不同轧制工艺参数条件下AZ31镁合金孪晶和织构的演变规律及其对力学性能的影响（英文）

为了考察轧制工艺参数对板材显微组织和力学性能的影响,通过不同温度和轧制变形量的热轧工艺得到具有不同晶粒尺寸、基面织构强度和孪晶类型的AZ31镁合金轧制板材。拉伸孪晶、压缩孪晶和双孪晶的体积分数与AZ31镁合金轧制板材的晶粒尺寸有关。当轧制温度为523 K、轧制变形量为10%时轧制得到的板材,三种类型孪晶的体积分数最高,此时晶粒尺寸最大。在轧制温度分别为523和473 K时,板材发生完全动态再结晶的临界变形量分别为30%和40%。拉伸实验结果表明:随着轧制变形量的增加,在第一阶段,轧制后板材屈服强度的提高主要依赖于晶粒细化强化和织构强化;当晶粒尺寸随变形量的增加不再发生明显的细化时,板材的屈服强度主要受织构弱化的影响。     

汽车用Mg-Al-Sn合金的室温变形行为

以热轧Mg-Al-Sn合金板材为研究对象,对轧制试样进行250~450 ℃的退火,研究了晶粒尺寸和应变速率对Mg-Al-Sn合金室温变形行为的影响规律。结果表明,同一应变量下,随晶粒尺寸增加,合金屈服强度、抗拉强度及伸长率降低,孪晶数量增加,且随着应变量的增加,同一晶粒尺寸合金中孪晶数量逐渐增加。随应变速率降低,合金屈服强度与抗拉强度不断减小,而伸长率则不断增加。同一应变量下,随应变速率降低,合金中孪晶体积分数降低。     

退火工艺对轧制态Mg-Al-Ca-Mn-Zn合金组织和力学性能影响

采用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、拉伸试验机和扫描电镜(SEM)等，研究了多道次轧制Mg-1.2Al-0.4Ca-0.3Mn-0.3Zn镁合金板材在不同退火工艺下的微观组织和力学性能。结果表明，轧制后板材经退火处理后晶粒明显细化，孪晶基本消失；随着退火温度上升，平均晶粒尺寸缓慢增加，并且晶粒尺寸、分布逐渐均匀，适当延长保温时间对晶粒尺寸影响有限；第二相析出物随保温时间的延长而粗化增多，但经400℃退火后析出物明显变少；镁合金板材经退火处理后抗拉强度有所下降，但伸长率增加明显，在400℃退火180 min后力学性能理想，伸长率提高至19.86%,较轧制态提升了314%,板材抗拉强度略有下降，为237.2 MPa。     

宽幅AZ31B镁合金薄板的组织和性能

研究了轧制成形宽幅AZ31B镁合金薄板(宽度＞1200 mm)的组织和性能以及退火对其组织和性能的影响。结果表明,两种规格薄板加工态组织中既有细小的动态再结晶晶粒,又有粗大的晶粒和孪晶。随着退火温度的升高,板材的抗拉强度和屈服强度逐渐减小,伸长率提高。     

退火处理对等径角轧制AZ31镁合金板材组织与性能的影响

通过显微组织分析和力学性能测试对退火处理后等径角轧制AZ31镁合金板材进行了研究,在试验条件下,退火处理后板材中原有的非基面晶粒取向未发生明显改变;随着退火时间的延长,退火温度的升高,晶粒逐渐趋于均匀、等轴化并发生长大,孪晶消失,抗拉强度和屈服强度逐渐降低,断裂伸长率明显提高,各向异性减弱.这表明,孪晶的存在及晶粒粗化导致板材的塑性降低,而非基面晶粒取向和均匀等轴化的晶粒组织则有利于其塑性的提高,明显的屈服现象、低的屈服强度和大的应变硬化现象可归因于板材内(0002)基面晶粒取向的减弱.     

