初始晶粒尺寸对高温交叉轧制镁合金板材组织和力学性能的影响

目的 揭示晶粒尺寸对多道次高温交叉轧制AZ31镁合金板材组织和力学性能的影响规律及机制.方法 通过对不同初始晶粒尺寸的镁合金板材进行高温交叉轧制变形及热处理,获得不同状态的镁合金板材,采用金相显微分析、X射线衍射(XRD)分析及室温拉伸实验等手段研究镁合金板材的晶粒组织(形态、尺寸、取向)及力学性能.结果 经过多道次交...     

多道次弯曲对AZ31B镁合金板材织构与性能的影响

提出了一种改善镁合金板材织构与冲压性能的新方法,即单向多道次弯曲工艺.研究了该工艺对AZ31B镁合金板材织构以及成形性能的影响,分析了单向多道次弯曲前后各种状态板材的显微组织、力学性能以及杯凸值.结果表明,多道次弯曲改善了冷轧态AZ31B镁合金板材中不利于对后续塑性加工的(0002)基面织构,能够较好地改善AZ31B镁合金板材的力学性能和冲压性能.     

AZ31镁合金连续变断面挤压变形行为及组织演变

采用大变形量的连续变断面循环挤压工艺对铸态AZ31镁合金进行不同道次的挤压变形,分析了其在变形到断裂过程中的受力情况和微观组织变化。研究表明:随着变形次数的增加,铸态AZ31镁合金晶粒不断被细化,10道次变形后,晶体内的不均匀变形被消除,粗大的晶粒全部变为细小的等轴晶,晶界上的第二相和杂质也均匀地分布在晶粒间;变形过程中发生了动态再结晶,原始粗大晶粒在形成细小等轴晶的同时仍能保持原有晶体位置的遗传性;变形过程中主要以孪晶为主,锥形裂纹末端为沿晶和穿晶结合型断裂,侧面为单一型穿晶断裂,并且裂纹两边显微组织存在较大差异性。     

累积叠轧工艺对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

采用累积叠轧工艺对AZ31 镁合金薄板进行剧塑性变形,研究了累积叠轧变形过程中镁合金板材的组织及性能演变.实验结果表明,累积叠轧可以有效细化AZ31镁合金板材的晶粒组织,显著改善室温延伸率,是制备大尺寸、高性能细晶镁合金板材的一种有效、经济而且可以实现工业化生产的技术.累积叠轧5道次后AZ31镁合金板材组织均匀,晶粒尺寸为1～2μm左右,晶粒细化源于大的累积变形及表面剪切变形;室温抗拉强度和延伸率可达到349MPa和22.46%,可归因于晶粒细化对镁合金强度和塑性的改善.累积叠轧板材的道次间的加热使ARB组织粗化,减小了累积叠轧过程中晶粒持续细化的效果.     

塑性变形对铸态AZ31镁合金组织和性能的影响

为了研究塑性变形对铸态镁合金组织和性能的改善作用,用铸态AZ31镁合金进行了等温压缩实验,并测试了原始试样和变形后试样的组织和性能.结果表明:铸态AZ31合金通过塑性变形可以显著细化晶粒;随变形温度的升高,变形所得试样抗拉强度下降;在同一温度下变形所得试样抗拉强度随变形程度的增加而升高,变形程度达到一定值后,抗拉强度不再升高并有下降的趋势;铸态AZ31合金低温变形(210～240℃)后,可大幅度提高其抗拉强度.     

AZ31镁合金轧制工艺的研究

对AZ31镁合金在400℃条件下的轧制工艺进行了研究,在不同压下量、不同道次条件下分别进行了轧制实验,并对轧制后AZ31板材的组织和力学性能进行了研究。实验结果表明:在400℃条件下,以小变形量轧制,每道次压下量为1mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第8道次,累积变形量50%;每道次轧制压下量为2mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第2道次,累积变形量为25%;AZ31镁合金在大变形量下轧制易产生裂纹,裂纹的产生可能是由于随着累积变形量增加,内应力激增,在难变形的硬取向晶粒区或第二相处产生应力集中,萌生裂纹。裂纹尖端扩展经过的区域变形量较大,因而裂纹两侧存在再结晶细晶区域。     

等径角挤压制备AZ91D镁合金的组织与性能

研究了铸态AZ91D镁合金在等径角挤压(Equal Channel Angular Extrusion,ECAE)后的室温力学性能和微观组织特征.在力学性能方面,铸态AZ91D镁合金经过1道次ECAE变形后,室温力学性能(屈服强度、抗拉强度、延伸率、弹性模量)由86.3 MPa,146.3 MPa,1.84%,42.5...     

