晶粒尺寸和膜厚度对介观尺度铝箔蠕变变形的影响

通过在200℃恒载荷的高温变形实验,对厚度为10-350 μm铝箔的等温塑性变形进行了研究.考察了铝箔厚度(t)和晶粒大小(d)对高温变形速率(ε)的影响规律,用t/d参量能很好的描述塑变的尺度效应.在t/d<1的变形样品中,TEM观察到晶界附近出现亚晶粒,证实其变形服从位错蠕变的幂率机制.t/d对应变速率的影响归结为晶粒内自由界面和晶界的面积比.给出了一个经验公式来描述应变速率和t/d的关系: ε=Aσn(t/d)1.98,其中应力指数n=n'-0.8151n(t/d),n'为相应块体材料的应力指数.     

纯铜径向微压缩塑性变形行为尺寸效应

对不同晶粒尺寸的纯铜多晶体圆柱试样,开展径向微压缩试样。实验结果表明,随着晶粒尺寸的增大,成形力减弱,分散性增大,并出现不规则表面。提出了基于表层晶粒位错堆积的修正表层模型和基于标准偏差理论和晶粒尺寸分布的流动应力波动性公式,分析了微压缩变形中的成形力尺寸效应。从表层晶粒以旋转为主要变形模式的角度,讨论了表层晶粒非均匀塑性变形。与实验结果吻合很好。     

电加热辅助微弯曲成形中纯钛箔材变形行为的晶粒尺寸效应

研究了晶粒尺寸对纯钛箔材在电加热辅助微弯曲成形中变形行为的影响,为成形过程的设计提供了研究基础.对厚度为50μm的不同晶粒尺寸(2.7、4.5、14.7和24.5μm)的纯钛箔材分别在25、160、300和450℃温度下进行了电加热辅助微弯曲试验,对比了不同晶粒尺寸在不同成形温度下对回弹角和弯曲载荷的影响,并分析了其原...     

晶粒尺寸分布对纯铁拉伸性能的影响

研究了纯铁晶粒尺寸分布对单轴拉伸条件下强度及流变应力的影响。结果表明:Hall-Petch关系式中的晶粒尺寸参量取塑性变形实际涉及的尺寸,比取平均晶粒尺寸更合理。前者的值又同时依赖于多晶体的晶粒尺寸分布的两个数字特征,即均值(平均晶粒尺寸)和变异系数(尺寸分布宽度)。在本实验条件下,尺寸分布宽度的影响可达2～5kgf/mm~2。     

晶粒尺寸对新型高强铝合金热变形行为的影响

利用Gleeble-3500试验机,在300~450℃和0.1~10 s~(-1)的变形条件下,研究了大规格铸锭晶粒尺寸的不均匀性对新型高强Al-7.68Zn-2.12Mg-1.98Cu-0.12Zr合金热变形行为的影响。SEM观察表明,大铸锭表层的晶粒尺寸比心层细小。热变形过程中,细晶组织(铸锭表层)的流变应力在高温和低应变速率条件下低于粗晶组织(铸锭心层)。计算得到表层和心层组织的热变形激活能分别为140和125.4 kJ/mol。基于位错密度理论,利用一种两阶段型本构方程分别预测了粗晶和细晶组织的流变应力,并建立了不同晶粒度组织的动态再结晶软化方程。电子背散射衍射(EBSD)观察表明,合金在300~400℃条件下发生动态回复,在450℃和低应变速率速(0.1 s~(-1))条件下出现动态再结晶(DRX)现象,动态再结晶晶粒在原始大角度晶界上形核。由于表层(细晶)组织的晶界密度高,因此其动态再结晶程度高于心层(粗晶)组织。     

微细C5210磷青铜板料的尺寸效应研究

为研究常温下晶粒尺寸和厚度对C5210磷青铜力学性能的影响,引入尺寸效应影响因子φ=厚度/晶粒尺寸。结果表明,厚度不同时,随着φ从14.7减小到6.3,屈服强度减小了48%,延伸率由25.5%减小到18.2%;晶粒尺寸不同时,随着φ的减小,屈服强度先快速下降,当φ减小到3.5后便缓慢下降,延伸率则先增大再减小,φ为3.5时延伸率达到最大值29.2%。通过扫描电镜观察拉伸试样断口,均为韧性断裂。厚度不同时,随着φ的增大,韧窝数量增多且尺寸增大,材料塑性较好;晶粒尺寸不同时,φ从10.6减小至3.5,断面收缩率增加,韧窝尺寸增大,材料塑性较好。而当φ值继续减小到0.8时,韧窝数量减少,且尺寸变小,材料的塑性变差。     

