轧制及退火处理对铸轧态AZ31镁合金组织的影响

利用金相显微镜、SEM及TEM对铸轧态AZ31镁合金在不同轧制及退火状态下的显微组织进行了研究.结果表明:铸轧态AZ31合金在420℃进行轧制变形时,合金以动态再结晶为主,且随着轧制变形量的增加.等轴再结晶晶粒尺寸逐渐变小.变形量为40%时.析出相得到破碎,晶界也变得更加清晰,此外,局部区域还出现了等轴再结晶晶粒;当变形量增大到90%时,合金以细小的等轴再结晶晶粒为主,晶粒尺寸约为10μm,且TEM观察可知合金基体内分布有较多细小的析出相,部分粗大再结晶晶粒边界附近还分布有一些由于动态再结晶而形成的细小晶粒.铸轧态AZ31合金在420℃轧制变形90%后再进行不同温度的退火,可知随温度升高再结晶晶粒长大明显,到450℃退火时,晶粒长大到20～30μm,对此退火样进行300℃温轧,基体内出现大量的孪晶和亚晶组织.     

相场方法研究变形镁合金的晶粒分布

结合多态相场(MSPF)模型与晶体畸变模型,获得变形镁合金初始变形晶粒组织以及合金内部的非均匀储存能分布,计算模拟不同退火温度条件下的再结晶形核和晶粒长大的微观演化过程,分析退火温度对再结晶晶粒长大和晶粒尺寸的影响,对比不同时刻的再结晶晶粒分布特征。结果表明:在相同的变形条件下,位错密度高的区域,如晶界附近,储存能较高,再结晶形核最先在高储存能区域出现,并通过合并与吞噬机制长大;而在变形晶粒内部,储存能较低且分布相对均匀,再结晶过程中形核长大较慢。不同退火温度下晶粒尺寸权重概率的分布表明:低温下会出现双峰结构和异常晶粒长大现象;高温下晶粒长大较快,晶粒尺寸分布向大尺寸方向变化且趋于均匀。     

含微量Zr的Al-6%Mg合金再结晶行为及其超塑性

研究了含微量元素Zr的Al-6%Mg合金大的冷变形后的板材和旋压管材在不同条件下退火时的再结晶行为及其后续的超塑性变形行为。制备了Al-6%Mg和Al-6%Mg-Zr试验合金,合金1、2经过73%的冷变形后获得2mm厚板材;合金3采用Al-6%Mg-Zr合金锭坯,经50%旋压变形后获得2.4mm厚旋压管材。观察对比了3种合金试样经250～525℃退火1h后的显微组织。然后分别在480℃、500℃和520℃,以1×10-4～1.6×10-3s-1的应变速率进行拉伸试验。结果表明:Zr在合金中形成的Al3Zr化合物能明显细化Al-6%Mg合金的铸态组织,抑制合金退火过程中再结晶晶粒的长大,合金再结晶后的晶粒尺寸达1.62μm,轴比为1.04。含Zr的Al-Mg合金在520℃时以应变速率8×10-4s-1的速率拉伸,其伸长率可达到600%。Al3Zr质点还可在退火时和超塑拉伸时抑制晶粒长大,使合金获得细小等轴晶粒,这是Al-Mg-Zr合金获得超塑性的主要原因。     

热处理对99.999 5%高纯Al-Si合金第二相的影响

通过光学显微镜、偏振光、扫描电镜观察,硬度测试及第二相体积分数的计算,研究高纯Al-Si合金在均匀化、再结晶退火过程中第二相分布和形态的变化,以及第二相对材料显微组织和性能的影响.结果表明,铸锭经530 ℃×7 h均匀化处理后,枝晶偏析基本消除,析出相均匀、细小,已发生明显粒化,体积分数为0.22%.铸锭进行多次反复冷锻和中间退火后,经变形量约70%的冷轧处理,合金再结晶温度为300 ℃,平均晶粒尺寸55 μm;退火温度高于420 ℃时,随温度的升高,第二相的固溶度增大,晶界的钉扎减弱,晶粒长大;强塑性变形对共晶Si相的破碎效果不显著,而均匀化处理应是其细化的主要手段.     