退火及冷却方式对5182铝合金屈服平台的影响

利用力学性能测试及显微组织观察研究了退火及冷却方式对5182铝合金板材屈服平台的影响。结果表明:在相同温度退火时,水冷合金板材的屈服强度比空冷合金板材的低;提高退火温度后,无论是水冷还是空冷都可以在一定程度上缩短合金的屈服平台,相比于退火温度影响,冷却方式对屈服平台的影响更大,水冷可以明显缩短甚至消除屈服平台;板材在420℃退火保温1～3 min时晶粒尺寸约16μm,当退火温度升高到480℃时,其晶粒尺寸在3 min内由21. 6μm长到了28. 0μm,其中有部分晶粒发生了异常长大;随着晶粒尺寸的增大,合金的屈服平台也略有减小;通过高温退火和水冷的方式可以消除合金的屈服平台。     

退火工艺对汽车板用镁合金力学性能的影响

以AZ31B镁合金材料为原料制备了汽车板样品,研究了退火工艺对其力学性能的影响。结果表明:经400℃退火,保温4 h后的力学性能最佳,横向屈服强度和纵向屈服强度分别为200 MPa和238 MPa,其横向抗拉强度与纵向抗拉强度分别为328 MPa和368 MPa,对应的其横向伸长率和纵向伸长率分别为18.95%和19.65%。合适的退火温度和退火保温时间可以消除轧制过程中的形变孪晶,进而细化晶粒,提高退火后镁合金板的力学性能。     

轧制温度对AZ31镁合金轧制板材中的{1011}-{1012}双孪生行为的影响

在150-350℃温区内不同温度下轧制AZ31镁合金板,观察了不同温度下轧制变形量为9%的AZ31镁合金板材的显微组织,研究分析了轧制温度对轧制板材中{1011}-{1012}双孪晶的含量、类型以及高温轧制过程中双孪晶中的动态再结晶行为的影响,讨论了板材中的孪晶对其力学性能的影响.研究结果表明:在150-300℃温区内轧制时,板材组织中均有含量不等的{1011}-{1012}双孪晶,随着轧制温度的升高,孪晶含量下降.250℃以上轧制的板材中单片一次孪晶中出现的双孪晶类型较为单一,仅出现共面型双孪晶.在250℃以上轧制板材中的双孪晶晶界处中可以观察到明显的动态再结晶现象,这些动态再结晶晶粒对孪晶界和孪晶起到消除和吞噬的作用.350℃下轧制的AZ31镁合金板材中未观察到{1011}-{1012}双孪晶.随着轧制温度的升高,镁合金轧制板材的强度减弱而塑性增强.     

退火处理对稀土镁合金组织和性能的影响

研究了退火制度对一种稀土镁合金微观组织演变和力学性能的影响。利用光学显微镜和扫描电镜观察显微组织，用XRD进行物相分析和织构分析，并在万能拉伸试验机上进行了力学性能测试。结果表明，随着退火温度的升高，形变孪晶逐渐消失，变形晶粒发生回复和再结晶，平均晶粒逐渐长大，由200℃时的6.35μm长大到350℃时的12.45μm,增大了96.1%。退火时间对稀土镁合金晶粒尺寸和织构构成的影响较小。稀土镁合金的基体晶内和晶界处分布着Al₂Y相，在液相中结晶，同时在固相中析出，凝固过程抑制α-Mg结晶晶粒的长大，细化凝固态初始晶粒尺寸；Al₂Y相在形变和热处理过程钉扎再结晶晶粒晶界，细化晶粒。随退火温度的升高，屈服强度和抗拉强度先降低后升高，伸长率先升高后降低。稀土镁合金试样经300℃保温60 min的退火处理后可获得最低的屈服强度和抗拉强度，分别为158 MPa和215 MPa,最高的伸长率16.0%。     

退火温度对热轧5052/AZ31/5052镁铝复合板组织和性能的影响

对5052/AZ31/5052热轧镁铝复合板进行160℃～340℃的退火处理,研究了退火温度对复合板界面组织、镁合金基体组织和室温力学性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,原光整的复合界面转变为具有一定厚度的扩散层,扩散层的厚度不断增加。退火后,镁合金基体组织孪晶消失,形成等轴的再结晶晶粒,平均晶粒尺寸随退火温度的升高先减小后增大。同时,退火后复合板的屈服强度和抗拉强度有所下降,屈强比降低,断后伸长率明显提高。在200℃下保温60 min后空冷,复合板的综合性能最好。     

