MICROSTRUCTURE EVOLUTION OF HYPEREUTECTOID STEELS DURING WARM DEFORMATION II. Cementite Spheroidization and Effects of Al

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验, 研究了合金元素Al的添加对过共析钢等温球化及温变形过程中渗碳体球化及所得超细(α+θ)复相组织的影响. 结果表明: 等温球化时, Al的添加使过共析钢获得较细小的渗碳体颗粒与较小铁素体晶粒的复相组织; 在温变形过程中, 合金元素Al能够阻碍Fe和C原子的扩散, 减缓片层渗碳体的熔断球化及渗碳体粒子的粗化, 抑制渗碳体粒子在铁素体内部的再析出, 获得超细(α+θ)复相组织.     

马氏体温变形超细化过共析钢

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验, 研究了含Al和不含Al两种过共析钢马氏体温变形和等温回火过程中的组织超细球化演变及超细球化组织的力学性能. 结果表明: 与马氏体等温回火相比, 马氏体温变形加快马氏体的分解动力学, 在较短的时间 内即获得超细化 (α+θ)复相组织. 温变形过程中的组织超细化演变主要经历渗碳体粒子的析出与粗化及铁素体基体的动态回复和动态再结晶; 而在等温回火过程中, 铁素体主要发生静态回复和晶粒长大, 并没有再结晶现象发生. 合金元素Al的加入在等温回火和温变形过程中均抑制马氏体的分解, 阻碍渗碳体粒子的粗化和铁素体晶粒的长大, 导致复相组织的细化. 同时, Al的加入使马氏体温变形和等温回火后所得超细化 (α+θ) 复相组织在不降低总延伸率的前提下, 强度得以明显提高.     

20CrMnTi钢温变形流变应力和组织变化研究

本文利用等温压缩实验 ,研究了 2 0 Cr Mn Ti钢不同相区的流变应力变化规律 ,并借助于冶金测试方法研究了相应的组织变化 ,探讨了流变应力的变化机理 ,为温成形工艺研究提供了可靠的参考依据。     

高锰TRIP/TWIP效应共生钢高速变形过程中的组织演变及变形行为

对18Mn-3Al-3Si和21Mn-3Al-3Si高锰TRIP/TWIP效应共生钢动态变形过程中的变形行为,应变硬化速率、真应力和应变硬化指数随真应变的变化,以及应变硬化和基体软化间的相互作用等进行了研究,采用OM,SEM,TEM和XRD等方法对变形前后的组织进行了分析.结果表明,高应变速率下,TRIP/TWIP效应共生钢应变诱发相变途径为γ→ε→α;高速变形对滑移的抑制、奥氏体向马氏体的相变和形变孪晶对奥氏体晶粒的细化是应变硬化的主要因素;造成基体软化的原因是绝热温升效应、ε→γ的逆相变和孪晶的动态再结晶.     

节约型双相不锈钢2101高温变形过程中微观组织演化

采用电子背散射衍射技术(EBSD)和TEM研究了节约型双相不锈钢2101在温度为1000℃和应变速率为5 s~(-1)的高温变形过程中的微观组织演化.结果表明,铁素体和奥氏体都发生以小角度晶界不断向大角度晶界转变为特征的连续动态再结晶(CDRX).固溶退火后双相不锈钢奥氏体内出现大量退火孪晶.随变形量增加,奥氏体中具有∑3位向关系的晶界逐渐消失.高温变形过程中双相微观组织演化机制的耦合作用共同决定了流变曲线特征.     

18Mn TRIP钢温变形过程中马氏体逆相变行为

通过相变点测定、相图计算、组织观察、XRD分析及EBSD取向成像技术研究了室温下含两种马氏体及奥氏体的18Mn钢在100—500℃间进行温变形时的组织、相结构变化及马氏体逆相变行为.结果表明,在300℃以上压缩变形时,TRIP效应消失,马氏体减少,出现逆相变;形变加速了扩散型逆相变,bcc马氏体或铁素体以扩散方式转变成奥氏体,奥氏体不需要重新形核;形变使奥氏体出现机械稳定化并出现大尺寸的形变孪晶,抑制了随后冷却过程中的马氏体相变;压缩形变时,最后残留的马氏体多出现在{110}和{100}取向的奥氏体晶粒中.bcc马氏体周围难以观察到hcp马氏体.分析认为,hcp马氏体以切变方式逆相变.     

