拉拔和轧制变形铝导线的结构演化及力学与导电性能

对工业用A4纯铝进行拉拔和轧制两种塑性变形,研究了纯铝导线材料的微观结构演化、强度和导电率。结果表明:在变形量较小时拉拔变形和轧制变形后纯铝铝导线主要由拉长晶粒组成,这些拉长晶粒由位错亚结构组成的小角晶界组成;在相近的等效应变变形情况下,轧制样品中高角晶界的比例更高。拉拔变形后样品的强度和塑性均优于轧制变形后的样品。拉拔变形使材料具有更高强度和导电率。探讨了材料的导电性与形变强化间的关系。     

退火态工业纯铝导线强度-导电率关系演变规律

架空导线在长时间长距离输送电力过程中,其性能会因自身电阻产生的热效应而发生变化。在不同温度下对架空输电导线用工业纯铝线进行退火处理以模拟其服役状态,研究了退火态铝线屈服强度-导电率关系演变规律,并与拉拔态工业纯铝线的进行了对比。结果表明:退火态与拉拔态工业纯铝导线的屈服强度和导电率之间均成反比关系;退火态工业纯铝线屈服强度-导电率曲线位于拉拔态工业纯铝线的上方;退火过程中形成的平衡态大角晶界是工业纯铝线高强度、高导电率的主要原因。     

135°ECAP+旋锻变形工业纯钛的热稳定性研究

对经过135°ECAP+旋锻变形后的工业纯钛100,150,200,250,300,350,400,450℃和500℃下保温1h退火。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸试验机及显微硬度仪等技术研究ECAP+旋锻变形工业纯钛退火后的组织与性能变化。结果表明:在400℃以下退火时,显微组织中位错密度降低,晶界逐渐清晰,变形组织未发生明显变化,材料的抗拉强度和显微硬度略有降低,伸长率增加不明显;在400℃以上退火时,随着退火温度的升高,发生再结晶,晶粒尺寸明显增大,平均晶粒尺寸约为5μm,材料的抗拉强度和显微硬度均出现明显降低,伸长率增加。拉伸断口表明,ECAP+旋锻变形退火后工业纯钛的拉伸断裂均为韧性断裂。随着退火温度的升高,韧窝尺寸变大,韧窝深度变深。     

在A6电工铝导线的冷拉拔过程中织构的演变

用宏微观织构分析方法研究了A6铝导线冷拉拔过程中的织构演变。结果表明,这种导线在拉拔过程中形成以111和100丝织构为主的形变织构,随着变形量的增大100织构减少、111织构增强。形变织构沿导线的径向呈不均匀分布:在中等形变量情况下,从导线表层至中心织构由强100织构(体积分数~52%)过渡到强111织构(体积分数~55%);在高应变量情况下,径向织构梯度减弱,通体形成强111织构(各层的111织构体积分数超过70%)。同时,在拉拔过程中导线心部的硬度比表层的高,表明织构对导线强度及沿径向分布梯度起重要作用。用调整拉拔工艺可对位错密度和织构及其分布进行优化,进而提高导线的强度和导电性能。     

工业纯钛低温拉伸和循环变形中的孪生行为

在-196℃下对钛进行了拉伸和低周循环变形,观察分析了变形后试样的微观组织.结果表明,工业纯钛在-196℃拉伸变形后,强度比在室温下拉伸变形有了明显的提高,塑性也有明显的增加;在-196℃下循环变形时,循环应力-应变曲线位于-196℃静拉伸应力-应变曲线的上方,显示出明显的循环硬化特征.微观组织观察表明,-196℃拉伸及循环变形试样中存在着大量的孪晶,且孪晶数量随着循环应变幅及循环周次的增加而增加.在工业纯钛-196℃下的拉伸及循环变形中孪生起重要作用.     

退火温度对小变形拉拔Cu-0.08Ag合金组织性能的影响

目的 在分析变形量为25%的小变形拉拔加工Cu-0.08Ag合金组织与性能的基础上,研究不同退火温度对小变形拉拔Cu-0.08Ag合金微观组织、力学性能和导电性能的影响规律,为Cu-Ag合金电磁线漆包工艺的制定提供参考。方法 利用电子背散射衍射(EBSD)技术对Cu-0.08Ag合金小变形拉拔及200~500 ℃不同温度退火1 h后的样品进行组织表征,结合显微硬度计、拉伸试验机和电阻计等手段对性能进行综合分析。结果 经变形量为25%的小变形拉拔后,Cu-0.08Ag合金等轴晶组织部分晶粒沿变形方向被拉长,<111>和<100>取向占比均增大,应力集中分布在<111>晶粒内,屈服强度提高了270%,而电导率仅下降了4.1%IACS。小变形拉拔Cu-0.08Ag合金的软化温度为350 ℃。与小变形拉拔态相比,在300 ℃及以下退火时显微组织和力学性能未发生明显变化,而电导率提升了2.9%IACS。在400 ℃及以上退火时,无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒,并产生大量的退火孪晶,晶粒取向随机分布,力学性能和电导率与小变形拉拔前的相当。结论 在300 ℃以下退火后,小变形拉拔Cu-0.08Ag合金在保持较高屈服强度的同时,其电导率也获得了提升,可获得强度和电导率良好的匹配关系。     

