终轧温度对2205/Q345C复合板界面组织和力学性能的影响

采用真空对称组坯+热轧法制备2205/Q345C复合钢板,研究了终轧温度对复合板界面微观组织、元素扩散、硬度分布及剪切强度的影响。结果表明:终轧温度为950~1100 ℃时2205/Q345C复合板的界面结合良好,基层Q345C钢板为铁素体+珠光体组织,复层2205双相不锈钢为奥氏体+铁素体组织。在界面附近,Q345C钢中的C向2205钢中扩散形成了脱碳层,而2205钢形成了“渗碳层”,且二者的深度均随终轧温度的增加而增加。2205钢中的Cr、Ni元素向Q345C钢中连续扩散,Cr原子扩散的剧烈程度高于Ni原子,扩散距离大于Ni原子,且二者的扩散距离均随终轧温度的升高而增加。随着终轧温度的升高,复合板的硬度变化不大,在界面附近2205钢硬度最高而Q345C钢硬度值最低,而界面的剪切强度略有降低,但均大于420 MPa,符合GB/T 8165—2008《不锈钢复合板和钢带》中剪切强度≥210 MPa的要求,且剪切断口中裂纹源区面积减小。终轧温度为950~1100 ℃时2205/Q345C复合板均获得了良好的力学性能。     

带夹层材料的爆炸-轧制钛钢复合板工艺研究

为扩大钛-钢复合板的尺寸,采用一种新颖的组料方式,这种方法包括两个主要步骤,首先用爆炸焊接的方式将DT4夹层与钛板结合,然后按照对称方式组坯。研究轧制温度、退火温度对复合板剪切强度的影响。利用扫描电镜、光学显微镜和显微硬度试验机对复合板的微观组织和界面附近硬度进行分析。结果表明:复合板的结合强度取决于轧制温度和轧后退火温度,当轧制温度超过钛的α→β相变温度,并且退火温度超过750℃时,Ti/DT4界面脆性化合物明显增多,剪切强度显著降低;当退火温度超过900℃,Fe在钛中扩散速度快,显微硬度的峰值在钛侧出现;在550～650℃退火,复合板的结合强度略有升高。     

钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能

利用真空热轧复合方法制备了钒中间层钛/钢复合板,采用SEM、EDS和XRD等分析结合界面形貌、元素扩散行为和界面相组成。结果表明:钒中间层钛/钢复合板界面实现了良好的冶金结合。与拉剪强度测试相结合,研究了钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能。结果表明:钒中间层钛/钢复合板剪切强度均优于国家标准(140 MPa)。950℃轧制的复合板界面扩散层厚度大于900℃轧制的复合板扩散层厚度。钒中间层与Ti、Fe元素形成固溶体,有效阻止了金属间化合物TiFe和TiFe_2的产生。900℃轧制的钛钢复合板剪切强度为223 MPa,大于950℃轧制的复合板剪切强度。对剪切断口的分析表明裂纹多沿钒铁固溶体产生并扩展。     

Influence of Asymmetric Rolling Parameters on the Microstructure and Mechanical Properties of Titanium Explosive Clad Plate

对钛钢爆炸复合板进行轧制处理,可以得到较薄较宽的复合板。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉剪实验研究了不同的轧制参数对钛-钢爆炸轧制复合板界面组织特征和性能的影响。结果表明:降低轧前热处理温度或开轧温度,都会提高复合板的界面结合强度。在轧前热处理过程中,由于铁、碳元素的扩散,在界面上形成Ti C和Ti-Fe金属间化合物,使复合板剪切强度下降。然而,在轧制的过程中,这些界面化合物在轧制压力的作用下被压碎,呈弥散分布,阻止界面裂纹的扩展,界面结合强度有所提高,因此,增加轧制压下量可以提高界面的结合性能。     

温轧路径对钛/钢爆炸复合板抗剪切强度的影响

对爆炸复合的钛/钢复合板进行了一道次60%的温轧,研究了一道次温轧钛/钢爆炸复合板的近界面微观组织及剪切强度。结果显示,一道次温轧工艺可以引起钛层和钢层近界面组织的显著剪切变形。由于剪切变形,钛层形成了RD分散织构。钢层含有高组份的旋转立方织构及低组份的γ纤维织构。对比常规多道次轧制方法,由于剪切变形可细化界面化合物,使得一道次温轧钛/钢复合板抗剪切强度得到提升。     

非对称轧制参数对钛钢爆炸复合板结构性能的影响(英文)