中碳钢回火马氏体热变形过程中的铁素体动态再结晶

利用热压缩实验, 研究了中碳钢回火马氏体在700 ℃/0.01 s^-1条件下变形时的组织演变规律, 分析了渗碳体粒子状态的影响. 实验结果表明: 中碳钢回火马氏体热变形过程中, 发生了渗碳体粒子粗化和铁素体动态再结晶, 形成由微米级的等轴铁素体晶粒与均匀分布的渗碳体粒子组成的超细化(α+θ)复相组织. 与静态回火相比, 形变促进Fe原子和C原子的扩散, 使渗碳体粒子粗化动力学提高2-3个数量级. 渗碳体粒子的粗化主要来自铁素体晶界上粒子尺寸的增加, 铁素体晶粒内部的细小粒子尺寸无明显变化但数量减少, 前者有助于以多粒子协同方式实现粒子激发形核, 后者减小了晶界迁移的阻力, 两者均有利于铁素体动态再结晶的发生. 随着初始组织中渗碳体粒子尺寸的减小, 发生动态再结晶所需应变量增大, 但所得复相组织更加均匀、细化.     

楔横轧轴类件热变形时奥氏体微观组织演变的预测

运用Gleeble-3500热模拟实验机对轴类件用钢40Cr高温热变形的组织形态进行研究,并由金相分析数据回归得出高温奥氏体组织演变数学模型．然后利用非线性有限元法建立了金属成形过程中热、应力、组织相互耦合的刚塑性有限元模型．采用该模型对二辊楔横轧成形工艺进行仿真计算,得出了轧后工件的温度场、变形场、高温奥氏体晶粒尺寸分布等．对比轧后工件奥氏体组织分布的计算结果与实测值可知,两者吻合良好．     

微合金钢热变形组织与性能演变的CA模拟

建立了预测微合金钢热变形奥氏体动态再结晶组织与性能演变的元胞自动机模型.采用基于位错密度的动态再结晶理论,主要考虑动态再结晶的形核、晶粒长大,实现对动态再结晶过程晶粒形态、体积分数及晶粒尺寸的定量化表征及其演变过程的可视化描述,获得了位错密度及流变应力等参数.模拟得到的动态再结晶组织形貌及基于位错密度变化计算出的流变应力与实验结果吻合较好.     

柱状晶Al在冷轧过程中微观组织演变的定量表征Ⅰ宏观分裂

原始取向为{001}{uv0)的柱状晶Al样品分别冷轧到10％，30％和50％，采用EBSP技术定量表征了不同取向晶粒的宏观分裂，结果表明，不同取向晶粒在轧制过程中的分裂模式不同．利用位错滑移模型合理地解释了观察到的宏观分裂时的晶体转动．     

高强度7475Al合金超塑变形空洞形状变化的分形描述

本文测量了7475高强Al合金超塑变形时,不同应变、不同温度、不同应变速率、不同晶粒尺寸时空洞分形维数的变化。由此得出:空洞的分形维数随应变的增加而增加,在低的变形温度。高的应变速率及粗的晶粒尺寸条件下对应空洞的分形维数较高。空洞的分形维数越高,则材料越接近于破断。     

FRACTAL DIMENSION OF SHAPE CHANGE OF CAVITIFS DURING SUPERPLASTIC DEFORMATION IN HIGH STRENGTH Al ALLOY

The fractal dimension changes of cavities have been determined during superplasticdeformation of the high strength aluminiurn alloy 7475 with different strain,temperature,strain rate and grain size.The fractal dimension of cavities may increase with the increase ofstrain.It becomes higher as the alloy deformed under lower temperatures,greater strain rateand coarser grain size.The alloy would be approaching to rupture if the fractal dimension ofcavities raised to a certain extent.     

低温变形低碳钢超细铁素体的形成

在Ｇｌｅｅｂｌｅ ２０００热模拟实验机上通过变形同时水淬和减少变形量的方法,对普通低碳钢低温变形获得超细晶铁素体的机制进行了研究。结果表明：超细晶铁素体的获得主要是形变诱导铁素体和铁素体动态再结晶两种机制共同作用的结果。在８７０－７６０℃低温８０％变形可以获得的等轴均匀超细晶铁素体。形变量控制铁素体的析出量和动态再结晶。应变速率影响形变诱导铁素体所需的临界变形量。冷却过程对铁素体的析出量不产生决定     

SLIP FEATURE AND GRAIN BOUNDARY BEHAVIOURS OF Ni_3Al ALLOYS DURING DEFORMATION

The deformation behaviours of Ni_3Al alloys with various chemical compositions and subjectedto different heat treatments were in situ observed under SEM. Moreover,in situ observationsof slip trace were supplemented by the direct observation of dislocation arrangements underTEM.In B-doped Ni_3Al alloys it is shown that close to the grain boundary there exists a thinslip transition region,within which slip lines are reoriented or other slip systems are operatedto produce a local strain accommodation and to relax the stress concentration at grain bound-aries.Boron seems to lower the stress for dislocation generation from the grain boundaries orto ease the cross-slip close to the boundaries,and also to increase the number of dislocationsources.However,B-enhenced ductility is seriously affected by stoichiometry,the addition ofa tertiary alloy element and heat treatment,etc..     