Hi-B钢二次再结晶退火过程中未异常长大Goss晶粒晶界特征

采用中断法并结合电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了Hi-B钢二次再结晶退火过程中大量未异常长大Goss取向晶粒的晶界特征。结果表明:未异常长大Goss取向晶粒的晶粒尺寸相较于基体晶粒和相邻晶粒并没有明显的差异性。同时未异常长大Goss取向晶粒与异常长大Goss取向晶粒周围的HE晶界和CSL晶界比例也没有明显的差异。在二次再结晶退火过程中,尺寸优势、HE晶界、CSL晶界和Goss取向偏离度都不能保证Goss取向晶粒发生异常长大。而随着退火温度的升高,Goss取向晶粒有逐渐向标准Goss晶粒取向靠拢的趋势。     

异常晶粒长大法制单晶铜或大晶粒多晶铜

采用了一种方便快捷、无杂质污染的异常晶粒长大方法,以多晶铜为原材料,获取小尺寸单晶铜/大晶粒多晶铜.利用光学显微镜观察了室温压缩之后的多晶Cu块体材料的异常晶粒长大现象,分析了异常长大的晶粒尺寸与冷变形量和退火温度的关系,以及异常晶粒长大现象与晶界形貌的关系.在能够发生异常晶粒长大的范围内,随着冷变形量的减小以及退火温度的降低,异常长大的晶粒尺寸增加.异常晶粒长大现象与小平面晶界晶粒的二维晶核长大机制以及各向异性有关.目前实验得到的最大晶粒尺寸约为5.5mm,可制得边长为2～3mm的小块单晶铜.     

时效预处理态Al-Zn-Mg-Cu合金热变形及其后热处理过程中晶粒组织的演变

以435℃/2 h+200℃/12 h固溶时效预处理的新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金为研究对象,在温度350~400℃,应变速率0.01~1 s-1和变形量60%~80%条件下进行热压缩变形,再经350℃/0.5 h+470℃/2 h退火和固溶处理。采用光学(OM)、电子显微镜(EBSD、TEM)组织观察和测试方法,研究了时效预处理析出相粒子对热压缩变形及随后退火和固溶处理过程中晶粒组织的演变机理和规律。结果表明:(1)在400℃、0.05 s-1、60%条件下,ln Z值为24.33,发生了连续动态再结晶,获得了细小均匀的再结晶晶粒组织;经退火和固溶处理后,晶粒趋于等轴状,尺寸稍有增加,最终获得细小均匀的晶粒组织。(2)在380℃、0.1 s-1、60%条件下,ln Z值增加到25左右,晶粒沿变形方向拉长,晶界断续分布着细小的再结晶晶粒;经退火和固溶处理后,晶粒长大不明显,在变形拉长的晶粒内部均匀分布着尺寸较小的回复亚晶粒。(3)当应变速率较快或变形温度较低,ln Z值增加到约26,且变形量较大时,动态再结晶不明显,晶粒沿变形方向剧烈拉长;经退火和固溶处理处理后,晶粒长大明显,最终获得粗大的晶粒组织。     

6061变形铝合金退火过程中的晶粒分布研究

通过建立相场模型,结合网格畸变模型,对6061变形铝合金的再结晶过程进行计算机模拟,研究其在不同退火温度下的晶粒长大过程和尺寸分布。结果表明,再结晶形核先在晶界处形成,并以合并和吞噬周围晶粒的方式不断长大向晶粒内部发展。大尺寸晶粒随退火温度的升高而增加,出现晶粒粗化现象。     

Nb-Ti-Al高温合金的再结晶动力学和晶粒长大行为

研究了Nb-Ti-Al高温合金的静态再结晶行为及晶粒长大行为,并通过实验得出了再结晶动力学和晶粒长大方程.结果表明:冷轧变形后,合金在880～1000℃进行退火处理,可获得均匀、细小的晶粒,再结晶晶粒体积分数与退火时间的关系可用Avrami方程进行描述.随着冷轧变形量的增加,再结晶激活能逐渐减小,其范围为274.05 ～ 198.45 kJ/mol.在850 ～1000℃的温度范围内,研究了加热温度和时间对合金晶粒尺寸变化的影响.     

