原始组织对304L超低碳奥氏体不锈钢等径角挤压变形的影响

304L超低碳奥氏体不锈钢由25kg真空感应炉冶炼,用透射电镜(TEM)研究了该钢铸态组织200℃等径角挤压变形(ECAP)后组织演变和铸态组织1道次ECAP+1150℃1.5 h,AC处理(固溶组织)再进行ECAP后的组织。结果表明,304L钢铸态组织1道次ECAP变形过程中主要的变形机制为滑移变形,同时出现少量的孪晶变形;304L钢固溶组织在ECAP变形过程中孪晶变形数量急剧增加,孪晶和滑移共同进行,细化原始晶粒组织演变。     

45钢等径弯曲通道变形及组织细化研究

研究了等径弯曲通道(ECAP)变形后45钢中先共析铁素体及珠光体组织的演变特征.结果表明,ECAP变形4道次后,片层状的珠光体组织演变成了超细的渗碳体颗粒均匀分布于亚微晶铁素体基体的组织.先共析铁素体由原始的平均晶粒尺寸约为30 μm演变为大角度晶界分离的、平均晶粒尺寸约为0.4μm的超细晶组织.ECAP变形后,先共析铁素体首先在其内部会形成具有薄片层界面(LBs)的板条位错胞甚至亚晶组织.进一步变形时位错胞或亚晶可继续细化.再进一步变形时通过晶界滑移和晶粒旋转的方式可以获得具有大角度晶界分离的、等轴的超细晶组织.     

等通道转角挤压组织演变规律的研究进展

综述了金属结构材料和功能材料基体相晶体结构、层错能、Hollomon参数lnZ对等通道转角挤压ECAP变形组织演变规律影响的研究进展,试样基体相的晶体结构对变形组织的演变起重要的影响作用。随着应变量的增大,密排六方结构金属先形成形变孪晶、再启动优先存在的但被阻塞的滑移系统;面心立方结构金属的位错滑移主导着组织演变与晶粒细化过程,先形成亚晶界,再增大组织取向差,最终形成大角度晶界。在高层错能材料中,随着Hollomon参数lnZ增大,位错运动受到抑制,驱使变形机制从位错滑移逐渐转变成形变孪晶;当Z参数减小时,在ECAP高层错能材料中会形成微尺度的剪切带。在低层错能材料中形成丰富的孪晶,极低层错能的材料形成宏观剪切带。而中等层错能材料的变形机制则取决于Z值的高低。分析了ECAP过程动态再结晶的影响因素,认为γm·ln2Z30不宜作为ECAP过程是否发生动态再结晶的判据,ECAP过程动态再结晶的影响因素还有待进一步研究,如弄清ECAP过程温升规律、分析淬火保存ECAP变形组织将有助于研究ECAP动态再结晶。     

等径弯曲通道变形对超低碳钢组织及性能的影响

 研究了室温下C方式等径弯曲通道变形(ECAP)对超低碳钢组织及性能的影响。结果表明：第1道次ECAP变形后，组织细化效果最显著；随变形道次的增加，组织由取向差小的板条状亚晶演变成取向差大的等轴晶；第4道次ECAP变形后，晶粒平均尺寸约03 μm；变形道次继续增加，晶粒尺寸变化不显著，而晶粒取向差不断增大。这表明第4道次ECAP变形为超低碳钢细化极限；ECAP变形可大幅度提高超低碳钢的强度，并保持较高的塑性。     

模具角度对CP-Zr室温ECAP变形组织与性能的影响

在等径弯曲通道变形(ECAP)中,模具角度是影响材料组织与性能的重要因素。本文分别采用通道夹角Φ=90°、外圆角Ψ=20°和通道夹角Φ=105°、外圆角Ψ=20°的模具,来探究模具角度对工业纯锆室温ECAP变形组织与性能的影响。通过金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、拉伸测试、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段,分析在不同模具角度下,工业纯锆单道次ECAP变形组织与性能。实验结果表明:通道夹角Φ=90°和Φ=105°的金相组织对比,Φ=90°的晶粒破碎更为明显。同时,对比两者TEM结果,通道夹角Φ=90°的板条破碎明显,存在大量位错和位错缠结并伴有孪晶发生,故ECAP变形过程中通道夹角Φ=90°的变形大于通道夹角Φ=105°,细化效率高。拉伸和SEM结果表明缩小通道夹角,会提高材料的抗拉强度和硬度。XRD结果表明,模具角度对织构类型具有一定影响,在通道夹角Φ=90°的单道次ECAP变形中主要形成的是B织构和C1织构,而在通道夹角Φ=105°的单道次ECAP变形中形成的是主要B织构和C2织构,同时,两种变形条件下,织构极点扩展方向不同。     

