轧制变形对体育器材用纯钛组织和力学性能的影响

对商业纯钛板材沿轧制方向进行了25%、50%变形量的冷轧,随后进行了单轴拉伸试验,研究了轧制变形对体育器材用纯钛组织和性能的影响。结果表明,轧制大大细化了晶粒,材料强度获得极大提高。然而随着轧制变形程度增大而塑性下降,这主要是由于位错运动引起的。     

纯钛再结晶退火的组织演变和力学性能

对纯钛进行650℃×(10～90) min的再结晶等温退火处理.研究发现:保温开始阶段,晶粒尺寸增长速率较慢,由于热轧态下纯钛不同晶粒间晶格畸变能的较大差异,出现了晶粒竞争生长现象,保温初期晶粒尺寸差异明显,一些大晶粒内出现孪晶;在随后的加热过程中,由于晶体内高晶格畸变能,并伴孪生切变,晶粒生长过程中原子扩散速率逐步提高,晶粒增长速率增加,晶粒尺寸趋于均匀;保温60 min后晶粒增长速率降低.随再结晶等温时间延长,材料抗拉强度、屈服强度及硬度逐渐降低,塑性提高.屈服强度与晶粒尺寸符合Hall-petch公式σ-s=310+ 1167 d-1/2.     

ECAP对SLM纯钛组织演变和力学性能影响

等通道转角挤压（equal channel angular pressing,ECAP）成功对选择激光熔化（selective laser melting, SLM）制备的纯钛进行了改性处理。采用两通道夹角Φ=120°,ψ=20°的模具,在室温下对SLM制备的纯钛进行单道次变形改性处理,并对其显微组织和力学性能进行了评价。结果表明：SLM+ECAP纯钛试样组织细化,晶粒尺寸由13 μm减小到7 μm,位错密度增加。ECAP变形过程中,孪生和连续动态再结晶同时存在,拉伸与压缩孪晶的出现和位错密度的增加共同促使SLM+ECAP纯钛试样显微硬度增加了13%,屈服强度和极限抗拉强度分别提高了18%和20.4%,而延伸率略有减小。     

热轧变形量对高钛耐磨钢组织与力学性能的影响

通过不同总压缩比的实验室热轧、微观组织和析出相表征及力学性能测试等实验,研究了热轧变形量对经过轧后热处理的高钛耐磨钢组织和力学性能的影响.随着轧制变形量的增大,高钛耐磨钢的强度、韧性和塑性均有提高:屈服强度、抗拉强度和总延伸率从压缩比为3∶1时的1202 MPa、1437 MPa和7.4％分别提高到压缩比为30∶1时的...     

加工工艺对纯钛冷拉丝材组织和力学性能的影响

研究了纯钛丝材冷拉变形量及退火对组织和力学性能的影响。结果表明:纯钛坯料在α区温度进行30%~40%变形,随后在600~800℃退火能矫正过热组织;对于冷拉纯钛坯料,经过一定变形量的加工后采用600~800℃的退火处理,材料能够得到彻底软化,基本接近坯料力学性能;从两种试验方法的金相组织和数据比较中可以发现,当φ6.0mm热轧态纯钛坯料冷拉至φ4.0 mm即累积变形量达到55.56%后进行中间退火随后继续变形,材料的性能较为稳定。     

纯钛的热变形行为及显微组织演变

用Gleeble-3500热模拟试验机对退火态纯钛试样,在变形温度298~723 K、应变速率10~(-4)~10~1s~(-1)下进行热压缩试验,研究变形温度和应变速率对其热变形行为及组织演变的影响。结果表明:纯钛的压缩行为与变形温度和应变速率存在相关性;当应变速率一定时,流变应力随变形温度的升高而减小;当变形温度一定时,流变应力随应变速率的增大而增大。显微组织观察结果显示:在低温或高应变速率下变形时,形变组织主要为大尺寸等轴晶和孪晶,随着温度的升高或应变速率的降低,再结晶晶粒逐渐增多,孪晶数量减少,直至消失。     

变形量及热处理对高标纯钛管材组织与性能的影响

对高标Gr.2(TA2)纯钛管材冷加工变形量及热处理温度对室温力学性能及显微组织的影响进行分析。结果表明:冷加工变形量为48%时,经500℃热处理,局部出现少量等轴晶,90%以上为加工态组织;经550℃热处理,可获得晶粒尺寸小于5μm的细小等轴晶;冷加工变形量达到60%时,经500℃热处理,可获得晶粒尺寸小于5μm的细小等轴晶;当冷加工变形量为48%、热处理温度选择550~600℃,冷加工变形量为60%、热处理温度选择500~600℃,可获得满意的力学性能及显微组织。     

