轧制方向对喷射沉积含Nd镁合金第二相及织构影响

采用喷射沉积技术制备Mg-9Al-3Zn-1Mn-6Ca-2Nd合金沉积坯,对其进行挤压预变形和轧制变形(T=350℃,ε=25%和35%),利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究轧制变形对镁合金组织及织构的影响。结果表明:尺寸不对称的镁合金板材在350℃分别经过90°和0°方向轧制后,镁合金除了有Mg基体、(Ca,Nd)Al2(块状和颗粒状C15相)相外,在0°方向轧制后还存在Mg0.97Zn0.03相。随道次压下率(ε=25%和35%)增大,分别沿90°和0°方向轧制后颗粒状C15粒子会明显增多,但在90°方向轧制后块状、颗粒状C15粒子均发生"团聚现象"。0°方向轧制过程中细小弥散的C15粒子阻碍位错运动形成位错缠结区有利于Zn元素扩散,是0°方向轧制Mg0.97Zn0.03相保留的重要原因;随道次压下率增大,在0°方向变形后尺寸不对称的镁合金板材形成较弱(0002)基面织构的同时且柱面织构{1120}1010和锥面织构{1012}强度也逐渐增强,即实现了镁合金形变织构的随机化,轧制过程中基面滑移Schmid因子变化是影响尺寸不对称镁合金形变织构随机化的主要原因。     

挤压-室温轧制对尺寸不对称喷射沉积含Gd镁合金组织及织构影响

采用喷射沉积技术制备Mg-8Zn-2Ca-2Gd-1Zr-1Nd合金沉积坯,对其进行挤压预变形后再进行室温轧制变形(ε=5%,10%,15%)。利用蔡司金相显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析挤压—轧制变形对镁合金显微组织及微观织构演变的影响。结果表明:尺寸不对称喷射沉积镁合金挤压坯在室温轧制变形时,随压下率(ε=5%,10%,15%)增加,硬度值升高且存在硬度值分布不均匀现象,团聚第二相粒子逐渐呈弥散分布,其中尺寸小于1μm的第二相粒子弥散分布于基体上,而部分富稀土元素第二相碎化后偏聚在基体晶粒晶界处,大量弥散分布于基体和晶界处的第二相粒子阻止位错滑移是镁合金轧制后硬度提高的重要原因。尺寸不对称喷射沉积镁合金在挤压-轧制变形过程中,当ε=10%时,(0002)基面织构强度降低、非基面织构形成且极密度增强,实现了形变织构随机化。晶粒细化、挤压坯初始织构遗传性、尺寸不对称变形三者综合作用是实现形变织构随机化的主要原因。     

锻造方式对Ti-6Al-4V合金组织及取向分布的影响

在快锻液压机上对Ti-6Al-4V合金进行了锻造变形,采用扫描电镜、背散射电子衍射技术以及X射线衍射技术研究了不同锻造方式下合金组织及晶粒取向的变化规律.在单向镦拔和换向镦拔两种不同锻造方式下,难变形区、小变形区及大变形区中α相及β相的分布差别不大,组织均匀性基本一致,两种变形方式下锻坯不同区域的应变稍有差别.进一步对不同变形区域形变织构的定量分析可知:在应变较小的边缘区域,变形主要以{0001}基面滑移为主,形成基面织构;在应变较大的内部区域,织构明显转向{1120}、{1010}等柱面织构;在应力集中的位置,会产生{1122}、{1011}等锥面织构.两种锻造方式均能提高Ti-6Al-4V合金中形变织构的均匀性,而且换向镦拔优于单向镦拔.      

N36锆合金管材的织构研究

利用X射线衍射测试技术,对N36锆合金成品管材的织构进行了测量。利用极图、织构取向因子,特别是采用三维晶体学取向分布函数等表征手段,系统分析了N36锆合金成品管材的织构特征。研究结果表明,N36锆合金成品管材的主要织构组分为基面型(0002)1120;管材径向上织构取向因子最大,大多数晶粒的[0002]基极集中在与管材的轴向垂直的ND-TD面上,并且偏离径向30°左右呈现典型双峰分布;除基面类型织构组分外,N36锆合金管材还存在一些相对强度比(0002)基面类型织构更高的锥面类型织构,而柱面类型织构较弱。     

Nd对喷射成形Mg-9Al-3Zn-6.5Ca-0.6Mn镁合金组织及力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM & EDS)和X-ray衍射分析仪等研究了Nd对喷射成形Mg-9Al-3Zn-6.5Ca-0.6 Mn镁合金组织及力学性能的影响.喷射沉积坯晶粒细小,以α-Mg、Al2Ca和Ca2Mg6Zn3为主要物相.挤压后以α-Mg、Al2Ca和MgZn2为主要物相.加入Nd主要形成Al3Nd相,新相成片状;当Nd含量为2%时,挤压态合金的力学性能最佳,伸长率无明显变化,拉伸断口基本上为断裂,有少量的韧窝.     

