钢中马氏体的孪晶亚结构

采用JEM-2100高分辨透射电镜观察了含0.029％La纯铁、40Cr、60Si2CrV、W6Mo5Cr4V2和Mn13钢的马氏体组织形貌,并对马氏体组织中的孪晶亚结构的形成机制进行了探讨.研究表明:从超低碳钢到高碳钢,淬火马氏体中均有相变孪晶出现,随着奥氏体中碳含量的提高则马氏体中相变孪晶增加.孪晶亚结构的形成与马氏体相变应变能有关,随着转变温度降低,应变能增大,形成精细孪晶以调节应变能.     

AZ31镁合金中拉伸孪晶静态再结晶的分析

基于前期工作对压缩孪晶静态再结晶的分析,主要利用XRD和EBSD技术进一步研究AZ31镁合金中拉伸孪晶静态再结晶过程中组织和织构的演变规律,以及再结晶初期新晶粒的取向特征,结果表明:拉伸孪晶不能有效地促进再结晶形核,其细化晶粒的效果不显著,其再结晶速率显著延迟于压缩孪晶;退火过程中并没有生成新的再结晶织构组分,表现为初始基面织构的减弱;新晶粒优先在拉伸孪晶的变体交叉处,或拉伸孪晶与压缩孪晶的交叉处形核,但其取向规律性不强,没有遵循初始拉伸或压缩孪晶内的取向规律,同时还对拉伸与压缩孪晶的再结晶行为进行了比较。     

孪晶铜中孪晶尺寸对疲劳位错组态的影响

对孪晶铜进行塑性应变幅控制下的疲劳实验,研究了不同宽度的孪晶内疲劳位错组态及演化过程．结果表明,孪晶宽度不同时,孪晶内的疲劳位错组态不同．当孪晶宽度大于1μm时,孪晶内疲劳位错组态与单晶中情况类似;孪晶宽度介于1μm到200nm之间时,位错形成类PSBs结构;孪晶宽度介于200nm到20nm之间时,孪晶内只能形成一些位错碎片;孪晶宽度小于20nm时,孪晶内没有稳定的晶格位错存在．     

Mg的{10■2}形变孪晶机制

Mg在室温下的强度和塑性较差,其根源之一在于Mg的{10■2}形变孪晶在极低的应力下即可形核和扩展,而且研究表明目前应用于镁合金的时效强化法通常无法显著抑制{10■2}形变孪晶.尽管对Mg及其合金的力学性能至关重要,迄今为止,对{10■2}形变孪晶的形核和扩展的机制仍存在很大争议.本文首先回顾了有关形变孪晶的定义以及{10■2}孪晶机制的研究历史,然后着重介绍了最新的基于原位TEM的研究结果:即Mg的{10■2}形变孪晶迥异于孪晶的经典定义,它事实上是一种新的室温变形机制,即塑性的产生可以通过局部的晶胞重构来完成,而不需要孪晶位错的参与;由晶胞重构机制所产生的界面为{0002}/{10■0}界面(BP界面),而且该界面在三维空间呈现梯田状的不规则形貌.晶胞重构机制迥异于基于位错的孪晶变形机制,因此基于对该机制进行抑制的设计思路可能是开发未来高强韧镁合金的关键.     

电沉积纳米孪晶Ni中五次孪晶的电子显微分析

通过直流电沉积技术制备具有高密度纳米孪晶结构的Ni,并对该材料中存在的五次孪晶结构进行了深入系统的电子显微分析.获得了纳米孪晶Ni中五次孪晶结构的HRTEM图像和SAED花样;研究了单个晶粒内部五次孪晶的结构特性、分布规律.结果表明,五次孪晶是由5个{111}晶体旋转组成,五次旋转孪晶产生的7.35°本征间隙至少由五次孪晶中的2个孪晶界分担;而且分担间隙的孪晶界呈现宽化现象,并且分解为新的孪晶,导致五次孪晶晶粒在整体形状上不具有五次对称性,呈现出一定的不规则形状.TEM截面形貌分析表明,电沉积纳米孪晶Ni呈现{110}面平行样品表面织构,晶粒为柱状晶分布,柱状生长方向为[110].通过综合结构表征,给出了五次孪晶在三维空间的结构模型.     