GH4133A合金多火次锻造工艺研究

对GH4133A合金进行了多火次热模锻造实验,探索了不同锻造温度和变形量在不同火次变形后的晶粒度、室温拉伸和700℃拉伸性能。结果表明:当在1080℃以10%进行多火次锻造时,GH4133A合金晶粒度以及室温拉伸性能随着锻造火次增加而提高,700℃拉伸强度接近;当多火次变形量为30%时,晶粒度、室温拉伸和700℃拉伸强度均是二火次成形最高。以1160℃进行多火次热模锻造后合金的700℃拉伸性能优于以1080℃锻造时。上述实验结果与晶粒度、拉伸变形时晶粒变形方式、每种变形方式下晶粒的参与量和每种变形方式的持续时间有关。     

退火对ECAP纯铝组织结构、力学及腐蚀性能的影响

为研究高温后超细晶纯铝的力学性能和耐腐蚀性能变化,本文在室温下对99.6%的纯铝(CP-Al)进行等通道转角挤压(ECAP)后,获得超细晶纯铝.在8道次、Bc挤压路径,不同退火温度下,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、单向拉伸与硬度测试及电化学测试分析,对其力学性能、组织结构、耐腐蚀性进行了研究.实验结果表明,随着退火温度的升高,8道次ECAP纯铝的强度和硬度降低,塑性逐渐提高;其在未退火及150、250、350 ℃退火后的硬度和抗拉强度分别为99.4HV,279.6 MPa、94HV,276.2 MPa、80HV,220.6 MPa、47HV,209.5 MPa;延伸率分别为4.89%、5.68%、9.81%、12.10%;晶粒尺寸由612 nm增加到1 314 nm,晶面取向发生变化.在质量分数为3.5% NaCl溶液中,对8道次ECAP纯铝在不同退火温度下分别进行了极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试,并观察了显微结构图,结果表明,ECAP 8道次挤压后,随着退火温度的增加纯铝的腐蚀电流密度由未退火时的5.756 μA/cm²略减少到150 ℃的5.732 μA/cm²,而后增加到300 ℃的6.846 μA/cm²,腐蚀形貌发生改变.退火温度为150 ℃时,纯铝表现出更好的耐腐蚀性能,这是由于退火温度增加会减少材料缺陷,但晶粒增大对耐腐蚀性的抑制高于材料微观结构改善对耐腐蚀性的促进.     

预变形对X90管线钢显微组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、冲击试验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度测试仪等研究了0.5%~6%预拉伸变形对X90管线钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着预拉伸变形量的增加,X90管线钢晶粒增大,位错塞积导致强度增加,均匀延伸率下降,呈现典型的加工硬化特点,抗拉强度的增幅要小于屈服强度,屈强比增大;随着变形量的增加冲击吸收功逐渐由291J减小至235J,冲击试样断口的韧窝减小,伴随第二相粒子析出;显微硬度中间层较边缘区增加少,预拉伸在6%时边缘显微硬度为325HV。X90管线钢的预拉伸在4%以内能保证管线钢的正常服役。     

高碳钢丝拉拔过程中的组织性能演变

研究了拉拔及镀锌过程中珠光体钢丝的微观组织及力学性能的演变规律,并分析了强化机理和镀锌过程渗碳体的球化机理.研究表明:初始高碳盘条中珠光体片层随机排列,存在强度较弱的<110>纤维织构;铁素体和渗碳体两相在拉拔过程中协同变形,随着拉拔应变量的增加,随机取向的珠光体片层通过偏转和扭折变形逐渐形成平行于拉拔方向的显微状组织,位错密度逐渐增高,渗碳体和铁素体的片层间距逐渐减小,晶粒尺寸减小形成细晶强化效应,随着拉拔过程<110>织构强度逐步增强,钢丝的抗拉强度、屈服强度、显微硬度均快速上升;与拉拔钢丝相比,镀锌钢丝渗碳体部分球化,<110>织构强度稍有减弱,导致钢丝的抗拉强度、屈服强度、显微硬度均有所下降.     