Al/(Ca+Nd)对挤压Mg-Al-Ca-Nd合金组织和力学性能研究

以挤压态Mg-Al-Ca-Nd合金为研究对象,采用金相组织观察、扫描电镜观察、能谱分析、拉伸试验以及断口组织观察等分析测试手段,研究了不同Al/(Ca+ Nd)对挤压Mg-Al-Ca-Nd合金组织和力学性能影响规律.结果表明,随着Al/(Ca+ Nd)的降低,挤压态Mg-Al-Ca-Nd合金晶粒尺寸降低;挤压态Mg-Al-Ca-Nd合金室温抗拉强度随之降低,延伸率也降低.当Al/(Ca+ Nd)一样时,含(Ca+ Nd)量越多时,晶粒越小;含低(Ca+Nd)量的合金抗拉轻度及延伸率更大,Mg-6Al-1Ca-1Nd抗拉强度和延伸率分别为385MPa、22％.     

TA15钛合金热压缩变形位错演化分析

采用Gleeble—3500热模拟压缩试验机对TA15钛合金进行等温恒应变速率压缩实验,并应用材料分析测试技术(XRD与TEM)和相关定量计算理论(XRD线形傅氏分析法)分析其热压缩变形过程中的位错演化。结果表明,TA15钛合金热压缩变形过程中位错类型主要为柱面(1010)、基面(0002)、锥面(1011)和(110)β面位错,位错密度均在1013~1014 cm-2范围内。当变形温度为950℃且变形量为40%时,随着应变速率的提高,柱面(1010)和(110)β面位错密度几乎不变;当变形量升至60%时,随应变速率的提高,各晶面的位错密度均显著降低。当应变速率为1s-1时,随变形量的增加,平均晶格应变和位错密度均减小;当变形量为60%时,晶格应变降到0.116%~0.138%,位错密度减小到(1.1~1.7)×1014 cm-2。在(α+β)两相区出现了由位错形成的"微观变形带"及位错胞结构;在β单相区板条状马氏体α'相内部位错密度较低,形成位错塞积群,且在位错塞积群和马氏体α'相之间形成高度的应力集中。     

不同锤锻方式下Ti-6Al-4V合金组织及取向演变

利用扫描电镜和背散射衍射技术研究了Ti-6Al-4V合金在不同锤锻变形方式下的组织与取向变化.结果显示:随着镦拔变形次数的增加,Ti-6Al-4V合金中α相及β相组织均趋于均匀,而且两相的取向聚集越不明显;进一步热处理后,锻造过程中形变储存能得到释放,在释放过程中两相也会发生一定的倾转,轴向三次镦拔或者换向三次镦拔对组织均匀性改善明显.综合分析发现,密排六方结构的α相的取向分布对变形方式较敏感:原始棒材以及一次镦拔时,合金中α相的取向{0001}基面织构占了很大部分;随着镦拔次数增多,形变能增加,虽然{0001}基面滑移被抑制,但是{1010}、{1120}等柱面滑移以及{0111}、{1123}等锥面滑移得以开动,大幅地增加了取向的种类,进而降低了取向的集中性,使得取向更趋均匀化.      

铍材温轧过程中显微组织和织构演变规律的研究

采用电子背散射衍射技术(EBSD)对热压烧结铍锭在温轧过程中的显微组织和织构演变规律进行了研究。结果表明,温轧过程中的主要变形机制为滑移;随着轧制变形量的增加,晶粒逐渐拉长细化;在压下量为37.9%时,轧制铍板中的基面织构达到最大值,此后继续增加压下量,铍材内织构、晶粒尺寸及显微硬度均不再发生明显变化;铍材轧制中或轧制后都需要进行退火,退火工艺对铍板的基面织构有一定的弱化作用,可改善板材的内部组织结构,提高轧制性能。     