对钛钢爆炸复合板进行轧制处理,可以得到较薄较宽的复合板。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉剪实验研究了不同的轧制参数对钛-钢爆炸轧制复合板界面组织特征和性能的影响。结果表明:降低轧前热处理温度或开轧温度,都会提高复合板的界面结合强度。在轧前热处理过程中,由于铁、碳元素的扩散,在界面上形成Ti C和Ti-Fe金属间化合物,使复合板剪切强度下降。然而,在轧制的过程中,这些界面化合物在轧制压力的作用下被压碎,呈弥散分布,阻止界面裂纹的扩展,界面结合强度有所提高,因此,增加轧制压下量可以提高界面的结合性能。     

轧制加热温度对钛/钢复合板组织与性能的影响

采用钢/钛/隔离剂/钛/钢对称结构复合板坯,研究了轧制加热温度(850-1000℃)对钛/钢复合板显微组织、基材强韧性和界面结合性能的影响。结果表明,随着轧制加热温度的升高,界面剪切性能逐步下降。加热温度影响着界面反应相的种类和厚度。在850,875,900℃条件下,轧后冷却扩散过程中,C极容易在钛/钢界面形成TiC层,阻碍了Fe向Ti中扩散,因而界面形成TiC和β-Ti反应层;在950℃和1000℃条件下,由于C在β-Ti中的扩散系数为C在γ-Fe扩散系数的10倍以上,C不能在结合界面富集形成有效的TiC屏障,此时Fe能够在Ti中充分扩散,从而形成了Fe-Ti金属间化物层、TiC层、β-Ti层和α-β Ti层。脆性反应相的厚度与加热温度呈正相关关系。脆性相种类和厚度增加使得钛/钢复合板界面剪切强度出现下降。     

热处理对锆-钛-钢复合板力学性能及显微组织的影响

为了获得更好的锆-钛-钢复合板的综合性能,研究了热处理对锆-钛-钢复合板的影响。通过对锆-钛-钢界面的剪切强度试验分析,发现剪切强度随热处理温度的降低而减小。垂直于波纹方向的抗剪强度高于平行于波纹方向的抗剪强度。基于正交试验和方法分析,热处理因素对剪切强度和粘接强度的影响主次关系是:保温温度>保温时间>温度变化率。剪切试验的断口形貌为局部脆性断裂的韧性断裂。通过对力学性能、界面组织和显微硬度的分析,500℃,2 h,60℃/h;540℃,1 h,60℃/h的热处理均为合适的热处理工艺。随着保温温度的升高,晶粒变粗,界面富集元素富集区和扩散区,形成脆性金属间化合物Fe Ti。界面的显微硬度随热处理温度的升高而降低。     

热处理对锆-钛-钢复合板力学性能及显微组织的影响（英文）

为了获得更好的锆-钛-钢复合板的综合性能,研究了热处理对锆-钛-钢复合板的影响。通过对锆-钛-钢界面的剪切强度试验分析,发现剪切强度随热处理温度的降低而减小。垂直于波纹方向的抗剪强度高于平行于波纹方向的抗剪强度。基于正交试验和方法分析,热处理因素对剪切强度和粘接强度的影响主次关系是:保温温度保温时间温度变化率。剪切试验的断口形貌为局部脆性断裂的韧性断裂。通过对力学性能、界面组织和显微硬度的分析,500℃, 2 h, 60℃/h;540℃, 1 h, 60℃/h的热处理均为合适的热处理工艺。随着保温温度的升高,晶粒变粗,界面富集元素富集区和扩散区,形成脆性金属间化合物Fe Ti。界面的显微硬度随热处理温度的升高而降低。     

轧制工艺对工业化试制的真空组坯Q345R/304复合板组织性能的影响

山西太钢不锈钢股份有限公司利用真空组坯复合轧制（真空电子束焊接+轧制复合）技术工业化试制了Q345R/304复合板。本文研究了常规轧制和控轧控冷工艺下轧制复合板的界面结合率、常规力学性能、界面结合强度和界面附近的显微硬度和显微组织变化。结果表明：界面结合不良来自于复合界面处形成的硅铝氧化物和铬锰氧化物,这可能是由于组坯时真空度不足、加热过程中形成的氧化产物。两种工艺下界面附近显微组织差异明显,沿远离界面方向,常规轧制的Q345R钢板组织沿厚度方向为均匀的块状铁素体和珠光体组织,304钢板组织已完全再结晶;控轧控冷工艺轧制的Q345R钢板组织沿厚度方向由多边形铁素体和珠光体组织向针状铁素体和贝氏体组织过渡,304钢板组织仍有变形特征。力学性能检测表明：常规热轧复合板的屈服强度和抗拉强度比控轧控冷复合板分别低115、71 MPa,强度裕量较小;纵向冲击功不小于130 J,外弯、内弯、侧弯后无裂纹,复合板剪切强度在350 MPa以上,高于标准要求(不小于210 MPa),线扫描结果表明界面附近已存在由元素扩散形成的浓度梯度。     