退火温度对(Fe50Mn30Co10Cr10)97Al3高熵合金再结晶行为及力学性能的影响

以双相亚稳Fe50Mn30Co10Cr10高熵合金为基体，通过添加Al元素，制备了(Fe50Mn30Co10Cr10)97Al3高熵合金。对其进行轧制及退火处理，研究了退火温度对合金再结晶行为、退火孪晶演变及力学性能的影响。结果显示，随着退火温度的升高，合金组织分别发生了部分再结晶、完全再结晶和晶粒长大现象。由于高熵合金具有严重的晶格畸变效应及迟滞扩散效应，使得合金在退火后表现出较高的再结晶温度（0.59 Tm）和抗晶粒粗化温度（700 ℃）。600～700 ℃退火态合金中形成大量退火孪晶，随着退火温度的进一步升高（800～900 ℃），由于晶界/孪晶界的迁移，退火孪晶界密度显著降低。拉伸试验结果表明，700 ℃退火态合金表现出良好的综合力学性能，抗拉强度为730 MPa，均匀延伸率为50.5%。同一退火温度下，单个晶粒中退火孪晶变体的数量与其晶粒尺寸有关，尺寸较小的晶粒中易形成单孪晶变体，尺寸较大的晶粒中易形成多孪晶变体。     

冷轧变形量和退火制度对超快速加热下5083铝合金晶粒尺寸的影响

利用Gleeble-3500 热模拟系统和电子背散射衍射(EBSD)技术对5083 铝合金的超快速退火组织演变规律进行研究,探讨了快速加热速度、退火温度及冷轧变形量对5083 铝合金晶粒尺寸的影响.结果表明,5083 铝合金经80％的冷轧变形后分别以25、250、500℃/s 的加热速度升温至450℃保温3s 后以40...     

退火工艺与碳含量对Monel 400合金组织稳定性的影响

研究了Monel 400合金在不同碳含量(0.004%～0.100%C)、不同退火温度(750～950℃)和退火时间(10～60 min)下晶粒长大的规律和组织均匀性。结果表明：Monel 400合金在900℃以上退火时，晶粒长大的速度更快，组织均匀性随退火温度的升高而变差；退火时间在30 min之内时，晶粒长大速度较快，组织均匀性逐渐变差，晶粒长大到一定程度后，其长大速度降低，组织均匀性略有改善；在800～850℃退火10～20 min可以得到晶粒相对细小且较为均匀的组织。根据Anelli改进模型建立了6种不同碳含量Monel 400合金在750～950℃退火过程中的晶粒长大方程。     

高纯铜靶材微观组织与取向的EBSD分析

将99.99%的高纯铜靶材进行了600 ℃、55%变形量的热轧,并分别在280、300和320 ℃退火2 h;采用EBSD技术对不同退火温度高纯铜靶材的晶粒尺寸、取向分布和孪晶等的演变进行了研究。结果表明:在600 ℃进行轧制,晶粒可充分破碎,相对于280 ℃退火,320 ℃退火的晶粒更为均匀,其孪晶含量降低了14%;轧制过程中,高纯铜易于形成＜311＞取向,随退火温度从280 ℃升高到320 ℃,＜311＞取向逐渐降低,＜110＞取向呈现出增强的趋势。说明320 ℃退火有利于得到均匀细小的晶粒、较低的孪晶含量和趋于一致的取向分布。     

Ti-22Al-27Nb合金的晶粒长大行为

通过测量Ti-22Al-27Nb合金的晶粒尺寸并进行拟合计算,研究了Ti-22Al-27Nb合金在不同等温退火温度及时间下的晶粒长大行为。结果表明,随着等温退火温度、时间的增加,Ti-22Al-27Nb合金的晶粒尺寸呈现增加的趋势,但随着等温退火时间的延长,晶粒尺寸的长大速度呈现降低的趋势。等温退火温度为1070 ℃,合金的晶粒长大生长指数为0.38;而当温度升高至1090 ℃时,生长指数达到了0.44。随着等温退火时间的增加,Ti-22Al-27Nb合金的晶粒长大激活能呈增加趋势,范围在132.8~267.2 kJ·mol^-1。     

退火工艺对变形高纯Yb微观组织的影响

对纯度为99.99%的高纯Yb进行总变形量为35.6%的多道次室温轧制变形加工,并对其分别在240、270、300、330、360 ℃进行退火处理,研究了退火工艺对变形高纯Yb显微组织和显微硬度的影响。结果表明,最佳退火工艺为270 ℃×0.5 h,经270 ℃×0.5 h退火后,变形高纯Yb完全再结晶,晶粒细小、均匀,平均晶粒度为22.5 μm左右,硬度值下降至18.96 HV0.5。随着退火温度的升高,试样的平均晶粒尺寸呈上升趋势,显微硬度呈降低趋势并趋于平稳。     