贝氏体铁素体精细结构孪晶及纳米结构

用高分辨电子显微镜观察分析贝氏体钢贝氏体铁素体精细结构及其尺寸的结果表明 ,上贝氏体铁素体亚片条间存在孪晶取向关系 ;下贝氏体铁素体内有孪晶 ;贝氏体铁素体条束由细小的亚片条组成 ,这些亚片条多数是精细孪晶细小片条。高分辨电镜 (HREM)准确地确定细小孪晶片条宽度在 2～ 30nm范围内。文中讨论了贝氏体铁素体精细孪晶形成机制     

孪晶和解孪晶对AZ31镁合金力学性能的影响

以商用热轧AZ31镁合金板材为研究对象,室温下通过沿轧制方向(Rolling Direction)、轧板法向(Normal Direction)以及RD-ND 3种压缩变形试验,研究了AZ31镁合金在压缩变形过程中的孪晶、解孪晶现象及其对力学性能的影响。结果表明,沿RD压缩后晶粒取向发生变化,变形后的组织中出现了明显的平行带状和透镜状孪晶带。沿ND压缩时,{1012}拉伸孪晶没有发生,且无论压缩变形量大小,金相组织中均无孪晶出现,塑性变形主要依靠滑移产生。解孪晶时屈服应力下降明显,且完全解孪晶所需应变比孪晶小。     

立方孪晶的复合倒易点阵单胞

本文导出了体心立方和面心立方挛晶复合倒易点阵的六角单胞。利用这两种模型可以形象地说明立方挛晶电子衍射谱的花样特点,从而能进一步简化其衍射谱的计算和标定过程。     

旋转孪晶的矩阵分析

孪晶电子衍射谱是薄晶体电子显微技术中一种常见的复杂电子衍射谱。1955年Andrews和1967年Calbick等曾用矩阵表达式分析反映孪晶和二次轴旋转孪晶,1976年Wolten用矩阵方法处理非180°旋转孪晶,其方法值得商榷。本文通过让选取的坐标系转动并寻求变换矩阵的方法推导出适于二次、三次、四次和六次轴旋转孪晶的普遍矩阵分析式。     

AZ31镁合金板弯曲限宽矫直增厚预置拉伸孪晶

采用弯曲限宽矫直增厚技术在具有强基面织构的原始AZ31 镁合金轧制板中预置拉伸孪晶,研究了弯曲限宽矫直处理前、后镁合金中微观组织和织构的演变及力学性能的变化.结果表明:弯曲限宽矫直处理后合金中的强基面织构被消除,转化为RD方向偏转织构,获得含量为22％的拉伸孪晶界,晶粒尺寸由(11±3)μm减小为(6.4±4)μm;再...     

孪晶密度和温度对纳米孪晶钛力学性能的影响

采用分子动力学方法模拟不同孪晶密度和不同温度下纳米孪晶钛单轴拉伸力学行为。模拟结果表明：室温下随着孪晶密度的降低,纳米孪晶钛的屈服强度出现先提升后降低的现象,材料存在临界孪晶密度。当孪晶密度小于临界孪晶密度时,孪晶界对晶粒的细化作用导致材料的强度提升。当孪晶密度大于临界孪晶密度时,孪晶界、晶界和两者交汇处的位错成核增殖成为材料变形的主导因素;且当孪晶密度远离临界值时,孪晶间隔变小、位错源增多,位错成核与增殖加剧,材料的强度降低。相同孪晶密度条件下,晶粒尺寸的减小会减少晶粒内孪晶界的数量,进而减少孪晶和晶界交汇处位错源的生成,增强了屈服强度。此外,温度的变化会影响原子的活跃程度和晶格的变形机制。随着温度的升高,原子间结合力下降,晶界附近原子结构无序化和HCP-BCC相变程度加剧引起材料的弹性模量、屈服强度下降,同时位错形核与运动的加剧影响了材料的塑性变形。     

镀铝层中的孪晶结构相与形成机制

在20碳钢上制备了热浸镀镧铝涂层。经过850℃×4h的扩散处理后,采用透射电子显微镜研究了扩散层的组织结构。结果表明,扩散层中存在杆状和近似圆形状Al4C3相,且以孪晶方式存在。采用孪晶指数转换矩阵的方法,将转换矩阵作用于孪晶指数,得出Al4C3相是以(003)面为孪晶面,以[001]方向为旋转轴的180°二次旋转孪晶,其(003)面平行于杆的长轴方向,[001]方向垂直于杆的长轴方向,杆的长轴生长方向为[210]。从而证明了六方晶系中存在以(003)面为孪晶面,以[001]方向为旋转轴的180°二次旋转孪晶。分析了其形成机制。     