纯钛材与大变形纯钛材微弧氧化膜层的力学性能研究

采用微弧氧化法在纯钛材及大变形纯钛材表面制备了含钙、磷的多孔氧化膜层,研究膜层的微观形貌、硬度、膜基结合力、滚动摩擦磨损性能等性能,探讨钛基材组织细化对其膜层结构及力学性能的影响。结果表明:与纯钛材微弧氧化膜层相比,大变形纯钛材微弧氧化膜层表面微纳米尺度的孔洞更多,孔隙率更高(10.84%vs.9.68%),孔洞孔径更小(8.67μm vs.9.68μm),表面更平坦,锐钦矿相含量更高(43.13%vs.37.74%),膜-基结合能力更强(17 N vs.8N),摩擦系数较低(0.338 vs.0.358),耐磨性能更优,以上的膜层结构及力学性能的改善归因于其钛基材大变形化提高了晶体缺陷。     

退火温度对超细晶工业纯钛组织和力学性能的影响

采用等通道转角挤压对工业纯钛进行加工,获得了超细晶工业纯钛,并对超细晶工业纯钛在不同温度下进行短时退火,研究了退火温度对超细晶工业纯钛组织和力学性能的影响,研究表明,超细晶工业纯钛经300～400℃低温短时退火后,晶粒尺寸没有明显增大,基面织构增强,强度得到提升,产生退火强化现象,且保持良好塑性。随着退火温度提高,超细晶工业纯钛晶粒发生明显长大,强度逐渐下降。     

变形量对Ti-55531钛合金微观组织和力学性能的影响

为了进一步优化Ti-55531钛合金的锻造过程,分析了变形量对其微观组织和力学性能的影响。通过不同变形量下的镦粗实验,分析了Ti-55531钛合金锻后的微观组织,并对锻后样品进行了β退火+时效热处理,最后进行了拉伸测试。结果表明,随着变形量的增加,Ti-55531钛合金中初生α相的体积分数逐渐下降,热处理后初生α相消失,微观组织以次生α相为主。Ti-55531钛合金的平均强度随着变形量的增加逐渐下降,而其塑性随着变形量的增加逐渐增加,结合企业生产标准,同时为了避免各向异性,应将变形量范围控制在30%～50%。     

纯钛在高温大变形量下的加工性及变形模型

纯钛由于具有高的比强度,是出色的轻质结构件候选材料。通过大变形量塑性变形细化晶粒是一种可行的增加材料强度及塑性的方法。为了获得温加工及热加工变形所必须的力学性能参数,以往的研究重点均集中在材料的可加工性及流变应力曲线模型的建立上。掌握材料的高温流变行为是通过调整热加工工艺参数来改善其可加工性的重要依据。     

等温挤压变形量对TiB+TiC增强钛基复合材料组织和室温力学性能的影响

塑性变形在提高原位自生非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)强度的同时可改善塑性,但高的屈强比使其变形工艺非常敏感,压缩了适合变形的工艺区间,加大了变形加工难度。为此,提出了钛基复合材料(TMCs)等温挤压方法并成功制备出强塑性匹配较好的颗粒增强TMCs,研究了挤压变形量对其微观组织演化及综合性能变化规律的影响。结果表明,挤压过程中增强体TiB晶须和TiC颗粒断裂并实现二次分布,使TMCs中增强体分布得到合理有效控制,当挤压比从7增大到10时,TiB晶须长径比明显减小,但随后趋于稳定。随着变形量增加,α相内发生连续动态再结晶,形成与片层厚度相当的沿着原始片层呈竹节排布的细小等轴晶粒。从力学性能测试结果可知,在温度较低的两相区(985℃)进行等温热挤压变形,DRTMCs强度可达1 111 MPa,延伸率为15.7%,实现了较好的强塑性匹配。     

锻造与轧制工艺对纯钛组织与力学性能的影响

为了研究锻造和轧制这两种开坯工艺对纯钛板坯组织和性能的影响,在Gleeble-1500热模拟实验机上进行热压缩实验,通过单向拉伸实验测试锻造和轧制后板料的力学性能,在光学显微镜下观察采用两种开坯工艺加工后的显微组织。以变形温度（T）和应变速率的对数（lg）为坐标作图,根据lgZ值的斜率,即15.4和17.5,能够将纯钛塑性变形分成3个区,即三阶段加工硬化区、二阶段加工硬化区和流动软化区。在较高Z值的两种加工硬化区会有变形孪晶出现。两种开坯生产工艺对纯钛板坯组织和性能的影响主要体现在：锻坯微观组织出现变形孪晶,即晶内出现交叉孪晶,还有一些孪晶横穿晶界。然而,在轧坯中没有发现孪晶,其微观结构主要为等轴晶和板条状晶粒。拉伸实验和显微硬度测试结果显示,锻坯的屈服和抗拉强度及显微硬度均高于轧坯的。     

