2014铝合金轧制工艺研究

通过显微组织观察、拉伸性能测试研究了轧制温度、轧制变形量对2014铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当变形量60%且轧制温度400～460℃时,随着轧制温度的升高,组织中再结晶晶粒逐渐减少,420℃轧制试样组织均匀,晶粒尺寸最小。随着轧制温度的升高,试样强度和伸长率先升高再降低,420℃轧制试样的强度和伸长率达到最大值。当轧制温度420℃且变形量20%～80%时,随着变形量的增加,试样铸态枝晶状组织逐渐减少,抗拉强度和伸长率先增大后减小,屈服强度变化不明显。当变形量60%时,试样力学性能最优。     

Inconel 625大型厚壁管挤压动态再结晶演化规律仿真（英文）

基于DEFORM-2D有限元平台,建立能准确预测Inconel 625大型厚壁管挤压过程宏、微观变形行为的有限元模型。揭示关键挤压参数对挤压管动态再结晶平均晶粒尺寸及晶粒分布均匀性的影响规律。研究结果表明,随着坯料初始温度、挤压速度和摩擦因数的增加,管材晶粒分布均匀性呈先增加后降低的趋势;增大挤压比能提高管材组织均匀性;随着坯料初始温度的升高,管材平均晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势;挤压比的增大能显著减小管材平均晶粒尺寸;挤压速度和摩擦因数对管材平均晶粒尺寸的影响不明显。     

热轧参数对大口径厚壁316LN不锈钢管组织和性能的影响研究

使用皮尔格管材轧机在不同轧制变形量和轧制温度下热轧生产了大口径厚壁316LN不锈钢管,采用光学显微镜观察了热轧态管材和固溶态管材的显微组织,采用万能试验机测定了固溶态管材的室温拉伸力学性能。结果表明:提高轧制变形量能促进热轧过程中动态再结晶的形核过程,细化动态再结晶晶粒;提高热轧温度能促进热轧过程中动态再结晶的长大过程,粗化动态再结晶晶粒;不完全动态再结晶的热轧管材在固溶热处理过程中会发生已再结晶晶粒的异常长大,产生混晶,降低力学性能;提高轧制变形量和降低轧制温度可以细化固溶态管材的晶粒尺寸,提高力学性能。     

退火温度对纳米晶Incoloy800合金组织及力学性能的影响

通过95%大变形轧制制备了纳米晶Incoloy800合金，研究了退火温度对该合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，Incoloy800合金经过95%冷轧大变形后微观组织得到了显著细化，经500和600℃退火后晶粒尺寸在100 nm以内，经过700℃退火后晶粒尺寸在2μm以内。Incoloy800合金具有良好的组织稳定性。大变形轧制后Incoloy800合金强度显著提高，经过500和600℃退火后仍具有较高的强度，经过700℃退火后，其强度降低，但是塑性显著提高。强度的提高和良好的组织稳定性主要归因于大变形轧制后Incoloy800合金在退火过程中析出了大量均匀弥散分布的TiC和Cr₂₃C₆。     

冷变形及退火工艺对617B合金组织性能的影响

研究了冷加工变形量、退火温度和退火时间对617B合金管材组织及力学性能的影响。结果表明:随着变形量的增大,晶粒沿着最大主变形方向被拉长,形成了长条状的形变带,合金室温抗拉强度和屈服强度逐渐提高,延伸率下降;当退火温度从1080℃提高到1160℃时,随着退火温度的提高,合金的晶粒逐渐长大,抗拉强度和屈服强度降低,塑性提高,退火温度到1160℃以上继续提高温度,晶粒长大速度明显增大,强度和塑性变化不大;不同变形量下合金晶粒长大的激活能Q均远大于纯Ni的自扩散激活能,且Q值随着变形量的增加先升高后降低;合金晶粒长大指数η值随着退火温度的提高先增大后减小。     