AZ31变形镁合金轧制工艺初探

研究了板坯加热温度、退火温度以及冷轧道次加工率对AZ31变形镁合金轧制能力的影响.结果表明,当加热温度为350℃,轧制速度为0.4m/s时,AZ31镁合金板材的热轧道次极限加工率可以达到34.62%(无裂纹)和59.23%(无表面裂纹);将热轧态板材分别在250℃～350℃温度,退火40min后,板材显微组织中晶粒大小均匀,维持在5μm～6μm水平;板材具有良好的综合力学性能,其抗拉强度为:230Pa～240MPa,屈服强度为:135MPa～175MPa,延伸率为:12%～15%.当采用350℃×40min退火后,板材在冷轧道次加工率为5%～10%时,总加工率可以达到40%以上.     

退火对AZ31镁合金微观组织和力学各向异性的影响

对AZ31镁合金进行轧制并对轧制后的板材进行退火。采用OM、SEM及EBSD观察并分析了轧制及退火态镁合金的微观形貌及取向状态,分析退火对各向异性的影响。结果表明:轧制后镁合金存在着明显的各向异性,经退火后,镁合金不同取向的基面织构强度差异减小,其抗拉强度、屈服强度尤其在延伸率方面的各向异性指数远小于轧制态下的各向异性指数,说明退火可以改善镁合金的各向异性。     

热处理对EB铸锭直接轧制TC4合金板材组织和力学性能的影响

对电子束冷床炉熔铸的TC4钛合金扁锭,通过3个火次轧制获得了不同厚度的板材,研究了不同退火温度(750、780、810和850 ℃)对板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,一火轧制板材的显微组织破碎不充分,提高退火温度未能明显改变初生α相的形态,二火、三火轧制后原始片层组织逐渐完全破碎,等轴状初生α相比例相应提升,随着退火温度的升高,二火板材初生α相逐渐球化,三火板材初生α相在780 ℃开始逐渐长大,次生α相均呈现出增厚变宽的趋势。综合分析认为,一火板材在810 ℃、二火板材在840 ℃、三火板材在750 ℃退火后,获得了较好的强度和塑性匹配;通过对相应合金板材断口形貌分析,室温断裂机制和高温断裂机制均为典型的韧性断裂。     

轧制工艺对AZ31B镁合金薄板组织与性能的影响

研究了轧制温度和轧制速度对AZ31B镁合金薄板微观组织演变和力学性能的影响。结果表明,轧辊加热有利于镁合金薄板成型;AZ31B镁合金在低温或低速轧制时薄板纵向组织为大量的切变带,切变带区域包含大量孪晶组织,横向组织为含极少量孪晶的等轴晶组织;在轧制温度为400℃和轧制速度为16m/min轧制时,由于动态再结晶,横纵截面组织均为等轴晶。AZ31镁合金薄板的最佳轧制制度为轧辊温度为70℃、轧制温度为400℃、轧制速度为6m/min,此工艺轧制的薄板横向抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为350MPa、300MPa和12%,纵向为345MPa、290MPa和11.2%,纵向与横向性能差别明显减小。     

冷却方式对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响

两阶段控制轧制后,采用不同的冷却路径进行冷却,研究冷却路径对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响.结果表明,超快冷+空冷冷却路径可获得细晶组织,晶粒平均尺寸约为7.76μm,屈服强度高达425 MPa,抗拉强度高达500 MPa.超快冷+炉冷试样中存在细小的沉淀粒子,沉淀粒子尺寸主要集中在2—7 nm,而超快冷+空冷试样中只存在少量球形沉淀粒子,轧后直接空冷可获得相间沉淀粒子.不同冷却路径获得的热轧板在700℃下退火300 s后,沉淀粒子发生明显的粗化;退火处理后,超快冷+炉冷试样的晶粒平均尺寸减小为6.47μm,相对于退火前,其屈服强度和抗拉强度分别增加50和30 MPa、强度的增加主要源于细晶强化.对于含0.03%Nb(质量分数)的Nb-Ti微合金钢,由于沉淀粒子的体积分数有限,因此细晶强化效果远高于沉淀强化效果,强度的变化与晶粒尺寸的变化具有很好的对应性.另外,加工硬化指数与晶粒尺寸密切相关.随着晶粒平均尺寸的增加使加工硬化指数增加.     