挤压温度对纯镁组织演变、力学性能和断裂行为的影响

利用光学显微镜、万能力学试验机和扫描电镜等研究了不同温度下挤压变形对铸态商业纯镁显微组织、力学性能和断裂行为的影响.结果 表明,挤压变形显著地细化纯镁的晶粒尺寸,极大地提高了纯镁的力学性能.经过挤压以后,纯镁的平均晶粒尺寸被细化到18.6 μm以下,最小达7.9 μm;挤压态纯镁的拉伸屈服强度提高到140 MPa以上,...     

预变形量对形变热处理2024铝合金组织和力学性能的影响

采用维氏硬度计、万能力学试验机、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等研究了预变形量对2024铝合金时效后力学性能和显微组织的影响。结果表明：随着预变形量的增加,合金的时效响应速度加快,硬度达到峰值的时间逐渐缩短,硬度峰值呈现先增加后减小的趋势。当预变形量为2.0%时,合金经190℃×7 h的峰时效,能够获得比较理想的强塑性匹配,其屈服强度达到489.7 MPa,抗拉强度达到509.4 MPa,断后伸长率为11.3%。这是因为当预变形量为2.0%时,合金中S相的数量增加而尺寸减少,能够有效阻碍位错运动,显著提高合金的强度,但会降低塑性。     

轧制变形量对汽车用7075铝合金组织和力学性能的影响

采用OM、TEM、室温拉伸测试研究了热轧变形量对热轧态和热处理态7075铝合金组织和力学性能的影响规律。结果表明:当轧制温度440℃时,随着变形量的增加,7075铝合金组织中动态再结晶越来越完全。变形量超过80%后,试样组织中发生完全动态再结晶。经固溶时效的试样,随着变形量的增加,晶粒尺寸先减小后增大,变形量80%时平均晶粒尺寸最小,达到39μm。试样强度先增加后减小,伸长率逐渐增大。变形量80%时,试样强度达到最大值,抗拉强度和屈服强度分别达到541 MPa和467 MPa。     

大变形金属钛的微观结构和力学性能

对经过大变形(轧制加表面机械研磨处理(Surface Mechanical Attrition Treatment,简称SMAT)处理)后的商业纯钛(C.P.Ti)的微观结构和力学性能进行了研究。结果表明:经过轧制和SMAT处理后的Ti微观结构分了3层且成梯度变化,最外层是一薄层非晶,次表面是纳米晶,芯部是超细晶粒。力学性能也存在梯度变化,硬度从表面到芯部逐渐减小,残余应力在表面为压应力,往芯部逐渐变成拉应力。多层结构钛(Multilayered hierarchical structure Ti,简称MHS-Ti)和超细晶粒钛(Ultrafine grained Ti,简称UFG-Ti的屈服强度明显大于C.P.Ti。MHS-Ti和UFG-Ti的屈服强度相近,随着应变的增大,MHS-Ti的强度增加得多,显示了优异的加工硬化性能。     

冷轧变形量对2519铝合金组织与力学性能的影响

通过显微硬度、拉伸测试,透射电镜分析等手段研究了形变热处理工艺对2519铝合金组织与力学性能的影响.结果表明:冷轧变形加速了2519铝合金在165℃下的时效过程,缩短了峰值时效时间,并随冷轧变形程度的增加,析出强化相θ'相愈弥散、愈细小,这些弥散而细小的θ'相有利于阻碍位错的运动,从而提高合金的强度;随冷轧变形量的增加2519铝合金中的无沉淀析出带逐渐变窄,合金的伸长率逐渐降低.2519铝合金时效前的冷轧变形量应在10%～15%之间.     

热轧变形量对7055铝合金组织与力学性能的影响

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对7055铝合金进行了热压缩试验,利用OM和EBSD方法分析在不同变形量下热压缩试样的组织特征,观察合金在热处理后的金相组织形貌并进行力学性能测试,研究了变形量对7055铝合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,变形量显著影响7055铝合金的热变形组织.随着变形量的增加,晶粒被显著拉长,晶界处的粗大第二相沿晶界被拉长,甚至被破碎.7055铝合金局部发生动态再结晶,应变诱发晶界迁移为主要的动态再结晶机制.7055铝合金热处理后的再结晶体积分数越小,包含亚结构的未再结晶组织多时,有利于合金获得较高的力学性能,变形量达到79％时,综合力学性能最佳.