航空用高强TA18钛合金管材的轧制工艺

通过试制不同规格的TA18实验管材,研究Q值、累积变形率以及退火温度对成品管的显微组织和力学性能的影响。结果表明:当变形率不大于55%,且Q值控制在0.53～1.14时,管材可顺利实现两辊轧制而不出现裂纹。随着变形率的增大,实验管材加工态的强度逐渐升高,塑性下降,但较小的变形率对塑性影响不大。随着退火温度的升高,管材的强度降低,塑性改善,加工硬化效应逐渐消除。另外,过小的变形率会造成管材的再结晶晶粒尺寸分布不均,进而导致塑性较低。经工艺优化,TA18实验管材的力学性能可达:UTS=920MPa,YS=755MPa,El=14%。     

热处理对TA34钛合金管材组织性能与成材率的影响

研究了热处理对TA34钛合金管材显微组织、力学性能及成材率的影响。结果表明，TA34钛合金管材冷加工态组织为细小模糊晶，纵截面呈现金属流线；经道次间普通退火+成品等温分级退火(T1制度)处理后，组织形貌为等轴α相，晶粒平均尺寸约为12μm;经道次间普通退火+最后一道次轧制前等温分级退火+成品普通退火(T2制度)处理后，组织形貌为等轴α相伴随有少量变形的片状α相，晶粒尺寸为12～18μm。经不同热处理获得的管材在293、77、20 K的测试温度下强度相当，且强度均随着测试温度的降低而上升；T1制度下管材的塑性随着测试温度的降低下降不明显，其塑性明显优于T2制度管材；T2制度管材的成材率为44.9%,相比T1制度(成材率为39.5%)提高5.4%。     

冷变形及退火工艺对低温用奥氏体不锈钢组织性能的影响

采用冷轧试验、退火试验、组织观察及力学性能检测等手段,研究了冷变形及退火工艺对低温用304L奥氏体不锈钢组织性能的影响。结果表明,随着冷轧变形量的增加,冷轧态组织晶粒沿着轧制方向被拉长后被破碎,形变带的密度逐渐增加,冷轧态钢板的强度提高,伸长率下降。随着退火温度的升高,再结晶晶粒尺寸逐渐变大,1120℃以后晶粒长大趋势明显提升,退火态钢板的强度降低,伸长率提高。退火时晶粒长大表观激活能随着冷变形量的增加而提高,在低温退火时,随着冷轧变形量的增加,晶粒尺寸逐渐减小,强度提高,伸长率下降,高温退火时趋势正好相反。     

不同轧制工艺参数条件下AZ31镁合金孪晶和织构的演变规律及其对力学性能的影响（英文）

为了考察轧制工艺参数对板材显微组织和力学性能的影响,通过不同温度和轧制变形量的热轧工艺得到具有不同晶粒尺寸、基面织构强度和孪晶类型的AZ31镁合金轧制板材。拉伸孪晶、压缩孪晶和双孪晶的体积分数与AZ31镁合金轧制板材的晶粒尺寸有关。当轧制温度为523 K、轧制变形量为10%时轧制得到的板材,三种类型孪晶的体积分数最高,此时晶粒尺寸最大。在轧制温度分别为523和473 K时,板材发生完全动态再结晶的临界变形量分别为30%和40%。拉伸实验结果表明:随着轧制变形量的增加,在第一阶段,轧制后板材屈服强度的提高主要依赖于晶粒细化强化和织构强化;当晶粒尺寸随变形量的增加不再发生明显的细化时,板材的屈服强度主要受织构弱化的影响。     

轧制变形量对小规格TC6钛合金棒材组织和性能的影响

研究了轧制变形量对TC6钛合金棒材组织和性能的影响,用金相显微镜观察了微观组织形貌,并测试了力学性能。结果表明:随着轧制变形量增加,TC6钛合金棒材初生α相合量增加,α相尺寸及组织均匀性明显改善;棒材试样屈服强度和抗拉强度随锻造变形量增加而提高,棒材试样断面收缩率随着轧制变形量的增加而降低(φ20 mmφ17 mm);φ25 mm棒材试样断面收缩率低于φ17 mm棒材试样的主要原因是组织均匀性差。     