工业纯钛ECAP变形组织与织构演变的EBSD分析

利用电子背散射衍射(EBSD)对采用90°模具以C方式制备的等径弯曲通道变形(ECAP)各道次工业纯钛(CP-Ti)试样的组织及织构演变进行表征。结果表明:1道次变形后,ECAP组织并不均匀,既有拉长的粗晶,又有细小的等轴晶。随着道次的增加,组织变得细小均匀,从而达到细化晶粒的效果;工业纯钛ECAP变形初始阶段,粗大的晶粒破碎,产生位错缠结和位错胞,使小角度晶界增加。随着道次的增加,位错不断地向亚晶界运动,亚晶间产生相对滑动和转动,最终形成具有大角度晶界的超细晶组织,使小角度晶界减少,大角度晶界增加。工业纯钛原始试样具有双峰基面织构,晶体的c轴由法向方向(ND)向挤出方向(ED)偏转约15°,4道次变形后变为剪切织构,晶体的基面与剪切面平行,最终形成织构组分为(1120)[1101]。     

模具参数对纯钛等通道转角挤压工艺变形规律影响的有限元分析

等通道转角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)工艺能够通过材料的剧烈塑性变形,获得块状超细晶材料.等通道转角挤压(ECAP)工艺通过改变应变量大小及其均匀性对晶粒细化有着显著的效果.通过DEFORM-3D软件模拟纯钛等通道转角挤压过程,研究了不同模具参数对试样变形的影响规律,给出了不同模具转角、模具外转角和模具内转角半径对ECAP试样变形区等效应变的影响,为获得纯钛试样变形分布提供了有效的规律.     

超细晶纯钛疲劳裂纹扩展及裂纹尖端组织演变

采用疲劳裂纹扩展实验研究剧烈塑性变形制备的4种超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展行为,通过观察不同组织超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展路径,并对裂纹尖端塑性区进行显微硬度分布实验和显微组织观察,分析不同组织超细晶纯钛疲劳裂纹扩展的微观机制。结果表明,等径弯曲通道变形（equal channel angular pressing,ECAP）纯钛和旋锻后400℃退火纯钛的疲劳裂纹扩展路径曲折,而ECAP+旋锻变形纯钛和旋锻后300℃退火纯钛的疲劳裂纹扩展路径平直。循环载荷作用下,超细晶纯钛裂纹尖端区域的显微硬度和微观组织变化显著。其中ECAP+旋锻变形纯钛的组织位错密度和显微硬度降低,而ECAP变形和旋锻后退火纯钛的组织位错密度和显微硬度均升高。超细晶纯钛疲劳裂纹扩展过程中组织结构对位错运动的阻碍导致裂纹扩展方向改变,且裂纹尖端区域位错密度为显微硬度变化的主要影响因素。     

模具通道夹角对纯钛ECAP变形织构演变影响的有限元分析

基于晶体塑性有限元模型,采用ABAQUS商业软件对纯钛在模具通道夹角分别为90°,120°,135°时的单道次等径弯曲通道变形(ECAP)的织构演变进行模拟,研究通道夹角对纯钛ECAP变形织构演变的影响。同时利用90°模具实现纯钛的单道次ECAP变形,并采用X射线衍射(XRD)技术获得变形前后的极图分布。将实验与模拟结果比较,以验证模拟结果的可靠性。通过对ECAP变形规律及试样点极图分析,发现90°模具挤压时,柱面织构完全取代初始织构,形成B和C_2两种柱面织构,这与XRD实验结果基本一致,表明了模型的可靠性。模具通道夹角为120°时,形成了C_1和C_2两种柱面织构,但以C_2织构为主。模具通道夹角为135°时,开始出现较弱的C_1织构,仍以C_2织构为主,但接近通道外角的下表面仍存在初始织构。通过对纯钛在不同通道夹角的ECAP模具中变形后的数据分析,得出模具通道夹角为90°时工艺最佳。     

