变形处理对Zn-0.75Cu-0.15Ti 合金组织和力学性能的影响

中国富锌少铜,作为铜合金替代材料的Zn-Cu-Ti具有安全无毒、质轻价廉等一系列优点,已被广泛应用在机械制造、汽车制造等领域,因此探寻对Zn-Cu-Ti的变形处理以达到优秀的力学性能具有重要意义。本文将热挤压与多道次热轧工艺相结合来制备Zn-Cu-Ti板材,研究变形处理对合金微观组织和力学性能的影响。合金经热挤压变形后,合金晶粒尺寸减小,呈现细小等轴晶状结构,Zn基体中存在CuZn5和TiZn3第二相颗粒,变形后第二相颗粒有所增加。挤压后的合金经轧制变形处理,组织中晶粒存在长大现象,致使晶粒尺寸分布不均匀,第二相数量随着合金变形量增加而增多。轧制变形后,合金的抗拉强度存在一定程度下降,塑性提高,这主要归功于合金板材基体中Cu固溶强化作用的降低和晶粒长大。     

铍材温轧过程中显微组织和织构演变规律的研究

采用电子背散射衍射技术(EBSD)对热压烧结铍锭在温轧过程中的显微组织和织构演变规律进行了研究。结果表明,温轧过程中的主要变形机制为滑移;随着轧制变形量的增加,晶粒逐渐拉长细化;在压下量为37.9%时,轧制铍板中的基面织构达到最大值,此后继续增加压下量,铍材内织构、晶粒尺寸及显微硬度均不再发生明显变化;铍材轧制中或轧制后都需要进行退火,退火工艺对铍板的基面织构有一定的弱化作用,可改善板材的内部组织结构,提高轧制性能。     

新型γ-TiAl合金板材显微组织与拉伸性能研究

主要研究了新型γ-TiAl合金板材轧制前后的显微组织变化与轧后的拉伸性能。结果表明,轧制前的锻态组织主要为γ相和α2相以及一定数量的B2/β相;轧制后的合金组织中粗大片层减少,再结晶等轴γ晶粒增加,且片层晶团沿轧制方向被拉长,其破碎程度与轧制量有关;B2/β相数量明显减少,这与高温轧制有关。经过(γ+α2)相区三次循环热处理后,合金片层增加,间距缩小,组织得到明显细化。板材的高温拉伸塑性较高,高温拉伸断口主要为沿层、穿层及穿晶断裂的混合断口。     

Ti-6Al-4V钛合金表面纳米化机制研究

借助X射线衍射仪、透射电镜及显微硬度仪等先进仪器,研究了经超音速微粒轰击( SFPB)形变热处理Ti-6Al-4V合金表面自身纳米化晶粒尺寸演化及纳米化机制.研究结果表明:超音速微粒轰击使Ti-6Al-4V合金表面获得了纳米组织,并发生显著的加工硬化,表面显微硬度比基体硬度提高了1倍多;随着SFPB处理时间的延长,纳米结构层厚度不断增加,晶粒尺寸逐步细化,当SFPB处理30 min后晶粒尺寸趋于稳定,在表层形成了晶粒尺寸约为20 nm具有随机取向的纳米等轴晶.Ti-6Al-4V合金表面自身纳米化是由于位错运动、孪晶的形成及交割共同作用的结果;在多方向载荷的重复作用下,在塑性变形区产生了大量的由位错线和高密度位错缠结分割的位错胞,并在位错寨集处产生应力集中,进而形成孪晶;孪晶自身相互交割和位错的滑移相互协调,形成了细小的孪晶和胞状组织;晶胞组织转变为细小多边形亚晶;当孪晶尺寸细化到亚纳米级时,位错的滑移起主导作用,最终通过位锗的湮灭和重组形成了具有随机取向的等轴状纳米晶粒.     