多道次轧制不同变形量对铜镍合金管材组织和性能的影响

采用电子背散射衍射（EBSD）技术对冷轧后铜镍合金管材的组织进行分析。通过对第二道次冷轧不同变形量（3.19%、9.57%、19.37%、23.97%、31.78%）的C71500铜镍合金在管材轧制后的显微硬度、抗拉伸性能、微观组织、织构及其含量变化的研究,揭示该合金织构的变化规律。通过对铜镍合金管材晶界、织构的变化及晶粒尺寸进行分析,揭示了变形量与变形储存能的量化关系,这种关系可以通过小角度晶界的比例更直观地体现出来。随着加工率的增加,铜镍合金的屈服强度、抗拉伸强度和维氏显微硬度均呈现上升的趋势,而合金的塑性则呈现下降的趋势。研究结果为合理选择变形量以及形成特殊晶界的热力学提供依据,同时为后续铜镍合金管材的变形加工提供理论依据。     

制坯工艺对TA21钛合金冷轧管材组织与性能的影响

对TA21钛合金分别采用挤压和轧制+钻孔工艺制备成不同管坯,再经65%变形量冷轧成管材,然后进行700℃保温120 min真空退火,研究了不同制备工艺对冷轧管组织和性能的影响。结果表明:挤压制备的管材沿加工方向显微组织粗大,而轧制+钻孔制备的管材显微组织更加细密,强度较高,伸长率较好;经真空退火后,两种管材的显微组织均发生了再结晶,且晶粒尺寸均匀细小,两种管材的抗拉强度和屈服强度以及伸长率三种数值均接近,且高于GJB3423A-2008标准要求。     

轧制温度对汽车用ZK61镁合金组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、室温拉伸性能测试研究了不同轧制温度对ZK61镁合金板材组织与力学性能的影响。结果表明:在轧制温度300～420℃范围内,380℃轧制的ZK61镁合金试样内基本无孪晶组织,均匀性最好,晶粒平均尺寸9.6μm,晶粒最为细小;在420℃轧制的试样晶粒长大,组织均匀性下降。随着轧制温度的升高,抗拉强度逐渐降低,伸长率先升高后降低。在300℃轧制的试样抗拉强度最大,达到349 MPa。380℃轧制试样塑性最佳,伸长率达到24.2%。     

轧制变形量对连续挤压纯铜板带组织性能的影响

针对连续挤压-冷轧铜板带工艺,分析14mm×290mm的纯铜板坯及其冷轧轧制变形量分别为70%、89%(含退火)共4种铜板的显微组织结构和力学性能。结果表明,挤出板坯的横纵截面组织均为均匀的等轴晶粒,并存在少量的孪晶。随着轧制变形量的增加,纵截面开始逐渐形成冷轧纤维流线,而横截面则形成变形织构,组织不均匀。当轧制变形量达到89%时,板的延伸率低于5%,不利于后续精轧。经退火后重新形成均匀细小的等轴晶粒,延伸率提高到50%以上。板的抗拉强度随变形量的增加而变大,塑性降低,铜板产生了各向异性。     

轧制工艺对建筑用耐候钢显微组织的影响

采用热模拟试验和显微组织分析研究了变形温度、变形量等轧制工艺参数对09CuPCrNiMo耐候钢显微组织的影响。结果表明:09CuPCrNiMo耐候钢在变形温度740～860℃和变形量20%、60%轧制后的组织为铁素体与马氏体双相组织。随着变形温度的降低,钢的晶粒尺寸逐渐减小。随着变形量的增大,晶粒尺寸逐渐减小。在变形温度740℃和变形量60%的低变形温度大变形量下,钢的晶粒平均尺寸为3.4μm,晶粒细化最为明显。随着变形温度的升高,钢的组织中马氏体体积分数逐渐升高。随着变形量的增加,马氏体体积分数逐渐减少。     

不同异速比异步轧制7050铝合金的组织演变及力学性能（英文）

对7050铝合金铸锭进行了异速比为1.0、1.2和2.0的异步轧制实验,分析了轧制态及热处理后板材的组织及力学性能。结果表明,异步轧制板材心部变形程度远高于同步轧制板材,剧烈变形导致板材中产生变形带且随着异速比增加剪切带的密度显著增加;经热处理后,异步轧制板材晶粒尺寸比同步轧制减少约30%且分布更加均匀。另外,与小异速比轧制板材相比,大异速比轧制板材经固溶得到均匀细小组织所需的时间显著缩短。力学性能结果表明,异步轧制板材性能得到显著改善,经异速比为1.2异步轧制后的板材其T6态(475℃×1 h+120℃×24 h)强度性能最高(抗拉强度:615 MPa,屈服强度:537 MPa),同时具有优良的塑性(伸长率:15.8%),这主要是由于晶粒细化和均匀组织所致。     

