体育器械用Mg-Al-Sn合金的变形行为研究

以体育器械用Mg-Al-Sn合金为研究对象,通过控制轧制变形温度和轧制变形量,研究其轧制变形行为。结果表明,变形温度高于200℃时,合金发生动态再结晶,塑性得到明显改善。200℃是改善合金塑性的临界温度。     

汽车用Mg-Al-Sn合金的室温变形行为

以热轧Mg-Al-Sn合金板材为研究对象,对轧制试样进行了250~450℃的退火处理,研究了晶粒尺寸和应变速率对Mg-Al-Sn合金室温变形行为的影响,并分析了其作用机理。结果表明,随着退火温度升高,合金的晶粒尺寸逐渐增大,在整个退火过程中,除了个别晶粒发生了异常长大外,晶粒尺寸的分布都较为均匀。随着晶粒尺寸的增加,在同一应变量下,孪晶数量增加,且随着应变量的增加,合金中孪晶的数量逐渐增加。两种晶粒尺寸的合金随着应变速率的降低,合金的屈服强度与抗拉强度不断降低,而伸长率则不断增加。随着应变量的增加,合金中孪晶的体积分数逐渐增加;在同一应变量下,10-2 s-1下的合金中孪晶体积分数都大于10-4 s-1下的合金。     

纳米CoCrCuFeNi高熵合金原子尺度的实时变形行为（英文）

通过分子动力学方法分别在2×10⁸～1×10¹⁰s^-1的不同应变率和10～1200 K的不同温度下进行拉伸试验,并研究纳米CoCrCuFeNi高熵合金的实时变形行为。结果表明,在高温和低应变速率下的主要变形机制是晶界滑移。随着温度的降低和应变速率的增加,位错滑移取代晶界滑移来控制塑性变形,进而提高合金的强度。此外,为进一步研究晶界对力学行为的影响,对具有不同晶粒尺寸的合金进行模拟。结果发现,当晶粒尺寸过小时,纳米高熵合金的强度随着晶粒尺寸的增加而增加,表现出反Hall-Petch关系。     

2099合金的热变形行为及组织演化

采用热压缩试验、方差分析和TEM技术研究变形条件对2099合金流变行为的影响规律和组织演化特征。结果表明:随着应变的增加,2099合金流变应力经历了过渡变形和稳态变形两个阶段。在显著性水平为0.01条件下,变形温度和应变速率对2099合金流变应力的影响高度显著,表明该合金为正的应变速率和负的变形温度敏感性材料。且随着应变的增加、变形温度的升高和应变速率的降低,合金组织依次经历了无规则的位错缠结→多边形化→晶界弓出形核+亚晶合并→再结晶晶粒长大过程。当变形温度为460℃、应变速率为0.01 s-1、应变量为1.1时,合金可获得细小的再结晶组织。     

GH79合金高温变形行为及变形机理研究

利用Gleeble-3800热压缩模拟试验机,对GH79合金高温热变形行为及变形机理进行了系统的研究。以高温压缩实验为基础,以高温压缩过程的力学行为特征及微观组织演变规律为主线,获得了该合金在不同应变速率、不同变形温度下的应变速率敏感性指数m值、变形激活能Q值、晶粒指数p值的变化规律。分别构建了不同失稳判据下的动态DMM热加工图及包含位错数量的变形机理图。应用热加工图理论分析了该合金的适合成形加工区和流变失稳区,运用变形机理图预测了该合金高温变形过程基于柏氏矢量补偿的晶粒尺寸、模量补偿的流变应力下的位错演变规律及高温变形机理。     

TC21合金的热压缩变形行为及变形机理

对TC21合金的热变形行为进行研究,通过对该合金变形过程中应变速率敏感性指数m值、热变形激活能Q、晶粒指数P的计算,得出不同应变速率和温度下m值、Q值和P值的变化规律。在绘制动态DMM模型热加工图的同时构建含位错数量的双相钛合金高温变形机理图。应用热加工图分析TC21合金热变形工艺,确定加工失稳区以及适合加工区域。运用双相钛合金高温变形机理图,根据不同温度下TC21合金柏氏矢量补偿的晶粒尺寸、模量补偿的应力值和位错数量预报该合金的热变形机理。     

