ARB制备6063Al/MB2/6063Al复合材料的组织和性能

采用累积复合轧制(ARB)技术制备6063Al/MB2/6063Al多层结构复合材料,利用电子拉伸机、金相显微镜和扫描电镜研究了常温态和热处理后ARB不同变形道次复合材料的组织和性能变化.结果表明,ARB技术能够有效细化MB2层金属组织:ARB 2道次平均晶粒尺寸由16 μm细化到2 μm,随着轧制道次的增加,组织均匀性提高,但晶粒尺寸略有长大:抗拉强度总体呈先升后降的趋势,其中ARB 2道次最高,为192.5 MPa;复合材料伸长率在ARB 1、2道次轧制后变化不大,ARB 3～5道次轧制后复合材料的伸长率逐渐下降.     

等温多向锻造AZ61镁合金的组织演化与力学性能

研究AZ61镁合金在等温锻造过程中的显微组织及力学性能变化,讨论晶粒细化机理及显微组织与力学性能的关系。结果表明：合金的平均晶粒尺寸随着多向锻造道次的增加而减小,在初始的1、2道次变形过程中,晶粒急剧细化,随着变形道次的增加,晶粒细化能力减弱,经过6道次变形后,晶粒尺寸由初始的148gm细化到14μm。晶粒细化主要是由于合金在锻造过程中发生了连续动态再结晶。随着变形道次的增加,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐增加。     

等通道转角挤压镁合金的微观组织和力学性能

采用自制的90°模具,分析不同的ECAP挤压路径对AZ31镁合金变形后的微观组织和力学性能的影响;对挤压后的试样进行显微组织观察、硬度测试,研究等通道挤压工艺(ECAP)对AZ31镁合金的晶粒细化效果.结果表明:Bc路径晶粒细化效果较好,随着挤压道次增加,晶粒发生细化,7道次后晶粒尺寸由原来的70μm细化到4.8μm左右;硬度值随道次增加显著提高,3道次后达到最大值90.81MPa,之后随道次增加,硬度略有下降,趋于稳定.     

18Ni马氏体时效钢循环相变细晶工艺研究

研究了循环相变对18Ni(1800 MPa级)马氏体时效钢奥氏体晶粒细化的影响.结果表明,通过加热温度递减的变温循环相变,18Ni马氏体时效钢奥氏体晶粒尺寸可由201 μm的粗大等轴晶细化为约10 μm的均匀细小晶粒;而通过950、920和900℃的等温循环相变,得到细化的晶粒尺寸为12～14μm;通过循环相变显著细化了马氏体时效钢的晶粒尺寸,而温度递减的变温循环相变是该钢细化晶粒的有效措施.     

Sr与电磁搅拌对AZ91D合金显微组织的影响

研究了AZ91D合金采用Sr对熔体处理和电磁搅拌后晶粒形貌和晶粒大小的变化.结果表明, Sr的加入使镁合金晶粒由500 μm减小到372 μm,但随含量的增加,细化效果并未进一步明显优化.同时,电磁搅拌后AZ91D晶粒变为更为均匀细小的类球状晶粒,晶粒大小可达到72 μm.从细化机制上分析,可知熔体处理与电磁搅拌的复合作用优于单纯的细化变质或电磁搅拌.     

多向镦粗7075铝合金动态再结晶组织晶粒度预报

采用多向镦粗对7075铝合金试样进行压缩,利用有限元软件对多向镦粗的组织晶粒度预报,探索模拟分析与实验分析相结合的方法,研究7075铝合金多向镦粗过程的组织晶粒变化规律,并对五道次镦粗试样与初始样进行室温拉伸力学性能测试和采用SEM断口形貌观察。模拟结果表明:经过5道次镦粗后试样中心区域的组织晶粒明显细化,晶粒尺寸从初始的40μm减小到17μm;随着道次的增加,组织晶粒细化效果逐渐减弱。对比模拟预报与实验分析结果表明:两者在晶粒细化程度上吻合良好;经过5道次镦粗之后,拉伸断裂强度从初始的547 MPa增加到665 MPa,断面收缩率从初始的7.1%增加到28.4%,断口韧窝深而大,强度塑性明显提高。     