轧制AZ31镁合金板材(4mm)动态压缩性能与失效行为

为了研究轧制AZ31镁合金板材(4mm)在高应变速率下的动态力学性能和失效行为,采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)在室温下应变速率为500～2600s-1范围内对其进行了动态压缩实验,并利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SM)对冲击后的试样进行了显微分析.探讨了轧制AZ31镁合金板材沿轧制方向(RD)、横向(TD)和法向(ND)的动态压缩性能和失效行为.结果表明:轧制AZ31镁合金4mm板材动态压缩性能存在各向异性.沿RD和TD方向压缩的动态性能相同,沿ND方向压缩的动态断裂强度最大.AZ31镁合金4mm板材的动态压缩断裂机制为解理断裂.变形机制为沿RD和TD方向高速压缩时,{101-2}<112-0>拉伸孪晶参与变形;沿ND方向高速压缩时,{101-1}<112-0>压缩孪晶参与变形.     

轧制变形程度对AZ31镁合金板材组织与性能的影响

目的研究轧制变形程度对AZ31镁合金板材组织和性能的影响。方法主要设计了轧制变形程度分别为51%,63%,72%的3组轧制工艺并进行实验,然后观察不同轧制变形程度下板材退火后的微观组织及力学性能。结果当轧制变形程度72%时,晶粒最细,抗拉强度和断裂延伸率最高。结论随着轧制变形程度的增加,镁合金板材晶粒逐渐细化,而抗拉强度和断裂延伸率随着轧制变形程度的增加而提高。     

AZ31镁合金热加工工艺对动态力学响应的影响EI北大核心

采用不同轧制退火工艺处理AZ31变形镁合金,采用分离式Hopkinson压杆测试了不同微观组织镁合金的动态力学性能,研究了组织结构与材料动态力学响应之间的关系,探讨了应变率效应。研究发现,分别经过5%,30%第三道次轧制以及250,350℃退火处理的镁合金晶粒尺寸差异较大。在应变率范围为1.2×103~2.4×103/s范围内,具有不同晶粒尺度的AZ31镁合金表现出各异的应变率强化效应。根据动态应力-应变曲线拟合了与动态屈服强度和动态抗压强度相对应的应变率硬化指数(m)和应变率效应因子(Rs)。发现晶粒尺寸不同的镁合金具有各异的应变率强化效应。m和Rs具有较强的相关性,30%轧制量的镁合金m和Rs均大于5%轧制量,250℃退火态的Rs最大,轧制未退火态次之,350℃退火态最小。     

挤压包覆轧制对SiCP增强镁合金(AZ91)复合板显微组织和力学性能的影响

通过热挤压复合的方式将AZ91合金引入至SiC_P增强镁合金（AZ91）（SiC_P/AZ91）复合材料中,制备出厚度为2 mm的AZ91-（SiC_P/AZ91）复合板,研究了热轧对其显微组织和力学性能的影响规律。研究结果表明:AZ91的引入显著提高了SiC_P/AZ91的轧制成形能力。与AZ91层相比,SiC_P/AZ91层内晶粒尺寸小,硬度高。随轧制压下量的增加,AZ91-（SiC_P/AZ91）复合板晶粒尺寸变大,析出相数量减少且尺寸增大,导致硬度呈现下降的趋势。与挤压态AZ91-（SiC_P/AZ91）复合板相比,当压下量为50%时,轧制态AZ91-（SiC_P/AZ91）复合板屈服强度由272 MPa提高至341 MPa,抗拉强度由353 MPa提高至404 MPa。在拉伸过程中,因SiC_P与基体界面脱黏导致裂纹优先在SiC_P/AZ91层内萌生和扩展,AZ91层对微裂纹扩展具有一定的阻碍作用。      