室温ECAP变形纯钛孪生行为研究

室温下对纯钛进行多道次等径弯曲通道变形（ECAP）,分别采用光学显微镜（OM）、透射电镜（TEM）、电子背散射衍射仪（EBSD）、室温拉伸和显微硬度观察,测试纯钛变形过程组织演变和力学性能变化规律,探讨纯钛室温变形机制和孪生行为。结果表明,纯钛ECAP变形过程中出现■拉伸孪晶和■压缩孪晶,随着挤压道次的增大,孪晶数量先增大后减小。孪晶的出现有效改变晶格取向,激发进一步位错滑移,辅助塑性变形过程,使纯钛显微组织有效细化,经过4道次ECAP变形,平均晶粒尺寸由约63.79μm细化至约2.81μm。1道次变形后晶粒细化效果最显著,平均晶粒尺寸比变形前减小约94%;随着变形道次的增加,晶粒细化效果减弱,4道次变形后平均晶粒尺寸累积减小约95.6%。同时,大量位错、孪晶和亚晶的形成,使得位错、孪晶以及亚晶之间的相互作用加强,显著提高了纯钛的屈服强度和显微硬度,4道次变形后,屈服强度从215 MPa增加到600 MPa,增幅为179%;显微硬度从HV 129增加到HV 200。由于1道次变形后晶粒细化效果最显著,并且出现大量孪晶和位错,屈服强度与硬度的增幅也最大。     

热处理工艺对超级马氏体钢逆变奥氏体的影响

 试验采用光学显微镜、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）及能谱分析（EDS）等手段,研究不同铬含量的超级马氏体不锈钢在相同热处理工艺下逆变奥氏体含量、组织形貌及生长规律的异同。结果表明,13Cr和15Cr两试验钢经淬火＋回火后的显微组织为回火马氏体和逆变奥氏体,两试验钢中逆变奥氏体含量及尺寸均随着回火温度升高先增加再减小,且在650～700 ℃时达到最大。两试验钢内的逆变奥氏体在回溶过程中会对基体组织产生细化作用。通过对比发现,15Cr钢中的逆变奥氏体含量更多,尺寸更大,回溶时对基体的细化作用更明显。     

Effect of vanadium on the microstructure and properties of metastable austenitic stainless steel AISI 301LN

In this study,the effect of vanadium on the microstructure and properties of the metastable austenitic stainless steel AISI 301LN w as investigated. Results of the study show that the addition of vanadium can refine grains and increase the strength of AISI 301LN by solution treatment. After 60%cold-rolling reduction,the microstructure of the steel w as composed of w ork-hardened austenite bands and deformation-inducedɑ'martensite.Considerable w ork-hardening and phase transformation strengthening occurred. After cold rolling and subsequent annealing,the deformation-inducedɑ'martensite w as reversed into fine-grained austenite. The w orkhardened austenite bands underw ent recrystallization; how ever,the structure of the recrystallized austenite grains w as coarser than that of the reversed ones.Simultaneously,the strength of the experimental steels decreased w ith the increase in annealing temperature. The pinning effect of precipitates of vanadium inhibited the grow th of austenite grains.Thus,the desirable combination of strength and ductility w as obtained by grain refinement.     

Twinning-Induced Plasticity Aided High Ductile Duplex Stainless Steel

Extended ductility over 70 pct was realized in duplex stainless steel by implementing twinning-induced plasticity (TWIP). The steel also exhibited the tensile strength over 800 MPa. The steel chemistry was designed so that the stacking fault energy of austenite was high enough to induce TWIP during deformation. After the initial decrease, the strain hardening rate increased at high tensile strains above ~30 pct. The microstructures of austenite at such high strains were manifested by well-developed primary twins and nanotwins between them, which effectively block dislocation motion. This observation ensures that extended ductility and high strength of a newly designed duplex stainless steel are originated from TWIP in austenite.     