TWIP钢中晶粒尺寸对TWIP效应的影响

冷轧TWIP钢经1073,1173,1273和1373K固溶处理10min后,得到了晶粒尺寸分别为7,13,30和63μm的奥氏体组织.拉伸实验表明,随着晶粒尺寸的增加,加工硬化速率(dσ/dε)与真应变(ε)的变化关系由2阶段变为3阶段.当晶粒尺寸大于30μm时,加工硬化速率与真应变关系中的第2阶段对应的应变长度随着晶粒尺寸的增加而迅速增加.当真应变为0—0.2时,加工硬化指数随真应变的增加而迅速增加;在随后的变形中,与上述4个晶粒尺寸对应的试样的加工硬化指数分别稳定在0.47,0.53,0.56和0.68.OM和TEM观察显示,随晶粒尺寸的增大,变形过程中形变孪晶数量增多.对于较大晶粒尺寸的试样,形变孪晶在拉伸变形过程中形核的临界应力较低,随变形量增加,形变孪晶可持续形成,使其加工硬化能力增加,从而增大了TWIP效应;相反,晶粒尺寸减小使变形过程中的形变孪晶形核临界应力增大,抑制形变孪晶的产生,从而减小了TWIP效应.     

纳米Pt膜的晶粒尺寸及其对热导率的影响

采用电子束-物理气相沉积法（EB-PVD）制备了6个厚度为15-62nm的铂薄膜,研究了纳米薄膜的晶粒尺寸及其对热导率的影响规律．当薄膜厚度小于30nm时,晶粒平均尺寸接近于薄膜的厚度;晶粒尺寸随着薄膜厚度的增加而增大并趋于定值;当薄膜厚度大于30nm时,晶粒尺寸约为20nm．受薄膜的表面和内部晶界的综合影响,铂纳米薄膜的热导率大大低于体材料的值,并且纳米薄膜的热导率随着薄膜厚度的增加而增大并趋于一个低于体材料热导率的值．     

黄铜箔拉伸屈服强度的尺寸效应

为了研究金属箔的塑性变形性能与尺寸的相关性,在常温下对不同厚度和晶粒尺寸的黄铜箔试样进行了单向拉伸实验.结果表明:随着厚度或晶粒尺寸的减小,箔的屈服强度都会升高,晶粒尺寸对屈服强度的影响满足Hall-Petch细晶强化关系,厚度减小使屈服强度升高也可以主要归结于晶粒尺寸的减小.此外,当箔的厚度小于100 靘时,厚度/晶粒尺寸比不能表征屈服强度的尺寸效应.     

循环加热对变形碳钢奥氏体晶粒尺寸稳定性的影响

研究了循环加热对变形６５钢奥氏体晶粒尺寸稳定性的影响,结果发现：变形碳钢经碳钢预先循环加热处理后,可使奥氏体晶粒尺寸稳定性提高,预先循环加热次数越多,后来加热时奥氏体晶粒尺寸的稳定性越高。     

微合金化及换向轧制对Cu合金晶粒尺寸热稳定性的影响

利用电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)等研究了微量元素添加及换向轧制工艺对Cu合金晶粒尺寸热稳定性的影响。结果表明：经(950℃, 10 min)热暴露后,纯Cu的平均晶粒尺寸超过200μm且存在较强的Cube织构。添加0.12%Mg、0.09%Ca、0.10%Y元素后,Cu合金经热暴露后的晶粒尺寸显著减小,同时Cube织构明显弱化而Brass、Copper、S织构的体积分数明显增加。Cu-0.12Mg、Cu-0.09Ca、Cu-0.10Y合金形成的第二相粒子对晶界起到较强的钉扎作用,显著提高晶粒尺寸热稳定性。换向轧制使Cu-0.12Mg和Cu-0.09Ca合金经高温热暴露后的晶粒进一步均匀细化,并且对合金电导率的影响较小。这主要是由于换向轧制抑制了Cube取向晶粒在再结晶过程中的定向生长,并且促进了第二相的弥散析出。     

晶粒尺寸对CVD纯钨在800℃下氧化行为的影响

化学气相沉积法（CVD）制备的金属纯钨在不同表面存在较大的晶粒尺寸差异。从氧化膜层的成长规律、相组成及微观结构方面,研究了在干燥空气、800℃下晶粒尺寸对CVD钨高温氧化行为的影响。结果表明：不同表面氧化膜层厚度的差异是由于细晶粒纯钨在氧化时能更快地形成氧化膜,促进生成连续致密的氧化膜,提高了钨的抗氧化性能,晶粒尺寸对钨的氧化行为影响是正效应。随着细晶区的钨全部被氧化,此时表面和顶面的晶粒尺寸相同,底面和顶面的氧化速率趋于一致,此外,沉积层的氧化速率由于边缘效应的影响而明显增加。     

铌对微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大的影响

研究了铌对钒微合金化高碳钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大规律的影响。结果表明,含铌A钢在1100℃以下具有较好的抗晶粒粗化能力,组织中存在大量以Nb C为主的析出物,其奥氏体晶界迁移能仅为44.2 k J/mol;而不含铌B钢,不具有某一温度下的抗晶粒粗化能力,同时组织中仅发现较少量VC析出物,其奥氏体晶界迁移能高达197.2 k J/mol;在高碳钢中,同一奥氏体温度下,V降低Nb C完全溶解温度。     