GH625合金的动态再结晶行为研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了GH625合金在变形温度为950～1150℃,应变速率为0.001～5s-1条件下的热变形特性,并用OM和TEM分析了变形条件对微观结构的影响。结果表明:当应变量很小时,该合金没有发生再结晶,直到应变量达到0.1时才开始有再结晶晶粒析出。随着变形温度的升高,再结晶晶粒尺寸增大,位错密度降低;当温度较低时显微结构中可以观察到孪晶。当变形温度一定时,随应变速率的增大,再结晶的形核率增大且晶粒变小,位错密度变大;而当应变速率较低时,再结晶进行得比较充分,晶粒尺寸较大。根据实测的应力-应变曲线,获得了该合金发生动态再结晶的临界应变εc和峰值应变εp与Z参数之间的关系:εc=2.0×10-3.Z0.12385,lnεp=-6.02285+0.12385lnZ。此外,还采用定量金相法计算出了合金的动态再结晶体积分数,并建立了该合金动态再结晶的动力学模型:Xd=1-exp[-0.5634(ε/εp-0.79)1.313]。     

Mg-8%Li合金的高速冲击变形行为

利用Hopkinson压杆进行动态冲击压缩试验,测试了不同应变速率下Mg-8%Li合金的动态应力-应变曲线;分析了Mg-8%Li合金动态应力-应变行为的应变速率效应及其变形局部化现象与形成条件.结果表明,Mg-8%Li合金的动态应力-应变曲线随应变速率提高而先升高后降低,即Mg-8%Li合金的应力-应变行为由正应变速率效应向负应变速率效应转化,其应变速率效应转折点与显微组织中出现的变形局部化现象有密切关系,而且该合金在应变速率提高(3700/s→4600/s)后,产生变形局部化需要的应变下降(0.28→0.185),表明Mg-8%Li合金要形成变形带,必须使材料在一定的应变速率下获得相应的应变.     

Ti-1300合金的晶粒长大行为

对Ti-1300合金在固溶处理过程中晶粒的长大行为进行系统研究。结果表明:当固溶温度低于β转变温度时,未溶解的α相使得晶粒长大缓慢;在高于β转变温度固溶处理时,晶粒随着温度升高而快速增大。晶粒长大动力表明:在840~950℃固溶处理时,β晶粒的长大规律可用D=1.13×1010 exp(-2.1×104/T)描述,且晶界迁移的表观激活能为Q=350 k J/mol。当固溶温度为840、870和900℃时,晶粒长大指数随固溶温度升高而增加,分别为0.31、0.55、0.56。     

Effects of strain accumulation on the superplastic deformation behavior of 7075 Al alloy

The superplastic deformation behavior of a fine-grained 7075 Al alloy has been investigated within the framework of an internal variable theory for inelastic deformation. The theory takes the dislocation glide process within and across the grain boundaries (grain matrix deformation (GMD)) as the major accommodation mechanism for the grain boundary sliding (GBS). The flow curves were obtained by performing a series of load relaxation tests at the various prestrain values to examine the effects of accumulated strain on the superplastic deformation behavior. The most significant result obtained in this study is that the grain boundary characteristics change gradually with the strain accumulation from an initially Newtonian viscous flow signified with the power index value of M _g =1 to a non-Newtonian flow with the value of M _g =0.5 commonly observed in the various microduplex alloys such as Ti-6Al-4V. The variation of GBS characteristics with the prestrain is then examined by observing the microstructural evolution with the strain through the use of transmission electron microscopy (TEM).     

锻态TB6钛合金热变形行为及组织演变

在THERMECMASTER-Z型热模拟试验机上,对锻态TB6钛合金在真应变为0.92、变形温度为800℃～1150℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验,分析合金在β单相区条件下的热变形特点,并观察金相组织。结果表明,应变速率对合金流动应力的影响较显著;而变形温度对合金流动应力的影响在较高应变速率时较大,在较低应变速率时较小。动态再结晶晶粒尺寸和动态再结晶体积分数,随温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小。从晶粒细化和动态再结晶组织均匀性考虑,当真应变为0.92时,变形温度选择在950℃～1050℃之间,应变速率选择在0.01s-1为宜。     

TC4合金高温拉伸变形力学行为与微观组织演变关联研究

基于TC4合金高温恒应变速率拉伸试验和微观组织观察,研究了工艺参数对TC4合金流动应力、应变速率敏感性指数、应变硬化指数和微观组织演变的影响规律,获得了TC4合金高温拉伸变形时宏观力学行为与微观组织演变的关联机制。结果表明:当变形温度为1123~1213 K、应变速率为0.1 s-1时,TC4合金的拉伸应变不超过0.7就会出现局部颈缩并导致开裂;当应变速率为0.01 s-1、变形温度为1183 K时,TC4合金的应变速率敏感性指数m值最大,归因于该变形条件下初生α相呈等轴状且较细小;当应变速率为0.01 s-1时,随着应变增加,应变硬化指数n值呈逐渐减小的趋势,归因于加工硬化和动态软化的共同作用;随着变形温度升高,初生α相由长条状转变为等轴状,随着应变速率增加,初生α相呈现出明显的取向性,不利于晶界滑动或旋转;应变对初始α相形貌和含量影响较小,但对次生α相影响显著。     

