动应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐减小,伸长率随之增加;在变形温度为530℃,应变速率为0.0003s~(-1)时,7B04铝合金的伸长率达到最大1105%,超塑性能最佳;应变速率敏感性指数m值均大于0.3,且随变形温度的升高而增加;在500~530℃的变形温度范围内,m值大于0.5,表明7B04铝合金超塑性变形以晶界滑动为主要变形机制;变形激活能Q为190kJ/mol,表明7B04铝合金的超塑性变形主要受晶内扩散控制;7B04铝合金超塑性变形中在晶界附近有液相产生,且适量的液相有利于提高材料的超塑性能。     

TiZrV吸气剂薄膜吸气性能的研究

TiZrV合金在180℃下加热24 h即可激活,是迄今发现的激活温度最低的非蒸散型吸气剂,已在粒子加速器领域得到应用。采用直流磁控溅射法在不锈钢管道内壁获得了TiZrV薄膜,并研究了薄膜对CO和H2的吸气性能。在200℃下加热24 h后TiZrV对CO和H2的抽速分别为0.23和0.02 L.s-1.cm-2,吸气容量分别为6.8×10-5和6.6×10-2Pa.L.cm-2,且随着激活温度和时间的增加,吸气性能会有所提高。     

Ti6213合金的热加工图研究

在Gleeble-1500热模拟机上进行了Ti6213合金热模拟压缩试验,变形温度范围为800-1050℃,应变速率范围为0.001-10 s-1,最大变形量为60%,并根据动态材料模型建立了加工图。结果表明,合金在高温变形时主要有2个合适的加工区域,一个是变形温度800-950℃,应变速率0.01 s-1以下区域;另一个在相变温度以下40℃内,应变速率10 s-1以上区域。在900-930℃和0.001 s-1的变形条件下,出现耗散率峰值为65%,高m值,S形应力和应变速率对数曲线的现象,合金表现出超塑特性。拉伸实验进一步表明,延伸率可达512%,组织为两相混合组织。另外,合金在800-930℃和大于0.01 s-1的条件下出现集中变形带,表现为局部流变特征。