钆对AZ91合金组织和性能的影响

分析钆在AZ91合金中的形貌、相组成、组织成分对力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,钆的含量为1%~3%时,合金晶粒尺寸随着钆含量的增加而减小,且由树枝晶向等轴晶转变;当钆含量超过3%时,晶粒尺寸随钆含量增加开始逐步增大,且晶内缺陷增加;在钆含量达到5%时,合金中再次出现枝晶组织。当合金中钆含量为3%时,力学性能最好,其室温抗拉强度为261.6 MPa,延伸率为4.6%,分别比不添加钆的合金提高了34.6%和70.4%;200℃的抗拉强度为148.7 MPa,延伸率为4.1%,分别比不添加钆的合金提高了47.8%和32.3%。随着钆含量的增加,合金的腐蚀电流密度大幅度降低,自腐蚀电位略有增加。     

热等静压成形Ti-45Al-7Nb-0.3W合金热轧板材的超塑性变形行为

对热等静压法制备的 Ti-45Al-7Nb-0.3W 合金进行 1 270 ℃热轧,得到合金板材,利用扫描电镜(SEM)观察板材的显微组织。对合金板材进行 950 ℃、初始应变速率为 1×10^-4 s^-1的高温拉伸实验,根据拉伸应力-应变曲线与拉伸性能,以及拉伸断裂后的显微组织演变与拉伸断口形貌,研究轧制变形合金板材的超塑性变形行为。结果表明：热等静压态合金经热轧后,由近 γ 组织转变为双态组织,并随轧制变形量增加,热轧板材的平均晶粒尺寸减小,伸长率增加。当变形量为 61%时,平均晶粒尺寸最小,为 9.8 μm,板材伸长率最大,达到 367.5%,抗拉强度为 131 MPa。继续增加轧制变形量时,板材晶粒长大,伸长率降低。板材在超塑性变形过程中,α₂/γ 层片晶团旋转分解,并在其周围产生大量动态再结晶晶粒。板材的超塑性变形机制为晶界滑移与动态再结晶。     

低压脉冲磁场凝固硅钢的热变形组织和行为

为了细化硅钢铸锭组织，提高其加工性能，研究了低压脉冲磁场对硅钢凝固组织的影响规律，并对比了不同凝固组织的热变形行为和组织。研究结果表明，在硅钢的凝固过程中施加脉冲磁场，传统的柱状晶组织转变为等轴晶组织。随着磁场频率的增加，等轴晶比率(等轴晶面积/整体面积)先增加后降低，等轴晶晶粒尺寸先减小后增大。随着励磁电压增加，等轴晶比率增加，等轴晶晶粒尺寸不断增加，获得最佳脉冲磁场工艺参数，磁场频率为5 Hz,励磁电压为200 V。在该脉冲磁场工艺参数下，硅钢凝固组织中的等轴晶尺寸细化至无磁场作用时的1/2,等轴晶比率提高至100%。对无脉冲磁场的柱状晶组织和施加脉冲磁场(磁场频率为5 Hz,励磁电压为200 V)的等轴晶组织，进行了热压缩试验(温度为950℃,应变速率为0.01 s^-1和0.1 s^-1)和热轧试验(初轧温度1 100℃)。通过微观组织结果发现，无脉冲磁场作用的柱状晶凝固组织在热压缩过程中发生少量动态再结晶，组织中存在难以消除的变形晶粒，影响后续加工性能。脉冲磁场作用下等轴晶凝固组织在相同热压缩条件下获得细小均匀的再结晶组织，平均晶粒尺寸...     

细晶TA15钛合金板材制备工艺及其超塑性研究

研究了β淬火和换向轧制对TA15钛合金板材显微组织和力学性能的影响,并对显微组织最为均匀细小的板材进行了超塑性能测试。结果表明,增加β淬火工艺,可以提高板材显微组织的均匀性,细化晶粒尺寸,提高板材的室温拉伸强度;采用换向轧制工艺,能够显著减小横纵向组织差异,提高组织均匀性,使板材横纵向性能差异减小;对同时采用β淬火和换向轧制工艺制备的板材进行超塑性拉伸试验,在850~920℃、0.001~0.01 s-1试验条件下,板材具有良好的超塑性能,且超塑性能对拉伸温度和拉伸应变速率均较为敏感。不同的应变速率下,温度对超塑性能的影响规律不同。     

异步轧制AZ31镁合金板材的晶粒细化及性能

采用上下轧辊速比1.125的异径异步轧制方法对AZ31镁合金板材进行轧制。采用光学显微镜、X射线衍射仪和电子拉伸机等设备分析轧制前后AZ31镁合金板材的微观组织和力学性能。结果表明:AZ31镁合金热挤压板坯在加热到350℃后,经一道次38%压下率的异步轧制,可获得平均晶粒尺寸为2.8μm的等轴晶粒,板材轧制方向的伸长率和抗拉强度显著增加;轧制过程中形成了非基面晶粒取向;伸长率的增大与晶粒细化和非基面织构的形成有关,抗拉强度的增大归因于晶粒的显著细化效应。     

