氮对冷变形高氮奥氏体不锈钢微观结构的作用

利用透射电镜(TEM)对氮含量为0.66%和1.2%的高氮奥氏体不锈钢的冷变形微观结构进行了对比研究.结果表明,氮含量的增加提高了材料的层错能,强烈促进位错的平面滑移.冷变形过程中不断形成机械孪晶,机械孪晶随变形量的增加而减小,在60%变形量时只有几百纳米长.运用扩展位错和短程有序理论对氮的作用机理的分析表明,氮合金化引起的短程有序是促进位错平面滑移、提高材料加工硬化能力的主要因素,低层错能引起的位错扩展也有重要作用.     

Constitutive equation of annealed copper with high conductivity for deformation at high strain rates

After the discussion of a lot of constitutive equations, Zerilli-Armstrong constitutive equation (Z-A equation) was found to be a quasi-static equation. Based on this Z-A equation, a constitutive relations equation was constructed for dynamical calculation of fcc matels such as OFHC based on the thermal viscoplastic relations, where thermal dynamical parameters are related to the evolution of the microstructure of the deforming metals, and the variation of the density of the mobile dislocation was also considered. Data from the deformation of annealed copper were used to fit the parameters in the equation. The predicting results by using the constitutive equation are in good agreement with the experimental data.     

应变速率对高氮奥氏体钢拉伸变形的影响

采用金相及透射电子显微镜对高氮奥氏体Fe-20Mn-19Cr-0. 6N钢在应变速率范围为3×10^-6～1 s^-1条件下的拉伸变形行为进行了研究。研究结果表明:N元素的固溶强化作用和促使位错平面滑移阻碍位错运动机制是高氮奥氏体钢的重要应变硬化机制,同时,随着应变速率的提升,这种强化机制不断提升,而应变诱导孪生机制不断削弱。随着应变速率的提升,高氮奥氏体钢的抗拉强度和屈服强度均呈逐步上升的趋势,断后伸长率则逐步下降。屈服强度提升超过60%,而抗拉强度提升仅10%。随着应变速率的提升,基体变形程度逐步下降,材料的位错密度和滑移带密度逐步下降。     

温度和应变率对多晶纯钛孪晶变形的影响

在自行研制的杆杆型高温冲击拉伸实验装置上对多晶纯钛在不同温度(298～973 K)、高应变率(3 00和1 400/s)下的拉伸力学行为进行研究,并通过与准静态下(0.001和0.01/s)的实验结果相比较,揭示纯钛中孪晶变形在拉伸载荷下与温度和应变率的相关性.结果表明,孪晶变形与温度和应变率有着明显的相关性,其密度随着应变率的增加而增大,随着温度的升高而锐减.基于上述实验结果,考虑位错运动和孪晶变形对纯钛塑性变形的影响,建立纯钛温度和应变率相关的宏观本构模型.数据拟合结果表明,该本构模型能够很好地描述纯钛的温度和应变率相关的拉伸力学行为.     

退火工艺对变形高纯Yb微观组织的影响

对纯度为99.99%的高纯Yb进行总变形量为35.6%的多道次室温轧制变形加工,并对其分别在240、270、300、330、360 ℃进行退火处理,研究了退火工艺对变形高纯Yb显微组织和显微硬度的影响。结果表明,最佳退火工艺为270 ℃×0.5 h,经270 ℃×0.5 h退火后,变形高纯Yb完全再结晶,晶粒细小、均匀,平均晶粒度为22.5 μm左右,硬度值下降至18.96 HV0.5。随着退火温度的升高,试样的平均晶粒尺寸呈上升趋势,显微硬度呈降低趋势并趋于平稳。     

ZK60镁合金高应变速率压缩变形的流变行为及显徽组织

在250-400℃的温度范围和0.1-50 s^-1的应变速率范围内对ZK60合金进行压缩变形,对其流变行为和显微组织进行研究。结果表明,在低应变速率（0.1-1 s^-1）下压缩变形时,再结晶主要发生在初始晶界上;在高应变速率（10-50 s^-1）下压缩变形时,再结晶同时在初始晶界和孪晶上发生。合金在应变速率10-50 s^-1和温度250-350℃的变形条件下获得均匀、细小的再结晶组织。因此,合金的最佳热加工工艺范围为应变速率10-50 s^-1、变形温度250-350℃。高应变速率压缩变形条件下的孪生诱发动态再结晶过程分三步,首先,高位错密度孪晶分割初始晶粒;然后,孪晶内的位错发生重排形成亚晶;最后,随着应变的增加而形成再结晶晶粒。     

回火温度对高氮不锈轴承钢显微组织与力学性能的影响

采用万能拉伸试验机、冲击试验机、光学显微镜、XRD、SEM和TEM等对高氮不锈轴承钢Cronidur 30不同回火温度下的显微组织和力学性能进行了研究和分析.结果表明:高氮不锈轴承钢Cronidur 30在150～500℃回火时的显微组织为回火马氏体+碳氮化物+残留奥氏体,高于550℃回火后基体逐渐转变为回火索氏体,同...     