Effect of Rolling and Subsequent Annealing on Microstructure,Microtexture, and Properties of an Experimental Duplex Stainless Steel

A lean duplex stainless steel (LDSS) has been prepared with low-N content and processed by different thermo-mechanical schedules, similar to the industrial processing that comprised hot-rolling, cold-rolling, and annealing treatments. The microstructure developed in the present study on low-N LDSS has been compared to that of high-N LDSS as reported in the literature. As N is an austenite stabilizer, lower-N content reduced the stability of austenite and the austenite content in low-N LDSS with respect to the conventional LDSS. Due to low stability of austenite in low-N LDSS, cold rolling resulted in strain-induced martensitic transformation and the reversion of martensite to austenite during subsequent annealing contributed to significant grain refinement within the austenite regions. δ-ferrite grains in low-N LDSS, on the other hand, are refined by extended recovery mechanism. Initial solidification texture (mainly cube texture) within the δ-ferrite region finally converted into gamma-fiber texture after cold rolling and annealing. Although MS-brass component dominated the austenite texture in low-N LDSS after hot rolling and cold rolling, that even transformed into alpha-fiber texture after the final annealing. Due to the significant grain refinement and formation of beneficial texture within both austenite and ferrite, good combination of strength and ductility has been achieved in cold-rolled and annealed sample of low-N LDSS steel.     

烧结双相不锈钢的相结构和强韧性

研究了粉末烧结双相不锈钢及其时效后的相结构和强韧性。结果表明,在316L粉末中添加4%(wt)St,用粉末烧结法可以获得奥氏体加18%(Vol)铁素体的双相不锈钢。该双相不锈钢在800℃时效时,沿奥氏体和铁素体界面析出条状σ相,使双相不锈钢的硬度增加,塑性下降。     

钒氮钢中晶粒细化研究

 采用Gleeble 3500热模拟试验机，在相同工艺条件下，对比研究了钒氮钢、钒钢以及碳锰钢的晶粒细化效果。结果表明，钒氮钢的晶粒细化效果最显著，铁素体的晶粒尺寸可达61 μm，这主要与在奥氏体区中析出的V(C，N)有关。奥氏体区析出的V(C，N)，不但可抑制奥氏体晶粒长大，同时还可以作为铁素体的形核核心，诱导晶内铁素体形成，大大增加铁素体形核率，从而提高了相变细化的比率。     

奥氏体不锈钢中氮溶解度的热力学计算和实验研究

采用热力学分析方法,对固态不锈钢304、304L、301S和301L(γ-相)以及奥氏体不锈钢熔体中氮溶解度进行了计算,得出了氮溶解度的计算模型;同时通过1 kg MoSi电阻炉对4种奥氏体不锈钢在1520～1580℃和33～100 kPa压力下的渗氮行为进行了实验研究。结果表明,氮在固态奥氏体不锈钢的γ-相中的溶解度最高;在常压冷却、凝固过程中存在的液相、δ-相至γ-相的转变;当不锈钢熔体中相对于δ-相过饱和的氮在钢中以气泡形式析出,则降低了奥氏体钢的氮含量,所以采用常压快速冷却或加压浇注有利于冶炼高氮奥氏体不锈钢。     

Development of a high strength stainless steel with improved toughness and ductility

Compositional modifications have been made to the existing Cr?Mo?Co stainless steels to produce a steel (alloy B) which combines the high strength of AFC 77 with the toughness of AFC 260. This has been achieved by utilizing both the strengthening effect of grain refinement and the crack stopping ability of retained austenite. After tempering at 800° to 900°F alloy B possesses higher elongation than other high strength stainless steels due to the ease with which its retained austenite transforms under stress to martensite to delay necking. An explanation has been advanced for the anomalously low tensile yield strength that occurs in both alloy B and AFC 77 after tempering at 1000°F.     

不锈钢标准中的铬锰系(美国200系)奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢可分为Cr-Ni系和Cr-Mn系两个系列。随着我国不锈钢消费量迅速增长 ,Cr-Mn系奥氏体不锈钢发展很快 ,进口量大。为做到对奥氏体不锈钢合理选材用材 ,概括介绍了我国GB、美国ASTM、日本JIS、欧洲EN、国际ISO等不锈钢标准中的Cr-Mn系 (美国 2 0 0系 )奥氏体不锈钢的牌号和化学成分 ,并列表简介我国GB中七个Cr-Mn奥氏体不锈钢牌号的主要特性和用途。     

时效处理对超级双相不锈钢00Cr29Ni6Mo2N组织和耐点蚀性的影响

采用扫描电镜和X射线能谱仪研究了00Cr29Ni6Mo2N超级双相不锈钢1080℃30 min固溶+650～1000℃60 min时效后的显微组织.试验结果表明,在奥氏体和铁素体相界面上析出了Cr2N和σ相两种析出相,同时发现少量的Cr2N在铁素体相内.Cr2N析出优先于σ相,增加时效温度和时间对Cr2N的析出量没有显...