Al-V含量对TiH2粉制备钛基合金性能的影响

为了揭示Al-V含量对钛基合金性能的影响,以TiH₂粉、Ti粉为原料,制备不同含量铝、钒(质量分数:0,2.5%,5%,7.5%,10%)的钛合金试样,通过对样品的力学性能、物相、显微组织、断口形貌的分析,研究了铝钒含量对合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明:两种原料对应烧结试样的相主要由密排六方结构α-Ti和少量的体心立方结构β-Ti构成,铝钒含量的增加对烧结样品物相的相对含量无明显影响,但XRD衍射峰稍向右偏移;纯TiH₂和纯Ti烧结试样为等轴组织,加入铝、钒合金元素后纯TiH₂粉对应的组织为片状组织,纯Ti粉对应的组织以等轴为主,随铝、钒的增加,对应组织形貌变化较小;纯TiH₂和纯Ti烧结样品的抗拉强度分别为562.88和513.44 MPa,强度较低,但延伸率高,分别为28.15%和29.09%;随铝、钒含量的增加,TiH₂和Ti对应样品的强度、硬度增加,延伸率下降,最大强度值分别为914.10和937.23 MPa,对应的延伸率分别为7.60%和10.89%。随铝钒含量的增加两类合金的脆性增加,塑性降低,加入铝钒后纯TiH₂粉对应试样断口形貌主要呈条形花样和少量韧窝,纯Ti粉对应试样断口以韧窝为主。     

AlSi合金中间层对铝/镁扩散连接界面组织性能的影响

以Al-10Si合金粉末和纯Al粉混合(质量比为1∶1)粉末为中间层,在450℃下保温1 h,对工业纯铝和工业纯镁进行了扩散连接。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)分析了界面区域的微观组织和元素分布。结果表明,在450℃下保温1 h,混合粉末与铝、镁两侧基体间发生元素扩散,形成梯度结构的反应层,反应层从铝侧向镁侧依次为Al_3Mg_2层(Ⅰ)、Al_(12)Mg_(17)层(Ⅱ)、富硅相层(Ⅲ)和Al_(12)Mg_(17)+δ-Mg(Ⅳ)共晶层。反应层总厚度约为520μm,且富硅相层的厚度大于其它3层。硬度测试结果显示,Al和Mg两侧基体的平均硬度(HV)分别为242和478 MPa,靠近Al侧的Al_3Mg_2化合物层硬度最高,硬度值为2520 MPa; Al_(12)Mg_(17)+δ-Mg共晶区域的平均硬度为2100 MPa,而富硅相层区域的平均硬度为1980 MPa。拉伸剪切试验结果显示,增加AlSi合金中间层后,Al/Mg异种金属扩散连接界面结合强度达到23 MPa;拉伸剪切断口XRD分析表明,断裂位置位于硬度值最高的Al_3Mg_2化合物层,拉伸断口呈现典型的脆性断裂特征。     

中间形变热处理对2A97铝锂合金组织和性能的影响

通过室温拉伸、晶间腐蚀、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)等测试方法,对中间形变热处理过程中进行不同压缩变形量处理的2 A97铝锂合金厚板短横向室温拉伸性能、晶间腐蚀性能和合金的宏微观组织进行了系统研究.结果表明,随压缩变形量的增加,合金再结晶程度提高,强度和伸长率先增加后降低.压缩变形量为20％时,再结晶晶粒细小,晶粒内包含均匀弥散分布的δ'相,晶界处的δ'相断续分布,合金的拉伸性能最好,伸长率明显提高;压缩变形量为25％时,合金的耐晶间腐蚀性能最好.合金的拉伸性能和腐蚀性能是由晶粒形貌和析出相的数量及分布共同作用的结果.     

搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料

为了制备晶粒细小、 组织均匀的复合材料, 提高材料的力学性能, 用搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料, 并对不同碳纳米管含量的复合材料的微观结构、 拉伸性能及断口形貌进行分析。结果表明: 碳纳米管添加到铝基体中, 搅拌摩擦中心区晶粒细小, 碳纳米管与基体之间结合良好, 未发现明显的缺陷; 碳纳米管对基材有明显的强化作用, 铝基复合材料抗拉强度随着碳纳米管含量的增加而提高; 碳纳米管体积分数为7%时, 抗拉强度达到201 MPa, 是基材的2.2倍; 复合材料在宏观上呈现脆性断裂特征, 微观上呈现韧性断裂特征, 其断裂机制以CNTs/Al界面脱粘、 基体撕裂和增强体断裂为主。      

CuAINiMnTi形状记忆合金的力学行为

研究了两种不同成份(主要指含Ti量不同)的CuAlNiMnTi形状记忆合金的拉伸强度,断口形貌以及时效的影响,同时用动态法测定了这种材料的杨氏模量(E)。结果表明,Ti量增加,合金晶粒减小。拉伸强度增大。含Ti0.56(wt)％的合金室温拉伸强度可达500MPa,断口形貌是沿晶、穿晶混合型;时效后强度明显增加(7600MPa),断口形貌无明显变化,仍是沿晶,穿晶混合型。合金的弹性模量(E)接近100GPa,温度升高,弹性模量逐渐降低。     