退火参数对ZE42镁合金热挤压板显微组织结构的影响

采用光学显微镜和TEM观察等方法,分析了ZE42镁合金热挤压板材在不同退火温度和时间条件下的显微组织结构。结果表明:该合金板材经过退火热处理后均发生明显的再结晶组织转变,晶粒尺寸在10～60μm之间,合金基体中存在大量含有稀土元素的第二相颗粒,这些第二相在热变形过程中破碎成细小的颗粒,促进了再结晶晶粒的形核。当退火温度一定时,随着保温时间的延长,该合金板材的平均晶粒尺寸首先增加,随后少量减小,最后又随退火时间的增加而增加;当保温时间一定时,随着退火温度的增加,晶粒平均尺寸持续增加,并且温度越高,增长速率越大。同时,通过晶粒长大动力学分析和计算建立了该合金再结晶晶粒长大的动力学模型,通过计算可知:该合金的再结晶晶界迁移激活能为15.32 kJ·mol-1。     

Y对ADC12合金铸态组织与性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了铸态ADC12-x Y(x=0~1.90)合金的组织和相组成,并测试了其流动性能和拉伸力学性能。结果表明,添加Y可显著细化ADC12合金的铸态组织,不仅使初生α-Al由粗大树枝晶转变为细小胞状晶和等轴晶,而且使针状共晶硅转变为细小纤维状或颗粒状,分布更均匀,等轴晶和颗粒状的共晶硅数目大大增加,同时生成针状Al3Y新相。随着Y含量的增加,合金的铸态流动性能和拉伸力学性能均先提高后降低。当Y含量为0.85%时,合金综合性能最佳:流动长度为1541 mm,室温抗拉强度和伸长率分别达到225 MPa和3.5%,较ADC12合金分别提高20%、20%和133%,同时具有优异的高温拉伸力学性能。加入Y后,室温拉伸断口中的解理台阶和河流花样明显减少,解理台阶尺寸亦明显减小,而韧窝明显增多且加深。     

钼镧合金板材高温抗载荷弯曲性能研究

通过轧制和热处理工艺制备出了两种不同组织的钼镧合金板材,研究了该板材在1700oC和1800℃高温条件下的抗载荷弯曲性能。结果表明：采用常规工艺轧制和退火后生产的钼镧合金板材组织细小均匀,采用大变形量加工并提高温度进行完全再结晶退火后生产的钼镧合金板材形成了一种粗大的、燕尾搭接的再结晶组织;在1700—1800℃高温和相同载荷条件下测试时,粗大晶粒的钼镧合金板材具有优异的抗弯曲性能,其最大弯曲值小于常规热轧板材最大弯曲值的20％。     

非对称轧制对AZ31B镁合金组织及性能的影响

开展了非对称轧制对AZ31B镁合金晶粒细化影响的研究,分析了不同温度及不同压下率时宏观形貌和晶粒尺寸变化,并与对称轧制作了对比。结果表明,非对称轧制的整体晶粒尺寸比对称轧制更为细化;非对称轧制在温度为350 ℃、压下率为60%时晶粒最为细小均匀,上表面、中心层和下表面的平均晶粒尺寸分别为2.35、2.84和2.22 μm。在初轧温度为300～350 ℃范围内,组织产生充分动态再结晶;随着轧制温度继续升高,晶界产生充分迁移和扩散,晶粒随之长大,导致镁合金的综合性能变差。非对称轧制板材的抗拉强度和断后伸长率都优于对称轧制板材,在400 ℃轧制时,压下率为30%时获得较为优异的综合力学性能,抗拉强度为365.36 MPa,断后伸长率为34.9%。     

发动机用Ti600高温钛合金组织及力学性能研究

应用光学显微镜、X射线衍射仪、力学性能测试等手段对航空发动机用Ti600高温钛合金的微观组织及力学性能进行了实验测试研究。结果表明:Ti600合金板材主要由等轴初生α晶粒和少量层片状的α+β共晶组织构成,晶粒细小,组织均匀,晶粒尺寸主要分布在2~4μm左右。Ti600合金板材在常温下具有较高的强度和塑性,随着温度的升高,抗拉强度和屈服强度表现出微弱的增长趋势,延伸率明显增大。Ti600合金板材为塑性断裂,具有韧窝型断口。     