不同温度下Ti6321合金的拉伸行为及塑性变形机制

为了研究Ti6321合金在不同温度下的服役性能及其塑性变形机制,在–196～400℃下对其进行拉伸性能测试并对断口形貌和显微组织进行分析。结果表明,随着温度的升高屈服强度和抗拉强度逐渐降低,屈强差和断面收缩率逐渐增大;延伸率在–100℃降至16.0%,之后随着温度的升高而升高。不同温度下Ti6321合金的塑性变形机制有所不同。25℃下Ti6321合金塑性变形机制主要为柱面滑移。–196℃下Ti6321合金的位错滑移受到抑制,此时等轴α相滑移类型为柱面滑移、一级锥面和滑移,片层α相滑移类型为基面滑移和二级锥面滑移;但{1012}和{1122}孪晶开动使塑性得到恢复,变形机制为滑移、孪生共存,以滑移为主。200℃和400℃下Ti6321合金位错交互作用强烈,可发现位错网等位错组态特征,同时有少量{1012}孪晶开动,变形机制主要为位错滑移。等轴α相与片层α相中的滑移类型相同,为柱面滑移和二级锥面滑移。     

TC4钛合金轧板的织构对动态力学性能影响

利用分离式Hopkinson压杆试验装置,对具有不同织构特征的TC4合金试样进行动态压缩试验,分析织构特征对钛合金轧板各方向动态力学性能的影响。结果表明,900℃轧制板材的主织构为{1219}<12391>±30°RD,织构强度为10.557,在φ1=15°时出现峰值,有一定的织构分散,其中晶面{1219}平行板材的轧面,与基面{0001}夹角26.6°,晶向由〈1010〉向〈6 331〉方向漫散;950℃轧板的主织构为{1219}〈5321〉±20°RD,织构类型与900℃轧板相似,但织构强度为6.387,相对900℃轧板较弱,晶向由〈7341〉向〈4311〉方向漫散,在φ1=35°出现峰值;1050℃轧制板材的主织构为{12 19}〈1010〉,织构比较集中,织构强度为15.333,晶向〈101-0〉平行板材的轧向,与c轴为90°夹角。950℃轧制的TC4板材,织构强度较弱,其轧向(RD)、横向(TD)、法向(ND)的动态流变应力和动态均匀塑性应变差别不明显。900℃和1050℃轧制的TC4板材,由于织构强度较高,轧板存在明显的各向异性:TD方向的动态流变应力最高,ND次之,RD最低;RD方向的动态均匀塑性应变最大,ND次之,TD最小。     

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。     

变形程度对镁合金板材力学性能和耐腐蚀性能的影响

镁合金板材具有非常优良的力学性能和耐腐蚀性能,其应用需求日益增大。为进一步提高镁合金板材的性能,通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM),电子背散散衍射(EBSD)、力学性能测试、析氢腐蚀、失重腐蚀、电化学极化测试和电化学阻抗测试等手段,研究了变形程度对Mg-5Al-0.4Mn-0.8Ca合金显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,挤压比的升高导致合金晶粒明显细化,合金组织均匀程度降低。随着挤压比的升高,合金强度略有提高,塑性大幅度提高。合金析氢量、腐蚀失重程度和电化学腐蚀电流密度也随着挤压比的升高而升高,导致合金耐腐蚀性能降低。当挤压比为9时,合金的组织均匀和织构弱化使其具有最佳的耐腐蚀性能,合金腐蚀电流密度和腐蚀失重分别为11.26μA·cm~(-2)和19.01 mg·cm~(-2)·d~(-1)。     

Mg-Mn-Ce镁合金挤压管材各向异性与织构研究

测定了Mg-Mn-Ce镁合金挤压管材的力学性能,观察了管内侧、中心层和管外侧的金相显微组织及织构特征。结果表明,Mg-Mn-Ce挤压管材存在明显的力学性能各向异性,沿挤压方向的屈服强度和抗拉强度明显小于横向;沿壁厚方向的金相组织有一定差异,管外侧有大量的形变孪晶存在;壁厚方向存在明显的织构梯度现象,外侧面主要织构类型为(0001)基面组分,内侧面和中心层面主要织构类型为大锥面织构和棱柱面组分,这种织构梯度特性直接导致了力学性能各向异性的产生。     

异速比对异步轧制AZ31镁合金板材组织和织构的影响

采用不同异速比对AZ31镁合金板材进行异步轧制,并将轧后样品进行显微组织和X射线衍射分析,研究异速比对镁合金板材组织和织构转变的影响.结果表明:异速比的变化对晶粒形貌影响较大但晶粒细化效果不明显;当异速比为2.800时,板材内出现了长条晶粒;快速辊侧{0002}基面织构强度高于慢速辊侧,且板材两侧表面{0002}晶面的偏转方向相反;异速比对基面织构的强度影响显著,随着异速比的增大,基面织构的强度先增加后下降.这种特殊的织构变化与异步轧制过程中沿厚度方向引入的剪切变形有关.     

