细晶超塑性与热处理

在各种类型超塑性中，细晶超塑性是目前国内外研究得最为广泛的一种。获得细晶超塑性的基本条件之一是材料应具有微细等轴晶粒，一般晶粒尺寸应小于10μm，最好在0.5～1．5μm，并应保持等轴状[1，2]。此外，在超塑性温度下，晶粒还应具有较好的热稳定性。而获得这种晶粒与热加工工艺，特别是热处理工艺密切相关。1为什么要获得微细等轴晶粒普遍认为，超塑变形是晶界行为起主要作用。细晶超塑性变形的主要机制是有扩散蠕变、晶内滑移等机制协调的晶界滑移[3]。晶界迁移、晶界滑移有助于在超塑变形过程中的应力松弛，提高塑性，防止裂纹产生…     

2214铝合金超塑性变形机制

温轧态２２１４铝合金在超塑性变形过程中，由于动态回复和动态再结晶的作用，使晶内位错密度在一定程度上保持平衡。超塑性变形的主要机制为晶界滑动；晶内位错滑移和扩散蠕变作为重要的协调机制，促进了晶界滑动的顺利进行。该合金的超塑性变形机制符合位错协调晶界滑动模型。     

关于Al-Zn-Mg合金超塑性变形机理的定量金相学研究

一、前言关于细晶超塑性,到目前为止提出过种种变形机理。但是,由于在实际的超塑性变形中观察到显著的晶界滑移,所以把晶界滑移作为主要变形方式来研究变形机理,特别是晶界滑移和扩散流变、以及晶界滑移和晶内滑移的组合这二类被看作是主要的变形机理。在这些变形机理中,扩散流变和晶内滑移在缓和以晶界滑移为基础的晶界交叉点     

LF6铝合金的超塑性和扩散连接的组合工艺

研究了ＬＦ６铝合金的超塑性和扩散连接组合工艺，试验结果表明；预先采用变形再结晶的方法细化材料的晶，并有效地去除铝合金的致密氧化膜，即可成功地实现铝合金的ＳＰＦ－ＤＢ组合工艺。利用电子探针从微观观察了扩散连接接头的界面扩散行为，并首次从机理上分析珥金属的超塑性和扩散连接两种工艺之间的内部联系。     

镁合金及其复合材料超塑性的研究现状

以等通道角挤压和粉末冶金等方法为例，讨论了镁合金晶粒细化的处理工艺。在室温下晶粒细化可使镁合金同时具有较高的强度和韧性，而在较高的应变速率或较低的温度下，晶粒细化的镁合金具有一定的超塑性，这说明晶粒细化对改善镁合金的力学性能十分重要。镁合金超塑性变形的主要机制仍然是晶界滑移，但晶界滑移总会在晶界三叉区或材料增强相与基体的相界处产生应力集中，使晶界滑移受到阻碍，这就需要有另外的协调机制来协调晶界进一步滑移。镁合金在超塑性变形过程中更容易发生动态再结晶使晶粒细化，使晶界滑移能够继续进行。镁基复合材料中增强体颗粒很细小且弥散分布，稳定了镁合金在高温下的组织，颗粒与晶粒界面可以充当原子扩散通道，很好地协调了晶界滑移。     

供应态2B70铝合金超塑性试验研究

试验研究了供应态2B70铝合金经普通退火处理后在不同变形工艺下的超塑性变化规律.结果表明:采用3.3×10-4 s-1的初始应变速率,在360℃～490℃的拉伸温度范围内2B70铝合金具有一定的超塑性.450℃为合金的最佳超塑性拉伸温度,3.3×10-4 s-1为最佳初始应变速率,在最佳超塑性条件下合金的最大伸长率达到193.3%,流动应力为13.94 MPa.在超塑性拉伸过程中,由于不断发生动态回复及再结晶,晶粒趋于明显细化和等轴化.合金的超塑性变形是以晶界滑移为主的变形机制,在较低拉伸温度及较高初始应变速率下晶界滑移痕迹较少,表现出明显的晶间断裂特征.     

镁合金材料超塑性的研究进展

综述了镁合金超塑变形的机理与特点,评述镁合金超塑性研究现状,指出了细晶超塑性、大晶粒超塑性、高应变速率超塑性和低温超塑性是镁合金超塑性研究的重点和发展方向.     