冷却方式对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响

两阶段控制轧制后,采用不同的冷却路径进行冷却,研究冷却路径对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响.结果表明,超快冷+空冷冷却路径可获得细晶组织,晶粒平均尺寸约为7.76μm,屈服强度高达425 MPa,抗拉强度高达500 MPa.超快冷+炉冷试样中存在细小的沉淀粒子,沉淀粒子尺寸主要集中在2-7 nm,而超快冷+空冷试样中只存在少量球形沉淀粒子,轧后直接空冷可获得相间沉淀粒子.不同冷却路径获得的热轧板在700℃下退火300 s后,沉淀粒子发生明显的粗化;退火处理后,超快冷+炉冷试样的晶粒平均尺寸减小为6.47μm,相对于退火前,其屈服强度和抗拉强度分别增加50和30 MPa,强度的增加主要源于细晶强化.对于含0.03%Nb(质量分数)的Nb-Ti微合金钢,由于沉淀粒子的体积分数有限,因此细晶强化效果远高于沉淀强化效果,强度的变化与晶粒尺寸的变化具有很好的对应性.另外,加工硬化指数与晶粒尺寸密切相关,随着晶粒平均尺寸的增加使加工硬化指数增加.     

Ti微合金化700MPa级汽车大梁钢的研究

通过实验,采用低成本Ti微合金元素进行强化,获得了抗拉强度745～760MPa,下屈服强度640～655MPa,伸长率为23. 0%～23. 5%的热轧钢板。同时,通过调整热轧工艺,获得了终冷温度与热轧板强度的关系。此外,研究了轧制过程不同阶段析出相的种类、分布以及析出量的变化情况。结果表明,钢板屈服强度、抗拉强度与其终冷温度基本呈线性关系,随终冷温度的降低,屈服强度和抗拉强度均明显提高。析出相的定量分析结果表明,在粗轧结束时,Ti的析出率接近50%,在精轧结束时,Ti的析出率接近60%。在700℃等温卷取后,Ti的析出率超过95%。降低卷取温度到650、600℃时,Ti的析出率分别降低到87. 5%、75. 2%。如果700℃终冷后采用空冷方式冷却,Ti的析出率最低,降低到只有63. 3%,与精轧结束时析出量相近。     

强韧化热处理对TA15钛合金组织和性能的影响

采用光学显微镜,扫描电镜和电子拉伸机等研究了TA15合金经两阶段强韧化退火热处理后的显微组织和性能。结果表明:采取两阶段的热处理工艺后,TA15合金的组织由约20%的初生等轴α,55%的片状α和β转变基体的组织组成;合金具有良好的塑性及较好的室温和高温强度,在975℃×1 h,WQ+850℃×2 h,AC的制度下,TA15合金的室温抗拉强度为1005 MPa,屈服强度为914 MPa,伸长率、冲击韧性分别为13%和72.2 J/cm^2。合金的冲击韧性I与次生片层α厚度t具有较好的线性关系I=26.504t+44.915,冲击断口形貌可以观察到大量的韧窝,表明合金的断裂机制以韧性断裂为主。随着第二重退火温度的升高,次生片层α厚度增加,韧窝逐渐变大,韧性增加。     

退火和平整工艺对冷轧HSLA钢组织性能的影响

 本文以Nb微合金化冷轧HSLA钢为研究对象,探讨了退火和平整工艺对钢板组织性能的影响,结果表明:退火温度从700℃升至840℃,钢板的强度逐渐降低,伸长率逐渐升高,纤维状组织逐渐减少,铁素体再结晶更加充分;预拉伸量对带钢抗拉强度和断后伸长率无明显影响,随着预拉伸量提高至2. 0%,屈服强度略有升高,屈服点伸长率Ae逐渐减小,但预拉伸量达到2. 0%时,屈服平台仍无法消除;平整压下率对带钢抗拉强度和断后伸长率无明显影响,当压下率达到1. 0%时,屈服平台可完全消除,屈服平台消除后,随着压下率提高,规定塑性延伸强度R_{p0. 2}缓慢升高。