回火温度对高氮不锈轴承钢组织与力学性能的影响

对退火态高氮不锈轴承钢进行真空高压气淬并深冷后在不同温度下回火空冷处理,采用光学显微镜、X射线衍射仪、场发射环境扫描电镜、场发射透射电镜、洛氏硬度计和万能材料试验机,研究并分析了不同回火温度对高氮不锈轴承钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:当回火温度由180 ℃升高到550 ℃时,硬度、抗拉强度及屈服强度呈现先下降后上升再迅速下降的变化趋势;试验钢降碳增氮,组织中没有粗大的共晶碳化物存在。当回火温度为500 ℃时,基体组织为回火索氏体,碳化物M₂₃C₆和氮化物Cr₂N细小弥散均匀分布于基体上;在500 ℃回火时出现了二次硬化,强度和硬度达到峰值,这与碳氮化物弥散强化有关。采用1050 ℃真空气淬60 min+深冷处理(-100 ℃×2 h)+500 ℃空冷2 h回火工艺可以获得良好的综合力学性能。     

无氧铜镀层对激光封焊裂纹的影响

采用300 W的Nd:YAG激光器系统分析了微波组件无氧铜壳体表面镀层对壳体激光封焊裂纹的影响.首先采用五因素四水平正交试验法并通过设置多脉冲波形优化焊接工艺参数,从而可获得成形美观、组织均匀的焊缝.分析发现,无氧铜表面镀层工艺的差异对焊缝质量有重要影响.化学镀镍时以单质形式存在的P元素极易汽化且可形成多种低熔点的化合物,焊接时焊缝会有裂纹产生;电镀镍时不含P元素,焊缝则没有裂纹出现.气密性检测显示,采用此参数激光封焊无氧铜微波组件的气密性小于5×10-9 （Pa·m3/s）,产品一次合格率在95%以上.     

加热温度和冷却速度对亚共晶高铬铸铁微观组织的影响

采用淬火变形膨胀仪测量高铬铸铁在不同冷却速度下的膨胀曲线,研究了加热温度和冷却速度对高铬铸铁热处理冷却过程中其微观组织转变的影响规律。结果表明,在较低冷速下微观组织为典型的亚共晶白口铸铁组织形态,由初生奥氏体的低温转变组织和共晶体组成;在冷却速度为3℃/s时开始出现马氏体组织,并优先在共晶奥氏体区域大量形成;随着冷却速度的增加,马氏体量逐步增多,在10℃/s冷速下为连续的马氏体基体组织和共晶碳化物。二次碳化物在初生奥氏体区大量弥散析出,而在共晶奥氏体区近共晶碳化物周边位置没有二次碳化物生成,远离共晶碳化物的区域有少量二次碳化物的析出。随着加热温度的升高和冷却速度的增加,初生奥氏体和共晶奥氏体区的珠光体片层间距均逐渐减小。     

激光冲击超高应变率对钛板形变微结构的影响

用输出波长为1.054μm、脉冲宽度为20 ns、光斑直径为7 mm的调Q钕玻璃激光,对TA2工业纯钛板料进行了激光冲击,用热场发射扫描电镜观察分析了激光冲击后钛板的微结构及其形貌。结果表明:激光冲击作用于钛板表面的等离子爆轰波能有效地对TA2工业纯钛板料实施形变,激光冲击后板材内部的微观形貌与冲击产生的应变类型有关。在压缩变形部位,微观组织以应变诱发马氏体为主。在拉伸变形部位,以形变孪晶带为主;激光冲击的超高能量和超高应变率可使hcp多晶金属晶体爆发大量薄片孪晶,从而调整晶粒内部的晶体取向,诱发滑移系开动,使形变得以进行。     

退火对液氮轧制CrCoNi中熵合金组织与性能的影响

针对CrCoNi中熵合金具有优异的液氮性能,但其液氮轧制后塑性较差（<8%）所带来的难加工问题,以电弧熔炼铸态CrCoNi中熵合金为研究对象,在液氮（77 K）下对CrCoNi合金进行3道次轧制变形,总变形量为50%。随后,在650、700、800℃下保温30min进行退火。结果表明,CrCoNi中熵合金经过液氮轧制及随后退火,未发生物相结构改变。退火后,变形晶粒发生再结晶而细化,并产生∑3退火孪晶。随退火温度的升高,再结晶程度增加,延伸率提高。通过液氮轧制与中温短时间退火进行性能调控,可获得强度与韧性匹配的性能,并提高了热处理工艺效率。     