5A05铝合金热塑性变形的高温金相观察

为了考察６Ａ０５铝合金高温拉伸时的再结晶过程,用高温金相显微镜,对其在高温热变形时的变化进行观察。发现５Ａ０５铝合金在高温热变在发生了动态再结晶,并且产生了空洞,发生了晶粒滑移和晶体转动,为开展超塑性机理的研究提供了试验设备。     

陶瓷超塑性变形机理研究进展

由于微纳米陶瓷材料在超塑性成形方面的潜在应用,近年来,关于陶瓷材料超塑性的研究已成为陶瓷领域研究的热点之一。关于陶瓷超塑性变形机理,目前普遍认为微观结构对陶瓷超塑性变形产生重要影响,细小晶粒之间晶界相互滑移在陶瓷超塑性变形过程中发挥重要作用,并且在改善和发展纳米陶瓷的超塑性方面已经取得了明显的进步。大多数学者对于陶瓷超塑性的变形机理的研究,目前还主要集中于晶粒局部变形的一些基本原则。文章在总结陶瓷超塑性影响因素和晶界滑移模型的基础上,以研究的氮化物陶瓷为例,对陶瓷超塑性变形机理进行了分析与探讨。     

金属间化合物大晶粒超塑性变形机理

在所研究的Fe3Al，Fe3Si，FeAl，Ni3Al，NiAl和TiAl等金属间化合物中均发现大晶粒超塑性。显微分析表明，超塑性变形过程中晶粒明显细化；电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电子显微学(TEM)分析表明，大晶粒金属问化合物超塑变形过程中形成了大量亚晶界网络，且随变形量增大．亚晶界不断吸收晶内滑动位错，使其位向差不断增大，从而逐渐演变成小角度和大角度晶界，即超塑性变形过程中产生了连续动态回复与再结晶(CDRR)。高温塑性变形是通过位错的滑移和攀移进行的，而亚晶界的迁移、滑动和转动起到协调变形的作用，保持了材料在宏观上的超塑性。     

Mg-Gd-Y-Zr合金热轧板材的粗晶超塑性行为与微结构

对初始晶粒度为66μm的轧制板材在不同温度和不同变形速率下进行超塑性拉伸实验,研究Mg-Gd-Y-Zr合金粗晶热轧板材的超塑性行为与微结构特征。在温度为435℃、应变速率为5×10-4s-1的变形条件下获得的最大伸长率为380%,应变速率敏感系数为0.56。合金的表观变形激活能高于镁的晶界扩散激活能或晶格扩散激活能;合金的超塑性变形机制为晶格扩散控制的位错协调晶界滑动机制。微结构分析结果表明:第二相钉轧晶界,较软的不规则块状的β相承受了部分塑性变形。     

温度对2024铝合金蠕变行为的影响

研究不同温度下2024铝合金的蠕变行为,采用金相显微镜、扫描电镜以及透射电子显微镜观察蠕变后合金的微观组织变化。结果表明:在125～200℃蠕变温度下,当蠕变寿命接近100h时,2024铝合金的蠕变应力随着温度的升高明显下降;与125℃相比,150℃时合金的蠕变应力下降9.3%,在175℃时合金的蠕变应力下降30.3%;当蠕变温度为200℃时,该合金的蠕变应力下降幅度达到45.8%;在125～175℃下,合金在蠕变过程中的变形机制主要为位错在晶内的滑移;在200℃时,合金晶界开始发生滑移,合金变形由晶界滑移与位错在晶内的滑移协调完成;在合金蠕变断面上存在大量微孔,随着蠕变温度的升高,微孔的尺寸明显变大,当微孔尺寸超过3μm时,微孔对合金的断裂机制有显著影响;在125和150℃下,合金的蠕变断口呈现韧窝型穿晶断裂特征;在175和200℃下,合金的蠕变断口呈现沿晶断裂特征。     

粗晶Mg-Gd-Y-Zr热轧板材高速超塑性变形中的微观结构与织构演变(英文)

研究Mg-Gd-Y-Zr热轧板高速超塑性变形过程中的微观结构与织构演变。在应变速率0.01s-1、变形温度400-500℃的条件下,高温拉伸获得伸长率为180%-266%。变形后的微观结构采用光学显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜进行表征;变形后的晶体取向信息采用宏观织构测试分析获得。研究结果表明:高速超塑性是通过动态再结晶协调下的第一类位错蠕变来实现的。合金变形前在435℃预热600s后,观察到了孪晶诱发的再结晶现象;当变形量为80%时,初始的晶粒细化导致均匀的动态再结晶组织。动态再结晶与动态析出的交互作用使得较细的晶粒与较高密度的第二相粒子相伴存在;尽管发生动态再结晶,宏观织构的演变依然表现出基面滑移与柱面滑移导致的晶体转动特征。     

TA15合金基于变 m 值法超塑性研究

基于变应变速率敏感性指数m值的方法对TA15合金超塑性进行了研究,在1053~1223 K温度范围内进行了超塑性拉伸实验。结果表明：TA15合金的延伸率为580%~1922%。微观组织分析表明合金变形过程中晶粒随温度升高而逐渐长大,但仍保持等轴状,在1223 K时发生α→β相转变,超塑性能严重下降。与恒应变速率法相比较,该方法大幅度提高了TA15合金的超塑性能。此外,超塑性变形过程中,力学性能和微观组织演变特征与Ashby-Verrall模型较吻合,因此推断出TA15合金基于变m值法超塑性变形的主要机制是扩散蠕变协调的晶界滑移。     