Compressive deformation behavior of AZ31 magnesium alloy under quasi-static and dynamic loading

Compressive properties of AZ31 alloy were investigated at temperatures from room temperature to 543 K and at strain rates from 10-3to 2×10 4s-1.The results show that the compressive behavior and deformation mechanism of AZ31 depend largely on the temperature and strain rate.The flow stress increases with the increase of strain rate at fixed temperature,while decreases with the increase of deformation temperature at fixed strain rate.At low temperature and quasi-static condition,the true stress-true strain curve of AZ31 alloy can be divided into three stages(strain hardening,softening and stabilization) after yielding.However,at high temperature and high strain rate,the AZ31 alloy shows ideal elastic-plastic properties.It is therefore suggested that the change in loading conditions(temperature and strain rate) plays an important role in deformation mechanisms of AZ31 alloy.     

挤压态AM30镁合金的动态力学行为及变形机制

采用分离式Hopkinson压杆和反射式拉杆装置在室温对挤压态AM30镁合金进行动态压缩和拉伸试验,分析AM30镁合金在沿挤压方向(ED)和横向(TD)压缩和拉伸时的变形机制,计算AM30镁合金在ED和TD方向压缩和拉伸时的应变速率敏感系数,并通过SEM观察断口形貌。结果表明:沿ED方向压缩时,拉伸孪晶{1012}1120是主要变形机制,屈服强度对应变速率不敏感;沿ED方向拉伸以及TD方向压缩和拉伸时,拉伸孪晶不能启动,位错滑移参与变形,应变速率敏感系数提高;AM30镁合金在ED方向表现出很强的拉压不对称性,压缩/拉伸屈强比约为0.38,在TD方向则无明显的拉压不对称性;AM30镁合金在动态压缩和拉伸时断口形貌呈韧脆混合的断裂特征。     

Cu-Cr-Zr-Ce合金的高温热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟试验机上通过高温等温压缩试验,对Cu-0.4Cr-0.15Zr-0.05Ce合金在应变速率为0.01 ～5 s-1、变形温度为600 ～800℃的动态再结晶行为以及组织转变进行了研究.结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大.同时从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的热变形激活能Q为495.8 kJ/mol,同利用逐步回归的方法建立了该合金的流变应力方程.利用光学显微镜分析了形变温度对该合金在热压缩过程中的组织演变及动态再结晶形核机制的影响规律.     

GH4169合金的高温变形行为

通过高温拉伸实验对GH4169合金的加工硬化特性进行了研究,采用扫描电镜观察其断口处的组织形貌,分析了δ相对GH4169合金塑性变形的影响。结果表明,GH4169合金加工硬化规律基本遵循Hollomon公式;合金在不同热处理制度(固溶处理、时效2 h、时效5 h、时效32 h)下的应变硬化指数n分别为0.274、0.391、0.423和0.468;δ相的析出提高了合金的抗拉强度和屈服极限,而塑性表现为先上升后下降。     

冷变形对5052铝合金板材力学性能及制耳率的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机及制耳率测试仪研究了冷变形对5052铝合金板材晶粒尺寸、力学性能及制耳率的影响。结果表明,5052铝合金冷轧板材的屈服强度与冷变形率呈线性关系,10%的变形量引起的抗拉强度的变化约为20 MPa,屈服强度的变化约为15 MPa。经再结晶退火后,退火板的晶粒尺寸与冷变形率及屈服强度均呈线性关系。冷变形率在50%~60%时,退火板的制耳率及平面各向异性指数Δr值均较小。     

The effect of alloy grain size on the transient oxidation behavior of an alumina-forming alloy

In the early stages of alloy oxidation, diffusion of solute through the metal to the surface is important in determining the composition of the oxide scale that forms during the transient stage. Rapid solute diffusion to the interface will promote the formation of a protective scale, thereby suppressing the formation of base-metal oxide. The effect of alloy grain size on the formation of the transient oxide scale has been studied using a very fine grained NiCrAlY alloy produced by plasma spraying. The long-term oxidation behavior of this alloy was found to be independent of the grain size of the underlying alloy. However, the short-term, transient oxidation rate was found to decrease with decreasing alloy grain size. This is attributed to the rapid grain boundary transport of Al and Cr to the oxide/metal interface which promoted the formation of Cr₂O₃ and Al₂O₃.