含硅过共析钢晶界铁素体形成的热力学分析

将合金元素在珠光体相变时无分配状态下形成的含Ｓｉ合金渗碳体做为一种介稳相处理，利用规则溶液亚点阵模型和有关文献中的数据，计算了含Ｓｉ合金渗碳体相对于无Ｓｉ渗碳体的自由能增量δＧＦｅ３ＣＳｉ，得到了渗碳体中含Ｓｉ量和δＧＦｅ３ＣＳｉ的对应关系；并利用Ｓｉ在不同温度下的分配系数，计算了Ｓｉ对ＦｅＣ合金介稳态γ／［γ＋Ｆｅ３Ｃ］相界碳浓度（Ａ′ｃｍ）的影响。所得结果认为，含Ｓｉ过共析钢珠光体转变时在原奥氏体晶界出现连续网状铁素体，是Ｓｉ增加含Ｓｉ渗碳体自由能，从而提高了介稳态γ／［γ＋Ｆｅ３Ｃ］相界碳浓度（Ａ′ｃｍ）的结果。     

基于温变形耦合逆相变细化铁素体制备

采用Gleeble-3500热模拟试验机进行650℃多道次温变形以研究某中碳钢奥氏体及铁素体晶粒的细化,并利用OM、TEM和EBSD等检测手段进行表征。结果表明,650℃下6道次的快速压缩变形(总应变为2.6)后有逆转变发生,所得奥氏体晶粒平均尺寸为3.4μm;再在10℃/s的速率冷却到600℃,可以形成平均晶粒尺寸为0.64μm的铁素体,且渗碳体呈粒状分布于基体之上。     

低碳钢过冷奥氏体形变过程中的组织及取向变化

利用ＳＥＭ,ＴＥＭ及ＥＢＳＤ研究了低碳钢在７５０℃ ,１０ｓ－１应变速率条件下形变过冷奥氏体的组织及取向变化．结果表明,组织演变由二个阶段组成,形变前期是以形变强化相变铁素体转变为主;当应变达到一定时,以铁素体的动态再结晶为主．应变量较小时,形变强化相变铁素体晶粒优先在原奥氏体晶界形核,随应变量的增加,以相界前沿畸变区的反复形核为主,铁素体转变量逐渐提高,同时珠光体等第二组织增多,铁素体晶粒内部位错密度提高．铁素体连续动态再结晶初期亚晶在珠光体与铁素体交界处优先形成．随应变增加频率提高．形变前期＜００１＞织构为相变铁素体在取向上的特征;形变后期＜１１１＞织构是动态再结晶铁素体在取向上的特征．     

Ni3Al合金的滑移特征及形变过程的晶界行为

通过SEM动态拉伸形变试验,研究了具有各种化学成分和不同热处理态Ni_3Al合金的形变滑移特征,并用TEM观察了晶界区域的位错组态。研究结果表明,在含硼Ni_3Al合金的晶界附近存在一个过渡滑移区,该区域中滑移线重新取向或其它滑移系开动,从而产生了局部应变调节并使晶界应力集中松弛。硼降低了开动晶界位错源所需的应力并可能同时增加了位错源本身的数目。硼对Ni_3Al的韧化作用强烈受到基体Al含量、合金元素及热处理等因素的影响。     

变形功与冷却速度对金属组织细化的影响

从理论上推导出了变形功、冷却速度、无形变时的晶粒尺寸与有形变时的晶粒尺寸之间的关系。计算值与实验值吻合较好。研究结果表明：对于具有相变的金属及合金。通过控制变形前组织。增大变形前冷却速度、提高变形功。可使金属组织得到有效的细化。     

低碳钢在Ac1点以下温度变形时的铁素体动态再结晶

采用Gleeble-2000型热模拟试验机进行平面应变压缩实验,以及扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射技术等实验手段研究了Q235级别低碳钢中铁素体在变形温度为700-550℃、应变速率为1×101-5×10-4s-范围的变形特性及组织演变规律.结果表明在本实验变形条件范围内,存在两种铁素体动态再结晶现象,低热加工参数Z值条件下的不连续动态再结晶和高Z值条件下的连续动态再结晶.钢中的珠光体对铁素体动态再结晶起促进作用.通过铁素体动态再结晶,可细化低碳钢中的铁素体晶粒.Z值越高,细化效果越明显,可得到平均晶粒尺寸为2 μm左右的超细晶铁素体组织.