高纯金属钪的退火工艺

采用硬度测量和光学显微镜观察,研究了不同退火温度对锻压加工后高纯金属钪硬度和微观组织的影响。结果表明,在相同退火时间下,随着退火温度的提高,金属钪的平均晶粒度总体呈上升趋势,硬度先降低后趋于平稳。当退火温度低于725 ℃时,回复再结晶过程相对缓慢,平均晶粒度增长有限,而硬度随退火温度的升高持续降低,在725 ℃时达到最低点;高于725 ℃时,退火温度越高平均晶粒度越大,硬度已经趋于稳定不随退火温度的升高而变化。故高纯金属钪最佳退火工艺为725 ℃×30 min。经725 ℃×30 min退火后,锻压加工后的高纯金属钪达到完全退火态,晶粒均匀,平均晶粒尺寸为135 μm,硬度值由退火前的169.5 HV2下降至退火后的129.6 HV2。     

Static recrystallization behavior of hot-deformed magnesium alloy AZ31 during isothermal annealing

The static recrystallization of hot-deformed magnesium alloy AZ31 during isothermal annealing was studied at temperature of 503 K by optical and SEM/EBSD metallographic observation. The grain size change during isothermal annealing is categorized into three regions, i.e. an incubation period for grain growth, rapid grain coarsening, and normal grain growth. The number of fine grains per unit area, however, decreases remarkably even in incubation period. This leads to grain coarsening taking place continuously in the whole period of annealing. In contrast, the deformation texture scarcely changes even after full annealing at high temperatures. It is concluded that the annealing processes operating in hot-deformed magnesium alloy with continuous dynamic recrystallized grain structures can be mainly controlled by grain coarsening without texture change, that is, continuous static recrystallization.     

Recrystallization behaviour of fine-grained magnesium alloy after hot deformation

Annealing behaviors of hot-deformed magnesium alloy AZ31 were studied at temperatures from 300 to 673 K by optical and SEM/EBSD metallographic observation. Temperature dependence of the average grain size（D） is categorized into three temperature regions, i.e. an incubation period for grain growth, rapid grain coarsening, and normal grain growth. The number of fine grains per unit area, however, is reduced remarkably even in incubation period. This leads to grain coarsening taking place continuously in the whole temperature regions. In contrast, the deformation texture scarcely changes even after full annealing at high temperatures. It is concluded that the annealing processes operating in hot-deformed magnesium alloy with continuous dynamic recrystallized grain structures can be mainly controlled by grain coarsening accompanied with no texture change, that is, continuous static recrystallization.     

Annealing behavior of Al-Mg-Mn alloy processed by ECAP at elevated temperature

An Al-Mg-Mn alloy was subjected to equal channel angular pressing(ECAP) at 350 ℃ for 6 passes. Static annealing was conducted on the deformed alloy at various temperatures from 400 to 450 ℃ for 1h respectively. The microstructural evolutions of both the deformed and the annealed materials were studied by electron back scattering diffraction pattern(EBSD) analysis. A fine-grained structure with (sub)grain size of about 2 μm is obtained after 6 ECAP passes, and the fraction of high-angle boundaries is 48.08%. As the annealing temperature increases, the average misorientations of the grain boundaries and the fraction of high-angle boundaries increases gradually. No grain growth takes place in the 400 ℃ annealed sample, while after annealing at 450 ℃ a coarse-grained structure replaces the initial fine-grained structure produced by ECAP. The aspect ratios remain almost constant and the (sub)grains keep equiaxed in the range of the present experiment. As the annealing temperature increases, the strength decreases obviously, which attributes to the relaxation of the internal stresses and the grain growth, while the elongation increases slightly.     

罩式退火Ti-IF钢的粗晶缺陷成因及对策

通过对罩式退火卷粗晶缺陷分布、不同程度粗晶缺陷试样中FeTiP的析出和Ti-IF钢FeTiP析出溶解温度及晶粒长大行为的分析,找到了粗晶缺陷的成因,并得到了解决粗晶缺陷的方法.结果表明:780℃或略高的温度是晶粒粗化临界温度,FeTiP析出相细小粒子的溶解导致了析出相粒子分布状态发生明显变化,此为诱发晶粒异常长大导致粗...