应变速率对单晶高温合金中温拉伸性能的影响

研究了应变速率对一种单晶高温合金760和850 ℃拉伸性能的影响,分析了试样的断口形貌和断裂组织特征。结果表明,随着应变速率的增加,合金的中温拉伸强度稍有增加,伸长率稍有减小。合金中温拉伸性能对应变速率的敏感性非常小。合金中温拉伸断裂机制为类解理断裂,随着应变速率的增加,解理面的总面积减小,滑移带间距变窄。     

淬硬GCr15钢在高温和高应变率下的动态再结晶动力学模型

为得到淬硬GCr15钢在高温和高应变率下的动态再结晶动力学模型,采用分离式霍普金森压杆,在20~800 ℃的温度范围和2000~8000 s-1的应变率范围内,对淬硬GCr15钢（55 HRC）进行动态压缩力学性能试验,得到应力应变曲线。对试验数据进行拟合,得到了淬硬GCr15钢的临界应力和峰值应变模型、动态再结晶激活能以及建立了动态再结晶晶粒尺寸模型。并对晶粒尺寸模型进行了试验验证,结果表明建立的晶粒尺寸模型较为精确。     

组织和温度对Cu表面氧化速率的影响

利用扫描电镜、X射线衍射仪和氧化称重实验对铜表面氧化速率进行研究,分析了不同组织、晶粒和温度对铜氧化性能的影响。结果表明：铜的组织结构是影响其氧化性能的主要因素,非密排的（100）晶面上界面能高、晶面原子堆垛相对疏松和原子尺度上粗糙,且氧化膜生长连续,氧化速率高于密排的（111）晶面;温度升高,铜表面的内能增大,铜原子较易成为活化原子与氧气发生反应,同时增大了铜原子在氧化膜中的扩散速率,加速了铜的氧化;铜试样经过等径角挤压（ECAP）后,（111）晶面铜表面的面积增大,氧化速率降低,晶界不是影响铜氧化速率的主要因素,能量较小的晶面原子所占的面积增大,铜的氧化速率减小。     

冷却速率对高氮钢焊缝组织和性能的影响

研究了水冷和空冷条件下高氮不锈钢焊缝金属微观组织和力学性能的变化规律,讨论了冷却速率对高氮不锈钢焊缝微观组织和力学性能的影响规律. 结果表明,冷却速率增加能够有效增加高氮钢焊缝金属中的氮含量,尤其对于含氮量0.85%的高氮含量焊丝,增氮效果更明显. 冷却速率增加对高氮钢焊缝金属抗拉强度提高程度取决于焊丝中的氮含量,对于低氮含量高氮钢焊丝,冷却速率增加能够显著提高焊缝金属抗拉强度,当焊丝中氮含量超过0.58%时,冷却速率增加对焊缝金属抗拉强度影响不大,最终接头强度达到850 MPa.     

退火温度对高纯铝变形组织的影响

对纯度为99.9995%的高纯铝进行了累积变形量为60%的冷轧变形,并对变形的高纯铝进行了不同温度下的退火处理.采用宏微观分析以及硬度测试等手段,研究了变形高纯铝在热处理时的组织性能演变.结果表明,99.9995%的高纯铝经冷轧累计变形60%后未发生动态再结晶,经50℃×30min退火后高纯铝变形组织已经开始再结晶,经200℃×30 min高纯铝变形组织再结晶完全.     

高应变速率下AZ31镁合金的各向异性及拉压不对称性

采用分离式霍普金森拉杆及压杆装置,研究挤压态AZ31镁合金高速变形下的各向异性及拉压不对称性,并从微观变形机制的角度探讨具有强烈初始基面织构的挤压态镁合金各向异性及拉压不对称性产生的原因。结果表明:在高速变形条件下,依据加载方向及应力状态挤压态AZ31镁合金的拉伸行为表现出很强的各向异性,但压缩行为的各向异性不明显;在挤压方向表现出很强的拉压不对称性,而在垂直于挤压方向的拉压不对称性很低。挤压态AZ31镁合金宏观上的各向异性及拉压不对称性是由于不同的微观变形机制所引起的。沿挤压方向拉伸的主要变形机制为柱面滑移,沿垂直于挤压方向拉伸及压缩的主要变形机制为锥面滑移;沿挤压方向压缩时初始变形机制为拉伸孪晶,当变形量为0.08(8%)左右时由于孪晶消耗殆尽,变形变而以滑移的方式进行。