搅拌摩擦焊接6061-T6铝合金板材焊缝的轧制变形微观取向

对搅拌摩擦焊接的6061-T6板材进行轧制,利用电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)技术表征轧制后焊缝的微观组织和取向,并测定焊接板材的抗拉强度,研究焊缝在轧制过程中的微观组织以及织构的演化。结果表明:随轧制压下量增加,焊接板的抗拉强度增加,压下量为40%和60%时,焊接板材的抗拉强度分别为254 MPa和262 MPa。随压下量从40%增加到60%,焊缝中大角度晶界的比例增加,出现多边形细晶和形成(20°,45°,0°)再结晶织构,表明焊缝中发生了动态再结晶,焊缝的组织发生变化,并导致抗拉强度提高。     

高温轧制对AZ31B镁合金组织和性能的影响

研究了高温轧制工艺对AZ31B镁合金微观组织、织构以及性能的影响规律.在轧制状态下,随着轧制温度从450℃升高至525℃,合金组织内部动态再结晶逐渐增多,孪晶数量不断减少,同时组织的均匀性也得到了改善,基面织构强度也呈下降的趋势.经350℃保温60min退火之后,合金板材内部发生了完全再结晶,孪晶组织消失,显微组织更均...     

固溶温度对00Cr25NB5AlTi合金冷轧板组织及力学性能和耐蚀性的影响

研究了00Cr25Ni35AlTi合金冷轧板900～1150℃固溶处理后的组织以及室温和350oC时的力学性能。并用电化学动电位再活化法测定了该合金的晶间腐蚀敏感性。结果表明,随着固溶温度的升高,该合金的晶粒尺寸逐渐增大,强度降低,塑性提高,晶间腐蚀敏感性也增加。在1000℃固溶时,合金可获得均匀细小的奥氏体晶粒,晶粒度≥9级,且具有良好的力学和耐晶间腐蚀性能。     

利用落管研究微重力对TC20合金凝固行为的影响

利用50 m长真空落管研究了TC20合金在微重力下与重力下的籽晶外延凝固行为。采用金相显微镜观察了样品在微重力和重力下凝固组织,用图像分析软件统计分析了重熔区纵截面晶粒数量、形态和尺寸,用电子探针(EPMA)对重熔区轴向成分分布进行了分析。结果显示,合金重熔凝固组织均为等轴晶组织,但其数量、尺寸和形态不同。相对于微重力环境,重力环境下凝固的组织中晶粒数量较多、轴径比更大且尺寸多分布在小尺寸区间。样品凝固初期形成细小等轴晶,后期则形成较多拉长晶粒。其中重力环境形成一些沿径向水平生长的晶粒,而微重力下则多为倾斜向上生长的晶粒。此外,重力和微重力样品中合金元素沿生长方向分布都很均匀,未发生宏观偏析。结果表明,合金样品整体凝固速度较快,使重力引发的对流效应和溶质输运效应对凝固组织影响微弱,凝固过程主要受热扩散控制。     

包套轧制制备TiAl基合金板材的研究

采用包套轧制技术,在1050℃(炉温)制备了2.7mm厚的TiAl基合金薄板.金相组织分析结果表明,薄板具有均匀、细小的等轴晶组织,平均晶粒尺寸约为3μm.利用模拟平面应变实验研究了外加包套对TiAl基合金轧制时流变行为的影响,揭示了包套轧制提高TiAl基合金热加工性能的机理,结果表明,包套轧制可以降低TiAl基合金变形时的流变应力,延缓流变软化趋势,降低局部流变系数,从而提高TiAl基合金的塑性变形能力.     

MgCO3对AM60B镁合金晶粒细化效果的研究

借助于金相显微镜研究了MgCo3对AM60B镁合金铸态显微组织和固溶组织的影响。结果表明，MgCO3对AM60B镬合金具有明显的细化作用，加入1．2％的MgCO3使得AM60B镁舍金的二次枝晶臂同距与晶粒尺寸显著减小．由粗大的树枝晶变为细小均匀的等轴晶，进一步增加MgCO3的含量，合金组织反而有粗化倾向。