终轧工艺对AM50镁合金轧板力学性能和织构特征的影响

采用不同的轧辊温度和速率制备AM50镁合金轧板,研究终轧工艺对镁板力学性能和织构特征的影响。研究表明：在轧辊温度为200°C和轧辊速率为5 m/min条件下制备的镁板的强度（极限抗拉强度：295 MPa;屈服强度：224 MPa）和伸长率（22.9%）之间达到较优组合;在热轧过程中,轧板的屈服强度主要取决于轧制温度,而织构强度则对轧辊速率更为敏感;提高轧制温度或轧辊速率均可改善AM50镁合金板材力学性能的各性异性。     

Ti70合金板的组织与力学性能的各向异性

通过拉伸及低温冲击试验、光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪,对Ti70合金板的组织与力学性能的各向异性进行了研究。结果表明,Ti70合金板热轧及退火后组织未出现明显差异,退火过程中主要以回复为主,但在高密度位错的剪切带上出现了一定数量的再结晶晶粒。退火态Ti70合金板横向屈服强度及低温冲击吸收能量都高于纵向,但抗拉强度低于纵向,表现出了明显的各向异性。退火后Ti70合金板形成了较强的{0002}基面织构,其晶面法向向RD方向(纵向)偏转±30°,向TD(横向)方向偏转±41°。由于基面织构更向RD方向集中,因此造成了Ti70合金板力学性能的各向异性。     

扩散退火和热轧温度对钛铜界面结合强度的影响

对热挤压的钛铜复合棒进行扩散处理,研究扩散退火温度及保温时间对界面结合强度的影响,并通过测试Ti和Cu在高温下的拉伸性能来选择较为合适的热轧温度。结果表明:扩散退火可有效促进界面处金属原子的扩散和增强结合强度,当扩散退火在780～800 ℃/30 min时复合界面的结合强度最高;钛铜复合棒热轧温度应选择780 ℃较为合适,此时Ti、Cu的强度和塑性指标相近,利于热轧时的均匀变形;钛铜复合棒的热轧结合机理可用N.Bay理论、热作用机制及位错学说进行解释。     

EB熔炼扁锭直轧TC4合金板材的组织与性能

采用EB一次熔炼制备的TC4合金扁锭直接进行轧制,对不同轧制火次板材热轧态及退火态显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:TC4合金扁锭经过1～3火次直接轧制,粗大铸态组织不断破碎,等轴α相含量逐渐增加,尺寸不断减小,各火次板材力学性能均满足标准要求。随着退火温度增加,各火次成品板材抗拉强度和屈服强度呈下降趋势,伸长率先增加后减小,经850℃退火后TC4合金板材可以获得最佳的强塑性匹配。EB一次熔炼扁锭直轧TC4合金板材工业化批量生产中退火温度推荐使用700～850℃,显微组织与力学性能可以达到锻坯制备的板材水平。     

Influence of different rolling routes on mechanical anisotropy and formability of commercially pure titanium sheet

Influence of three different rolling routes on mechanical anisotropy and formability of commercially pure titanium sheet was investigated. Route A and Route B are unidirectional rolling (UR) where the rolling direction is along initial rolling direction (RD) and transverse direction (TD), respectively. Route C is cross rolling (CR) where the rolling direction is changed by 90° after each rolling pass. The microstructure and texture, tensile mechanical properties including strength and elongation, and also the anisotropy of the UR and CR sheets were investigated at room temperature. The XRD results indicate that the texture intensity of rolled samples gradually weakens from Route A to Route C. Compared with Route A and Route B rolled samples, the Route C rolled samples show a smaller planar anisotropy. The deep drawing tests reveal that cross rolling can avoid the occurrence of earing. Erichsen tests indicate that rolling routes have an effect on stretch formability of pure titanium sheet.     