复合加工制备的超细晶工业纯钛室温蠕变行为研究

采用工业纯钛TA1经等径弯曲通道变形(Equal channel angular pressing,ECAP)+冷轧(Cold Rolling,CR)+旋锻(Swaging)的方法制得晶粒尺寸约为120nm的超细晶工业纯钛,通过单轴拉伸蠕变实验、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法,研究室温下超细晶工业纯钛蠕变变形行为及机理。结果表明:在实验应力范围内,超细晶工业纯钛存在明显的室温蠕变现象;随加载应力的升高(640～760 MPa),蠕变量增加,稳态蠕变速率增大(2.8×10~(-7)～1.5×10~(-4)s~(-1));在相同蠕变应力水平(0.8σ_s)下,超细晶工业纯钛稳态蠕变速率(2.8×10~(-7)s~(-1))低于粗晶工业纯钛(8.6×10~(-6)s~(-1)),抗蠕变性能优于粗晶工业纯钛;位错滑移机理是其主要蠕变变形机理,蠕变断裂机制为韧性断裂。     

EBSD Study on the Superplastic Deformation of Mg-7.0Al-0.4Zn Magnesium Alloy

采用EBSD分析技术研究了Mg-7.0Al-0.4Zn镁合金超塑性变形机制。结果表明,超塑拉伸变形主要是通过晶界滑动和晶内塑性滑移协调完成的。变形初期,随着变形量的增大,{0002}//ED的织构明显增强,晶内滑移起主要协调变形作用。变形中后期孪生开动,接近断裂时,晶内滑移基本消失,孪生成为主要的协调变形机制,但孪生的贡献较小。     

工业纯钛机械孪晶演化及其对纯钛低温力学性能的影响

对工业纯钛(TA2)在液氮介质中机械孪晶随应变量的变化规律以及孪晶对晶粒尺寸的依赖性进行了研究。结果表明:在静拉伸过程中孪晶分数随应变量的增加而增加,孪晶的形成主要在均匀塑性变形阶段,尤其在塑性变形的初期,颈缩后孪晶分数增加缓慢。孪晶形貌的演化规律为:在变形的初始阶段生成孪晶的尺寸比较大,在随后的塑性变形中又发生破碎,最终形成一些孪晶密集的区域。低温下纯钛的塑性变形方式为孪生和滑移共同作用。粗晶粒(55μm)和细晶粒(18μm)的纯钛在室温和低温下的拉伸实验结果表明,晶粒的粗化没有降低纯钛的塑性,低温下粗、细晶粒纯钛的塑性均比室温下的高。这种现象与纯钛低温下活跃的孪生密切相关。     

搅拌摩擦加工AZ31细晶镁合金超塑性行为研究

借助搅拌摩擦加工工艺制备了AZ31细晶镁合金,研究对比了原始母材和各种晶粒尺寸细晶镁合金的超塑性行为。结果表明：AZ31板材平均晶粒尺寸由7.67μm细化到0.94μm~3.21μm。在450℃,应变速率5×10-4/s-1时原始母材最大延伸率为630%,搅拌摩擦加工后的材料最大延伸率为405%,说明晶粒尺寸与超塑性性能没有线性关系。超塑性变形机制主要是晶界滑移,孪生对变形也有一定影响。断裂机制是晶间微小空洞的形成、长大和连接。     

航空接头锻件低速等温模锻成形及其塑性变形微观机理

采用低速等温模锻工艺制备7A85铝合金航空接头锻件,并对其在低速等温条件下塑性变形的微观机理进行分析。结果表明:低速等温模锻工艺有利于航空接头锻件的塑性成形,锻件成形质量良好,且锻件内部显微组织细小均匀。在低速等温变形条件下,晶界滑移是航空接头锻件塑性变形的主要机制,而扩散蠕变是晶界滑移的主要因素。基于空位扩散理论,建立7A85铝合金航空接头锻件在极低变形速度条件下的塑性变形本构方程,为低速等温锻造工艺提供理论指导。     

电沉积Ni/Si3N4(W)纳米复合材料的力学性能与超塑性研究

采用复合电沉积技术制备了Ni/Si3N4 (w) 纳米复合材料,并对其力学性能和超塑性能进行了研究.室温拉伸和硬度试验表明,适量的加入Si3N4晶须能够提高复合材料的拉伸强度和显微硬度.首次研究了电沉积制备的Ni/Si3N4 (w)复合材料的单向超塑拉伸性能,结果表明,制备的复合材料具有低温超塑性和高应变速率超塑性,在440℃和应变速率为1×10-2s-1时,获得了最大延伸率635%.采用SEM和TEM对超塑前后试件的显微结构进行了表征.超塑成形后晶粒长大并拉长,组织中出现大量的孪晶和位错,表明晶粒被拉长后,形变孪晶成为主要的晶界滑移协调机制.