纯铝粉末多孔烧结材料等通道转角挤压

以纯铝粉末多孔烧结材料为研究对象,在200 ℃下采用粉末包套-等通道转角挤压工艺制备了完全致密的块体超细晶材料,研究在挤压过程中3种路径(A、BC、C)对其组织和性能的影响.结果表明:在3种路径挤压下均实现了材料的晶粒细化与致密,其中路径BC和路径A的细化效果优于路径C的;以细化效果最佳的路径BC为例,初始平均粒径为46.8 μm,相对密度为0.88的粗大等轴晶组织经过4道次挤压后得到平均粒径为1.5 μm完全致密的超细晶组织,且屈服强度比初始时提高了两倍左右;3种路径下显微硬度与挤压道次的关系基本一致,即一次挤压后硬度比初始值提高了75%,之后随着挤压道次的增加,硬度增加趋于缓慢.     

累积复合轧制对镁合金组织和力学性能的影响

采用累积复合轧制技术对MB2镁合金进行轧制.采用光学显微镜、透射电镜和电子拉伸机等设备分析变形前及不同道次后MB2镁合金的微观组织和力学性能.结果表明:MB2镁合金经ARB轧制后,材料平均晶粒尺寸由变形前17.8 μm有效细化到1.2 μm:材料的抗拉强度和显微硬度值分别提高到300 MPa和82.1;伸长率在ARB1道次后从24%下降到11.2%,且随着ARB轧制道次的增加,材料组织的均匀程度提高,抗拉强度和硬度值变化平缓,伸长率回升至22.5%.     

TA15钛合金多向锻造组织和拉伸性能研究

通过多向锻造工艺制备不同变形道次和变形温度的TA15钛合金试样,利用金相观察、EBSD、晶粒尺寸统计和准静态拉伸试验,分析变形过程中组织形貌、晶粒尺寸、相含量、晶界取向差和力学性能的变化。结果表明：TA15钛合金经700 ℃中温多向锻造后获得显著细化的等轴组织,且随着变形道次的增加,促使大角度晶界含量增加,同时晶粒尺寸逐渐减小,3道次后初生α平均晶粒尺寸细化至约为6.0 μm,变形后组织为α+β相,相比初始组织α相含量减少,β相含量增加;在800 ℃和900 ℃变形条件下晶粒尺寸增加,但小于初始试样;坯料的强度经多向锻造后有较大提升,700 ℃、3道次后材料抗拉强度为1443 MPa,延伸率为13.6%,比初始试样略有降低,900 ℃材料抗拉强度为1178 MPa,延伸率提高到15.8%,综合性能得到明显提升。     

循环正火处理对9Cr3W3Co钢组织及冲击韧性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和冲击试验等研究了9Cr3W3Co钢经1075℃多次循环正火处理后的显微组织和冲击韧性。结果表明:多次循环正火处理可显著细化9Cr3W3Co钢的晶粒尺寸,提高了合金的冲击韧性。晶粒尺寸由1次正火处理的38.05μm,降为5次循环正火处理的25.73μm;冲击功由1次正火处理的51.69 J,增加为4次循环正火处理的110.75 J,5次循环正火处理的95.60 J。循环正火处理后试样观察到大量富W和Fe元素的Laves相,且Laves相尺寸随正火循环次数的增加而增大。冲击功随正火循环次数的增加先增大后减小,与合金奥氏体的晶粒尺寸和析出Laves相的尺寸相关。     

往复挤压Mg-4Al-4Si镁合金的显微组织与力学性能

研究往复挤压对Mg-4Al-4Si(AS44)合金显微组织和性能的影响。结果表明:往复挤压显著地细化晶粒,改善组织的均匀性;往复挤压4道次和8道次后,Mg2Si颗粒尺寸由铸态下的约120μm分别减小至3和2μm,α-Mg基体晶粒尺寸由铸态下的约50μm分别减小至9和8μm,形成了较为细小、弥散分布的Mg2Si颗粒和细小的等轴晶组织。合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高,挤压8道次时,合金的极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到251.7 MPa、210.5 MPa和14.8%,与铸态合金相比,上述力学性能指标分别提高了131.3%、191.1%和469.2%;挤压态合金拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。     