晶粒尺寸对含Zr的Ni_3Al合金氧化行为的影响

研究了Ｎｉ－１１，８２Ａｌ－１．０３Ｚｒ－０．１Ｂ（ｗｔ－％）合金晶粒尺寸为３０和１８０μｍ两种组织结构试样，在９００和１１００℃静态空气中的等温氧化行为．发现，当氧化温度为９００℃时，氧化速率随晶粒尺寸减小而减小，而在１１００℃，二者氧化速率几乎没有区别．利用ＥＰＭＡ，ＸＲＤ分析了氧化产物，证明两种试样的氧化膜相成分与结构，均由ＮｉＯ外层和Ａｌ_２Ｏ_３，ＮｉＡｌ_２Ｏ_４内层组成．但氧化膜／合金界面形貌显著不同．９００℃氧化膜与合金界面呈平滑的波浪型，而１１００℃界面出现树根状突出氧化物伸入到合金表层内部．对上述实验结果作了理论分析，认为前一结果为合金晶界快速短路扩散传质所致、而后一现象与合金晶粒尺寸关系较小，起决定作用的为活性元素Ｚｒ的“反应元素效应（ＲＥＥ）”．     

奥氏体晶粒尺寸对热轧低碳微合金钢动态再结晶临界应变的影响

利用热模拟、组织分析等手段研究了初始奥氏体晶粒尺寸对热轧低碳微合金钢动态再结晶临界应变的影响.在建立热变形Arrhenius本构模型的基础上,引入了Zenner-Hollomon因子描述变形温度和应变速率对热变形的影响,最终建立了初始奥氏体晶粒尺寸与Z参数和临界应变的函数关系模型.结果 表明:奥氏体晶粒尺寸越小,动态再结晶临界应变也越小,越有利于动态再结晶的发生.利用所建立的函数关系模型计算出的临界应变值与试验值接近,该模型能较准确的预测热轧低碳微合金钢的临界应变值.     

异步轧制与退火铜箔的厚度尺寸效应研究

研究了异步轧制和退火铜箔在室温拉伸过程中的厚度尺寸效应.为研究晶粒尺寸、厚度、厚度晶粒尺寸比和位错密度对力学性能的影响,对轧制后不同厚度的板材一部分进行600℃退火处理作为对比.通过室温单向拉伸实验和电镜观察分别对箔材进行力学性能和微观组织分析.结果 表明,材料的极限抗拉强度与晶粒尺寸、厚度、厚度/晶粒尺寸比和位错密度...     

微合金元素对Q345钢奥氏体晶粒粗化行为的影响

研究了单独与复合添加V/Nb/Al元素对Q345钢奥氏体晶粒长大行为的影响规律。以ASTM晶粒度级别等于6.0定义实验用钢的实用奥氏体晶粒粗化温度。结果表明:和Fe-V处理相比,以VN12进行微合金化可使Q345钢的奥体氏晶粒粗化温度提高约40℃;和Fe-Nb处理相比,Nb和V复合加入对Q345钢晶粒粗化温度无显著影响;Al微合金化Q345钢中复合添加微量Nb对其晶粒粗化温度无明显影响。Nb、V、Al的抗奥氏体晶粒粗化能力依次为:Nb>Al>V。     

晶粒尺寸影响金属钝化行为的研究进展

晶粒尺寸能够显著影响金属材料的力学性能、腐蚀特性及失效行为,其对腐蚀特性及失效行为的影响通常来自于对金属钝化行为的影响。本研究综述了晶粒尺寸对钝化膜化学性质、结构、半导体性质以及钝化膜生长/破坏行为的影响作用,在致钝环境中,晶粒尺寸的减小增加了晶界密度,加快了钝化膜的生成及修复速率,同时降低了钝化膜中的缺陷密度。晶粒细化增强了钝化膜稳定性,有利于金属耐蚀性的提高。     

晶粒尺寸对Cu-60Ni合金高温氧化行为的影响

研究了铸态Cu-60at%Ni(CACu-60Ni)和机械合金化制 备的纳米晶Cu-60at%Ni(MACu-60Ni)合金在800℃空气中的氧化行为.结果表明：CACu-60Ni 合金的氧化动力学偏离抛物线规律,形成外层为CuO,内层为疏松、多孔的Cu2O和NiO混合 氧化物层,同时沿合金基体发生了Ni的内氧化;MACu-60Ni合金的氧化动力学近似遵循抛物 线规律,合金表面氧化膜外层为很薄一层CuO,内层为较厚,且均匀致密的NiO层.晶粒细化 明显促进了由Cu2O和NiO混合氧化膜向单一连续NiO膜的转变.讨论了合金的氧化机制.