不同温度下镁合金挤压棒材组织性能研究

研究了不同挤压温度对ZK60镁合金挤压棒材组织、织构及性能的影响规律。随着挤压温度升高,挤压棒材的再结晶程度逐渐增加。当挤压温度由250℃增加到300℃时,棒材的平均晶粒尺寸dm和RSD值分别由4.21μm和1.34减小到3.83μm和1.16,晶粒均匀细小;温度进一步升高到350℃时,平均晶粒尺寸有所增加,组织均匀性大幅降低。同时随着挤压温度不断提升,棒材内部基面织构有所减弱,织构的主要组分为(0001)[1010]和(1120)[1010]织构。在晶粒细化、组织均匀性改善以及织构弱化的作用下,300℃时棒材的综合力学性能最优,伸长率为26.7%,抗拉强度为332MPa,同时拉压非对称性CYS/TYS明显减弱。     

冷轧钛管在退火过程中的显微组织与织构演变

研究了皮尔格冷轧TA18合金薄壁无缝管在去应力退火过程中显微组织与微织构随保温时间的变化规律。借助电子背散射衍射(EBSD)技术对管材冷轧态以及退火态横截面的微观组织进行重构,从而分析了TA18合金的再结晶行为;并用极图和取向分布函数(ODF)对比了不同条件下管材织构的差别。结果表明:冷轧TA18管在500℃退火过程中,仍处于初次再结晶的形核阶段,组织中大量保留变形特征,极少出现再结晶晶粒。冷轧管中形成的沿横向(TD)倾斜的双峰基面织构,在随后保温过程中,其(0001)晶面织构类型没有发生显著变化;但从ODF特定截面中却发现随保温时间延长的初次再结晶程度增加,还是导致了织构的细微变化,主要是{0001}纤维织构减弱,■纤维织构增强。     

轧制变形量对Ti-45Al-7Nb-0.3W合金组织与性能的影响

利用X衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、室温拉伸试验等手段,研究粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W(原子分数,%)合金包套轧制过程中的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:热等静压法态的Ti-45Al-7Nb-0.3W合金组织为近γ组织,主要由块状的γ相组成,同时包括少量的α2相及极少量的B2相。轧制后Ti Al合金板材为双态组织,B2相消失。随轧制变形量增加,合金板材强度增加,变形量为40%时,板材抗拉强度最大,达到955 MPa。继续增加变形量合金板材的力学性能有所降低。当变形量较小时,合金的塑性变形主要通过位错滑移和攀移来实现。随变形量增加,孪生和动态再结晶机制发挥作用。     

锆合金变形机理及其板材织构演化规律

锆是核工业的重要结构材料,又是优秀的化工耐蚀结构材料。锆合金的织构会对它的屈服强度、蠕变和疲劳强度、应力腐蚀开裂行为以及辐照尺寸变化等产生很大影响,因此变形机理的研究和织构控制在锆合金的开发利用中有十分重要的地位。综述了锆合金的变形机理,介绍了锆合金板材在不同轧制温度下的织构演化规律,以及退火温度对锆合金板材织构的影响,并总结了织构对锆合金板材力学性能的影响。最后指出,目前对锆合金板材加工后的织构进行精确预测还十分困难,需进行详细深入的研究,同时在加工中产生的织构对加_丁过程的影响以及与温度、应力分布、合金成分和组织的关系还需进一步认识。     

立方织构 Cu-Ni基带及缓冲层的研究

系统研究了Cu Ni合金基带和纯Ni基带的织构形成及转变规律 ,重复地获得了稳定的再结晶 { 0 0 1}<10 0 >立方织构。用表面氧化外延 (SOE)法生成了NiO(2 0 0 )薄膜。轧制总加工率、轧制道次和轧制方向对轧制织构的形成起主要作用 ;再结晶温度、时间是立方织构形成的主要影响因素。在获得了强立方织构Cu Ni合金基底上(其中Φ扫描曲线的半高宽 (FWHM)≤ 10°) ,通过SOE方法得到了取向良好NiO(2 0 0 )缓冲层