Effect of Compression with Oscillatory Torsion Processing on Structure and Properties of Cu

The results presented in this study were concerned with microstructures and mechanical properties of polycrystalline Cu subjected to plastic deformation by a compression with oscillatory torsion process. Different deformation parameters of the compression with oscillatory torsion process were adopted to study their effects on the microstructure and mechanical properties. The deformed microstructure was characterized quantita- tively by electron backscattered diffraction (EBSD) and scanning transmission electron microscopy (STEM). Mechanical properties were determined on an MTS QTest/10 machine equipped with digital image correlation. From the experimental results, processes performed at high compression speed and high torsion frequency are recommended for refining the grain size. The size of structure elements, such as average grain size (D) and subgrain size (d), reached 0.42 μm and 0.30 μm, respectively, and the fraction of high angle boundaries was 35% when the sample was deformed at a torsion frequency f = 1.6 Hz and compression rate v = 0.04 mm/s. These deformation parameters led to an improvement in the strength properties. The material exhibited an ultimate tensile strength (UTS) of 434 MPa and a yield strength (YS) of 418 MPa. These values were about two times greater than those of the initial state.     

轧制工艺对D6A钢微观组织和力学性能的影响

为了研究轧制工艺对D6A钢组织及力学性能的影响,分别制备了87％和93％压下量的D6A钢,并通过EBSD和拉伸性能测试进行了分析.结果表明,随轧制压下量由87％增加至93％,D6A钢中晶粒尺寸显著减小,由5 μm减至1 μm,小角度晶界含量则大幅增加,由55％增至80％.随轧制压下量的增加,D6A钢的抗拉强度及屈服强度...     

高Nb-TiAl合金的高温变形行为及其板材的性能

对高Nb-TiAl合金进行多步热压缩,研究其高温变形行为及其板材的性能。结果表明,热压缩变形后高Nb-TiAl合金的组织中等轴γ晶粒和α晶粒的增多、层片晶团的体积分数和尺寸降低,使其变形能力提高。根据这些结果确定了最优轧制工艺为应变速率低于0.5 s-1、道次变形量前期应不高于25%、变形温度高于1150℃。选用上述工艺对其其进行5道次大变形量轧制,制备出表面质量良好、无缺陷的高Nb-TiAl合金板材,其尺寸为600 mm×85 mm×3 mm。这种板材具有双态组织,平均晶粒尺寸小于5μm,其室温屈服强度、抗拉强度和塑性分别为948 MPa、1084 MPa和0.94%,800℃下抗拉强度为758 MPa。     

316L/S32101异种金属焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的 研究乏燃料水池用钢板316L与覆板S32101双相不锈钢的焊接性、接头不同区域显微组织特征及接头与母材之间的性能差异.方法 利用氩弧焊接技术对5 mm厚的316L底板与3 mm厚的S32101覆板以搭接的形式进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏显微硬度仪和电子万能材料试验机对焊接接头的宏观形貌、显微组织以及力学性能进行研究.结果 316L/S32101焊缝组织主要由铁素体基体、晶界树枝状奥氏体以及晶内细小片状奥氏体所组成;316L侧靠近焊缝处存在一个较窄的熔合区,其组织由奥氏体基体和少许细小分散的铁素体组成,而S32101侧靠近焊缝处组织则由粗大铁素体晶粒和沿晶粒边界分布的若干小块状奥氏体组成.从316L母材区到焊缝区,硬度显著增大,而从焊缝区到S32101母材区,硬度变化很小;焊接接头的抗拉强度高达510 MPa,为两侧316L和S32101母材强度的87.9％和88.6％.结论 在焊接电流为240 A和焊接速度为300 mm/min的条件下,可以通过氩弧焊获得成形良好的搭接接头,且接头的力学性能优异.     