低碳钢在Ae3以上形变诱导铁素体的形成和性能

对低碳钢在Ae_3以上进行了单道次快速大形变量变形,测定了材料在高温变形前后的室温拉伸曲线并观察其断口形貌。对结果的分析表明,低碳钢在Ae_3以上的温度发生形变诱导铁素体相变,是形成超细晶粒(3μm左右)的主要原因。应变速率大于0.1 s~(-1)时,可诱导形成铁素体晶粒,且随着应变速率的提高铁素体分数增加而晶粒尺寸减小;当应变速率大于10 s~(-1)时铁素体分数达到饱和,晶粒尺寸的变化不大。与先共析铁素体相比,形变诱导铁素体的强度和硬度大大提高,低碳钢Q235的屈服强度由250 MPa左右提高到510 MPa,抗拉强度则达到615 MPa,而形变诱导铁素体的塑性有所降低,但仍保持较高的水平。     

TRIP钢的动态拉伸变形行为研究

在气动式间接杆杆型冲击拉伸试验机上对二种TRIP钢的拉伸性能随应变率的变化进行了研究,对强度随应变率的变化以及断口形貌和孔洞与变形的关系进行了分析.研究结果表明:TRIP钢在所研究的应变率范围对应变率是敏感的,屈服强度和抗拉强度随应变率增加明显提高.SEM分析发现,TRIP钢断口体现为典型的延性断裂特征,而且残余奥氏体的变形诱发相变对孔洞形成位置的影响使得其具有较好的延性.     

动态流量控制法挤出镁合金三维弯曲管件

为了开发新的弯管件加工工艺,提出了一种动态调整传统分流挤压模具中分流孔内金属流量(dynamic flow control extrusion,DFCE)的挤压变形方法.在带有辅助调控挤压杆的630 T卧式挤压机上挤出镁合金弯管件,采用OM、SEM、TEM、拉伸试验等方法,研究了DFCE制造的镁合金弯管件的晶粒细化方式、微观组织结构和性能.结果表明:在变形温度450℃、直管挤压速度3 mm/s、弯管挤压速度1.5 mm/s、辅助调控挤压杆速度30 mm/s时,成功挤出变形均匀的弯管件;挤压后的直管部分和弯管部分的晶粒尺寸分别为7.9和12.8μm,且合金晶粒大小均匀;弯管部分室温拉伸强度和屈服强度分别由217和124 MPa提高到296和179 MPa,延伸率由12.9%提高到26.2%.DFCE挤压变形可以显著细化AZ91镁合金晶粒,其挤压过程中晶粒细化机制为位错驱动和动态再结晶,机械性能较铸态大幅度提高,坯料和挤出合金的拉伸断口分别呈现为准解理断裂和韧窝断裂的特征.     

铝合金板材拉伸变形时橘皮成因的研究进展

本文对铝合金板材拉伸变形时橘皮成因的研究进展进行了评述。首先展示了有无橘皮板材在各种检测仪器下拉伸变形前后的表面形貌、表面滑移带、粗糙度和拉伸断口的形貌,并展示了纳米硬度的测量结果和表征。进一步介绍了最近关于橘皮形成的电子背散射衍射技术(EBSD)的研究成果和X射线对有无橘皮样品的织构测量结果,结合样品的显微组织和力学性能深入分析了橘皮的成因。一系列的结果表明,拉伸变形以后表面橘皮的出现与拉伸变形过程中产生的织构密切相关,而织构的生成又与拉伸过程中晶粒变形的不均匀性有关;晶粒的大小将明显影响变形的不均匀性和织构的生成,粗晶粒比细晶粒更容易产生不均匀变形、晶粒转动和织构,从而导致拉伸变形后生成表面橘皮。由此介绍了粗晶粒和细晶粒拉伸变形后表面状态的示意模型,同时建议对橘皮的形成进行进一步的研究和分析,以完善橘皮成因的定量描述。     

冠脉支架用CoCr合金管材拉拔工艺与组织分析

对大变形轧制后的CoCr合金管坯在不同退火条件下进行热处理，通过金相显微镜、电子拉伸试验机等分析手段，检测成品管的显微组织及力学性能，分析热处理参数对试样拉伸性能和显微组织的影响，并研究拉拔变形量对试样拉伸性能和显微组织的影响。结果表明：温度为1 100℃、保温时间为10 min,管材的析出物较少，有很好的强塑性匹配，可保证管材的后续顺利拉拔。随着变形量增加，管材晶粒逐渐破碎，并被拉拔成平行于拉拔方向的纤维状，其抗拉强度增大，延伸率减小，变形量为15%时，管材屈服强度显著提高，后续趋于平缓。本研究为制备不同强塑性管材提供依据。