多轴锻造与T852热处理对Al-Cu-Li合金组织及力学性能的影响

采用SEM、EBSD、TEM和拉伸试验等方法,研究不同道次多轴锻造及T852热处理对Al-Cu-Li合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Al-Cu-Li合金经多道次多轴锻造后晶粒被显著细化,晶粒尺寸由均匀化退火态的450 μm减小至6道次的5 μm,晶粒细化机制以连续动态再结晶为主,且伴随不连续动态再结晶;6道次锻造合金经T852热处理后,晶界析出相呈不连续分布,晶内析出大量板条状T₁相及少量θ′相,与均匀化退火态粗化T₁相相比,时效析出T₁相发生了明显细化;6道次锻造且T852热处理后,合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别高达544 MPa、462 MPa和8.6%,依次为均匀化退火态的2.0、2.4及4.1倍,而且相应的断裂模式由脆性断裂转变为韧性断裂。     

搅拌摩擦加工铸态铝铁合金的显微组织

采用普通熔铸法制备含铁3%(质量分数)的铝铁二元合金,研究多道次往复搅拌摩擦加工(Friction stir processing,FSP)对合金显微组织的影响。结果表明:进行1~3道次往复FSP后,各道次加工区组织不均匀;随着加工道次的增加,组织均匀细化程度增大。合金铸态组织由α-Al和粗大针状Al3Fe相组成,经3道次FSP后,搅拌区组织明显细化。原始铸态组织转变为细小等轴的再结晶晶粒,尺寸为2~5μm,并且部分晶粒中出现层错;粗大的Al3Fe针状相被破碎成长度小于1μm的细小粒状,弥散分布在铝基体晶界和晶粒内部,细化的Al3Fe粒子呈现孪晶结构。     

等通道转角挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金的组织、织构与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺以Bc路径在623K温度下对Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金进行变形,观察显微组织与织构,测试了力学性能。显微组织分析表明,镁合金经ECAP变形晶粒尺寸明显得到细化,经6道次ECAP变形后晶粒尺寸由原轧制态的约26.1μm细化至约1.2μm,且细小的第二相粒子Mg12Ce弥散分布于晶内及晶界处;同时经ECAP变形后,原始轧制织构随变形道次的增加不断减小,并开始转变为ECAP织构,织构强度不断增强;力学性能结果表明,由于晶粒细化作用大于织构软化作用,前3道次ECAP变形镁合金强度随道次的增加不断提高,与Hall?Petch关系相符,在第3道次时其抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为272.2和263.7MPa;在4道次之后形成较强的非基面织构,镁合金强度下降,与Hall?Petch呈相悖关系。断口分析表明,轧制态与ECAP变形镁合金的断裂方式都是沿晶断裂,由于6道次变形镁合金晶粒细化,存在更多的韧窝并获得16.8%最大室温伸长率。     

Structure uniformity and limits of grain refinement of high purity aluminum during multi-directional forging process at room temperature

The effect of forging passes on the refinement of high purity aluminum during multi-forging was investigated. The attention was focused on the structure uniformity due to deformation uniformity and the grain refinement limitation with very high strains. The results show that the fine grain zone in the center of sample expands gradually with the increase of forging passes. When the forging passes reach 6, an X-shape fine grain zone is initially formed. With a further increase of the passes, this X-shape zone tends to spread the whole sample. Limitation in the structural refinement is observed with increasing strains during multi-forging process at the room temperature. The grains size in the center is refined to a certain size (110 μm) as forging passes reach 12, and there is no further grain refinement in the center with increasing the forging passes to 24. However, the size of the coarse grains near the surface is continuously decreased with increasing the forging passes to 24.     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能