SiCp增强铝基复合板材力学性能与晶粒取向分布

研究了粉末冶金法制备的ＳｉＣｐ增强铝基复合板材在热轧和冷思状态下的力学性能及板材中的晶粒取向分布,结果表明,热轧板材抗拉强度及塑性明显高于冷轧态,屈服强度则氏于冷轧态。冷轧板织构主要包含微弱的剪切织构｛００１｝〈１１０〉和两个常的面心立方金属织构组分｛１１０｝〈１１２〉及｛３３１４｝〈７７３〉;而热轧板织构近乎无规分析,晶粒取向的择优对复合板材的屈服强度有一定影响,与抗拉强度无关。冷轧板抗拉强度的     

大变形冷轧Fe-6.5%（质量）Si高硅钢薄板组织性能的研究

Fe-6.5%（质量）Si合金具有优异的软磁性能,有着良好的发展前景。但由于该合金中有序相的出现,人们难以用普通轧制的方法得到该合金的薄板。本文利用热轧,温轧,冷轧方法,结合相关的热处理手段,得到该合金0.05 mm薄板。通过在不同温度下热处理,利用光学显微镜,扫描电镜,X射线仪,拉伸机,显微硬度仪,研究该薄板组织结构和力学性能的变化。利用磁滞回线仪研究薄板热处理前后直流磁性能的变化。通过研究发现,0.05mm轧态薄板具有一定的塑性,断裂强度高达1.93 GPa。热处理使薄板硬度降低,塑性降低,特别是在650℃以上,材料发生了再结晶后,变化尤为明显。究其原因是有序相B2向DO3的转变及〈001〉面织构的消失。     

快速凝固Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb合金的组织与力学性能

采用快速凝固方法制备了Cu-5Ag-0.5Zr及Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb(wt%)合金粉末,采用热等静压将粉末压制成坯料,随后进行热锻、冷轧处理。测试了合金在室温及高温(500 ℃)下的力学性能,并分析了合金的显微组织及断口形貌。结果表明,冷轧态合金具有更优异的室温拉伸性能,冷轧态Cu-Ag-Zr合金抗拉强度为739.3 MPa,伸长率7.1%,这与铜基体中密集的Cu₄AgZr颗粒及纳米级Ag颗粒有关。除Cu₄AgZr颗粒及Ag颗粒外,Cr、Nb元素的添加还生成高温稳定的Cr₂Nb颗粒,同时提高了合金的室温和500 ℃拉伸强度。冷轧态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb合金的室温极限抗拉强度和伸长率分别为799.1 MPa与5.3%。因为热锻态合金晶粒尺寸粗大,Ag颗粒尺寸细小,相比冷轧态合金拥有更好的抗高温弱化性能。热锻态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb和Cu-Ag-Zr合金的500 ℃抗拉强度分别为186.8和129.2 MPa,而冷轧态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb和Cu-Ag-Zr合金在500 ℃抗拉强度分别仅为113.1和95.4 MPa。     

Fabrication and Characterization of High-Bonding-Strength Al/Ti/Al-Laminated Composites via Cryorolling

Sandwich-like Al/Ti/Al-laminated composites have many advantages such as low density and high specific strength with value in mechanical manufacturing and aerospace engineering. Here, Al/Ti/Al-laminated composites were fabricated by hot roll bonding and subsequent processes: cryorolling(-190 ℃ and-100 ℃), cold rolling(25 ℃), and hot rolling(300 ℃). Their bonding strength and mechanical properties were then studied by an Autograph AGS-X universal electronic testing machine. The results show that cryorolling can improve the interface bonding strength and tensile strength of Al/Ti/Allaminated composites. For the Al/Ti/Al-laminated composites subjected to cryorolling at-100 ℃, they have the highest strength near 260 MPa—this is 48 MPa and 41 MPa higher than the laminated composites subjected to cold and hot rolling, respectively. These results also show the strongest peeling strength. Finally, the mechanisms of the enhancement of bonding strength and mechanical properties of Al/Ti/Al-laminated composites subjected to cryorolling were mainly discussed.     

The Microstructure,Texture and Mechanical Properties of the Rolled Al/Mg/Al Clad Sheets

Two types of three-layered Al/Mg/Al clad sheets were fabricated by hot rolling. The first (sheet A) underwent a single pass with a small rolling reduction of 33% and the second (sheet B) underwent four passes with a large rolling reduction of 71%, and both were subsequently annealed at 200 °C for 1 h. Microstructural examination and tensile tests on the fabricated sheets revealed that 17.8-μm-thick intermetallic compound layers (IMCLs) appeared at AZ31/5052 interfaces in sheet B while none were observed in sheet A. The AZ31 layers in sheets A and B exhibited basal textures with intensities of 15.1 and 9.8, respectively, and only sheet A exhibited tensile twins (TTs) in the AZ31 layer. Recrystallization resulting in grains was preferred near the AZ31/5052 interface and the intersections between TTs. Owing to its larger rolling reduction, more extensive recrystallization was observed in the sheet B component layers than in sheet A. Sheet B exhibited better mechanical properties with a much higher ultimate tensile strength (UTS) than sheet A (230 versus 102 MPa) and a slightly larger elongation (19 versus 17%).This indicates that texture intensities and the extent of recrystallization of component layers have a significant effect upon the mechanical properties of clad sheets.