轧制变形对高强高塑纳米结构珠光体1020钢的影响

采用铝热反应法制备了具有纳米结构珠光体的1020碳钢,并在600℃进行了20%~90%变形的轧制。结果表明:钢的组织由纳米晶铁素体基体和片层状珠光体相组成,铸态和20%、40%、60%、80%、90%变形量轧制后,铁素体平均晶粒尺寸分别为26.9、29.8、32.6、30.7、35.0和33.9 nm。随着轧制变形量的增加,珠光体体积分数基本不变,而珠光体组织中的渗碳体随轧制变形量的增加而逐渐破碎。在80%变形量轧制后,渗碳体破碎成亚微米颗粒,拉伸强度为517 MPa,伸长率为26%,1020钢的强度和塑性达到最佳组合。     

冷轧工艺对C HRA 5管材组织及力学性能的影响

研究了冷轧工艺对C HRA 5管材组织及力学性能的影响。结果表明：随着冷轧变形量的增加,冷态钢管的等轴晶粒沿着主变形的方向被拉长的效果越来越明显,逐渐形成纤维组织,其室温抗拉强度和屈服强度提高,伸长率下降;强度提高和塑性下降主要集中在冷轧开始变形量小于10%的阶段;随着变形量的增大,固溶后的平均晶粒尺寸缓慢减小,抗拉强度、屈服强度和伸长率变化不大。冷轧时Q值为0.85时钢管表面出现了大量微裂纹,Q值为1.28时钢管端部纵向开裂,Q值为1.00时钢管表面良好;Q值在试验范围内对管材力学性能影响不大。C HRA 5合金锅炉管冷轧时应尽量调整Q值接近1。     

3003-H16铝合金卷材生产过程中的组织演变

利用热分析仪、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等方法研究了3003-H16铝合金卷材生产过程中的组织演变。结果表明,晶粒尺寸、二次枝晶间距和金属间化合物尺寸从铸锭心部至铸锭表层逐渐减小。当均匀化温度为590 ℃时,α-Al晶体内析出细小颗粒状的Al₆Mn;随均匀化温度的提高,颗粒状析出相不断溶解并促进针棒状析出相长大;当均匀化温度为640 ℃时,针棒状析出相开始溶解,至650 ℃时完全溶解。金属间化合物Al₆(Fe,Mn)和Al₆Mn随均匀化温度的升高而变得圆滑球化,部分Al₆(Fe,Mn)在均匀化过程中转变为Al(Fe,Mn)Si。3003铝合金热轧卷材的晶粒组织在厚度方向上存在不均匀性,冷轧和中间退火后有所改善。3003铝合金卷材中的化合物沿轧制方向成行排列,具有明显的方向性,其中大尺寸化合物的比例随加工率的增大逐渐降低。均匀化可以改善3003铝合金的成分和组织均匀性,改善合金的塑性。变形加工在提高3003铝合金强度的同时降低了合金的塑性。中间退火过程中纤维状的变形组织转变为再结晶组织,消除了硬化现象,合金的塑性得到改善。     

冷变形对梯度结构316L不锈钢微观结构及力学性能的影响

对梯度结构316L不锈钢进行了不同变形量的冷轧制。利用X射线衍射和电子背散射衍射技术研究了轧制过程中钢的相组成和微观结构演变,揭示了结构演变引起的力学性能变化。结果表明,冷变形梯度结构316L不锈钢表面马氏体体积分数随变形量的增加而增加,晶粒在轧制过程中沿着轧制方向被均匀拉长并且细化,晶粒内产生大量的位错缠结、交割等亚结构。显微硬度逐渐提高并趋向于均匀化,拉伸强度得到显著提高,同时保持着良好的塑性。20%冷变形梯度结构316L不锈钢具有最优的强塑性能,其优异强度来源于轧制带来的晶粒细化、大量位错以及相变生成的马氏体相,而梯度结构协调粗细晶不均匀变形与马氏体相变的相变诱导塑性效应共同保证了其良好的塑性。