纵向变厚度EH40钢板的组织和性能

采用拉伸、冲击、硬度、OM和TEM等方法研究纵向变厚度EH40钢板的组织和性能。结果表明,由于EH40钢板的薄端和厚端的制备工艺过程不同,其纵向的组织和性能呈现多样化;随着钢板厚度的增加屈服强度由534 MPa降低至489 MPa,抗拉强度由599 MPa降低至569 MPa。在-60℃进行冲击实验时,钢板薄端的冲击吸收能量大于200 J,而厚端的冲击吸收能量出现波动。钢板厚端的晶粒尺寸比薄端的粗大,贝氏体的含量低。在30 mm和40 mm位置全厚度都有贝氏体组织,厚度为8 mm时50 mm位置的贝氏体组织全部消失。薄端和厚端的析出相均为(Nb,Ti)C,但是薄端析出相的数量多、尺寸小,厚端析出相的数量少、尺寸大。     

Mg-9Al-1Mn合金热轧板材组织与性能

研究了经单道次大应变热轧(LSR)和多道次小应变热轧(SSR)两种不同的轧制工艺下3 mm的Mg-9Al-1Mn(AM91)挤压板的组织和性能。通过拉伸试验对两种工艺制备的板材的力学性能进行测定,并利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜以及背散射电子衍射(EBSD)分析等方法对两种工艺制备的板材的微观组织进行观察和分析。研究结果表明:相比于SSR轧制态板材,LSR轧态及退火态的板材组织都得到了细化,织构也都得到了弱化,塑性变形能力得到了明显的改善。经LSR轧态的板材的断裂延伸率(FE)为20.5%,屈服强度(YS)为193 MPa,抗拉强度(UTS)为284 MPa。LSR工艺可显著改善板材的各向异性,SSR板材退火后的各向异性值(IPA)为8.8%,LSR板材退火后的IPA为5.0%。     

High-strength Mg95Y3Zn1Ni1 alloy with LPSO structure processed by hot rolling

Microstructures and mechanical properties of Mg₉₅Y₃Zn₁Ni₁ alloy containing long period stacking ordered (LPSO) phase processed by hot rolling were systematically investigated in the present work. The results showed that the as-cast alloy was mainly composed of α-Mg and network 18?R LPSO phase. The thermal stability of 18?R LPSO phase in the as-cast alloys decreased with the decrease of Ni content. After solution treatment at 773?K for 40?h, network 18?R phase at grain boundary dissolved, while fine lamellar phase identified as 14H LPSO precipitated in the interior of grains. When the solid-solution alloy was hot rolled at 723?K with six passes and thickness reduction of 62%, some LPSO phases broke down and kinking of varying degrees occurred in LPSO phase. Meanwhile, the as-rolled α-Mg and LPSO phase redistributed aligned along the rolling orientation. The alloy exhibited excellent mechanical properties: yield strength of 282?MPa, ultimate tensile strength of 383?MPa, and elongation to failure of 16% at ambient temperature along the rolling orientation. The remarkable improvement of strength was ascribed to the refined microstructure induced by the deformation kinking and the crush of LPSO phase.     

Influences of 1 wt% La-rich RE addition and deformation processes on the alloy of Mg–6Li–1.5Al

1 wt% La-rich RE was added into the alloy of Mg–6Li–1.5Al. The influence of the RE addition on the microstructure and mechanical properties of the alloy and the deformation behavior of this alloy were investigated. The strengthening mechanisms of the alloy were also studied. Results show that the addition of RE can refine the grain and improve the strength and elongation of the alloy. Extrusion and rolling can improve the strength to a large extent. The strengthening mechanisms for this alloy are mainly the refining strengthening and dispersion strengthening.     

热轧变形对高碳TWIP钢组织缺陷和力学性能的影响

为解决高碳Fe-20Mn-3Cu-1.3C TWIP钢凝固组织中易形成显微疏松、损害合金的力学性能的问题,研究了在相同热轧温度下,改变轧制变形总量对合金微孔缺陷的消除及拉伸力学性能的影响.研究表明:通过热轧变形可以有效地减少Fe-20Mn-3Cu-1.3C TWIP钢的微孔缺陷,提高组织致密度;随着热轧变形量的增加,合金的综合力学性能显著提高,当热轧变形量达到91%时,该合金中的微孔面密度由固溶态的1.67%降低至0.71%,抗拉强度达到1223.7 MPa,延伸率达到86.8%,强塑积高达106217.2 MPa.%,比未热轧变形处理提高了78.3%,显示出优异的综合力学性能,表明消除微孔缺陷是充分发挥其高强韧性的关键.