研究了往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能。结果表明,往复挤压可显著细化Mg-4Al-2Si合金的组织,随着挤压道次的增加,基体晶粒与Mg2Si相颗粒不断细化,其中,基体晶粒由于动态再结晶而细化。挤压8道次时,基体晶粒和Mg2Si颗粒的平均尺寸分别由铸态的45μm和20μm减小至1.5μm和1.3μm;但是,当挤压道次为11时,基体晶粒与Mg2Si相颗粒均出现粗化现象。往复挤压可使合金的高温力学性能大幅度提高,挤压8道次时,高温屈服强度最高,为197 MPa;挤压11道次时,高温抗拉强度最高,为256 MPa,与铸态高温强度相比,分别提高了163.9%和239.7%。合金的高温强化机制为Mg2Si颗粒的弥散强化作用,高温拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。     

Effect of high pressure on microstructure of cast Mg-8Zn-0.5Zr-0.5Gd alloy

Mg-8Zn-0.5Zr-0.5Gd alloy was prepared by high pressure solidification. Effect of high pressure on microstructure, micro-hardness and corrosion behavior in Hank's solution of the Mg-8Zn-0.5Zr-0.5Gd alloy were investigated by means of optical microscopy(OM), scanning electron microscopy(SEM), energy dispersive spectroscopy(EDS), and X-ray diffractometer(XRD). The results showed that, compared with the conventional solidification, high pressure solidification obviously refined the grain size of Mg-8Zn-0.5Zr-0.5Gd alloy. The grain size was refined from 200-300 μm to 100-200 μm and the secondary dendrite arm spacing reduced from 30-50 μm to 10-30 μm. Moreover, the solubility of Zn in the alloy increased and the amount and size of Mg-Zn-Gd phases significantly decreased. The micro-hardness of the alloy solidified under high pressure was improved significantly from 56.17 HV to 63.14 HV. The polarization resistance(Rp) of the alloy had a substantial increase in simulated body fl uid, thus the corrosion rate was significantly reduced from 4.0 to 2.7 mm·year-1.     

工业纯钛在120°模具中的多道次ECAP室温变形组织与性能

在室温,采用通道夹角为120°的变形模具对工业纯钛(Commemial Pure Titanium,CP-Ti)以Bc方式实施四道次ECAP(EqualChannel Angular Pressing)挤压变形,成功获得表面光滑无裂纹的变形试样.文中主要研究了工业纯钛在室温下进行ECAP多道次变形的组织结构演变,并测试了变形试样的力学性能.微观结构显示工业纯钛在室温下进行多道次ECAP变形时,只在前两道次产生了大量的变形孪晶,且随道次增加变形孪晶逐渐消失.最终获得的试样晶粒平均尺寸由最初的约28μm细化到约250 nm,试样断裂强度和显微硬度分别提高到773和2486 MPa,而试样仍保持较好的延伸率(可达16.8%).     

Microstructure and mechanical properties of fine grained uranium prepared by ECAP and subsequent intermediate heat treatment

The microstructure and mechanical properties of fine grained uranium prepared by equal channel angular pressing (ECAP) and subsequent intermediate heat treatment were investigated systematically by the confocal laser scanning microscope (CLSM), electron backscatter diffraction (EBSD) and split Hopkinson pressure bar (SHPB). The results show that the initial coarse grained uranium was refined from about 1000 to 6.5 μm prepared by ECAP at 3 passes and subsequent heat treatment, and the corresponding dynamic yield strength increased from 135 to 390 MPa. For the ECAPed uranium samples, the relationship between grain size and yield strength could be described by classical Hall–Petch relationship, and the fitting Hall–Petch relationship for the fine grained uranium samples prepared by ECAP was drawn.     

冷变形和再结晶退火对TP304钢晶粒度的影响

对TP304钢实施19%和25%的冷塑性变形后,分别在650℃、700℃、800℃及900℃下进行30 min再结晶退火,研究变形率和再结晶退火温度对TP304钢晶粒度的影响。结果表明,TP304钢在650℃、700℃及800℃下再结晶退火30 min,不能实现完全再结晶;900℃下再结晶退火30 min,可获得完全再结晶组织;19%冷变形+900℃再结晶退火30 min,TP304钢晶粒平均直径从40μm细化到22μm;25%冷变形+900℃再结晶退火30 min,TP304钢晶粒平均直径从40μm细化到17μm,二者晶粒度级别均由6级细化到8级,25%冷变形+900℃再结晶退火30 min的细化晶粒效果最优。