贝氏体钢中贝氏体铁素体精细孪晶

用高分辨透射电子显微镜观察分析了贝氏体钢贝氏体铁素体的精细结构及其尺寸。观测指出，贝氏体铁素体的组织结构可分为三个层次：贝氏体条束或贝氏体片、亚片条和最小基本单元，或者分为四个层次：贝氏体条束或贝氏体片、亚片条、亚单元和最小基本单元。贝氏体铁素体条束由细小亚片条组成，这些亚片条多数是精细孪晶片条，它们宽度 为5．0－40nm。细小亚片条间存在孪晶取向关系。多数细小亚片条由大约5．0－25nm尺寸的基本单元组成。     

基于施密特因子计算分析拉伸孪晶对镁合金变形的影响

采用电子背散射技术(EBSD)对镁合金在100℃下的压缩变形过程中的晶粒取向变化进行了原位跟踪,对变形过程的滑移系和孪晶开动进行了定量分析。基于对不同滑移系的施密特因子(SF)在拉伸孪晶启动前后变化的计算,分析了拉伸孪晶启动对后续变形过程中滑移系开动的影响。结果表明,在拉伸孪晶启动前后,具有基面织构取向晶粒的基面滑移系施密特因子无明显变化,而柱面滑移系的施密特因子在孪晶后则大幅度降低,在随后的变形中不易启动,同时,锥面滑移系的施密特因子在孪晶后大幅增加,因此在随后的变形中相对容易启动。     

纳米孪晶强化贝氏体化涂层及其耐磨性

目的通过诱发纳米孪晶强化贝氏体化涂层强度及耐磨性。方法在250℃对中碳合金钢进行激光熔覆,并进行等温处理。通过残余应力测试、X射线衍射试验、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察、显微硬度和纳米压痕测试、往复磨损试验及磨损形貌表征,分别评价激光熔覆涂层的残余应力、物相、显微组织与结构、硬度梯度及微观硬度\耐磨性能。结果激光熔覆涂层平行和垂直激光移动方向的平均应力值分别为(209±20)MPa和(319±21)MPa。激光熔覆引入大量位错结构,使残余奥氏体尺寸降低至(37.5±2.5)nm。两组试样均为无碳化物贝氏体组织,其显微组织由针状的贝氏体铁素体以及残余奥氏体组成。在激光热作用及后续等温过程中,显微组织明显细化,并伴随生成大量塑性良好的纳米孪晶结构。激光熔覆涂层的平均显微硬度为650HV,较基体的平均硬度提升了约25%。相同磨损时间下,熔覆层的磨损体积为0.675 mm3,基体的磨损体积为1.142 mm3,纳米孪晶结构的形成大大提升了中碳合金钢的抗粘着磨损性能。结论在特定温度对中碳合金钢进行激光熔覆可以制备贝氏体化涂层,在热应力作用下,显微组织中形成的纳米孪晶结构能够对涂层增强增韧,同时提高其抗粘着磨损性能。     

In718合金中δ—Ni3Nb相的孪晶结构

本工作发现在In 718合金δ-Ni_3Nb相中存在孪晶结构。通过衍射、衍衬综合分析及迹线分析,确定δ相孪晶面为{201}和{203}。δ相孪晶界两侧的点阵完全重合,但孪晶区内Nb原子的位置发生了有规律的变动。本文还给出了上述孪晶的变换矩阵。     

亚微米晶铜中孪晶对位错储存能力的影响

利用电解沉积技术制备出系列亚微米晶纯铜样品,并在样品中引入不同密度的纳米孪晶．室温轧制具有不同孪晶密度的纯铜样品,使样品中储存大量位错．结果表明,具有高密度纳米孪晶结构的纯铜样品,40％轧制变形可使其屈服强度从690MPa增加到850MPa;而无孪晶的亚微米铜样品的屈服强度在同样轧制变形条件下只从230MPa增加到330MPa．这表明具有高密度纳米孪晶结构的纯铜样品具有很高的位错储存能力．     

“γ′相+孪晶”复合结构对高温合金强度及塑性的影响

本文通过调控低合金化、低层错能的Ni-Cr-Co基变形高温合金的“γ′相+孪晶”复合结构,分析了孪晶界对晶粒细化和强度提高的贡献以及复合结构对合金强塑性的影响。结果表明,合金在1090 ℃保温1 h的固溶处理后,锻态组织中粗大块状γ′相基本溶解,且此时组织中的孪晶含量高达51.65%。固溶态合金伸长率(42.9%)相比于锻态(26.8%)提升了63.6%,屈服强度为693 MPa(相比于锻态仅下降了3%),其中σ _tb=66.98 MPa,其贡献度基本和细晶强化的程度(77.4 MPa)持平。将固溶态合金经700 ℃/8 h/AC处理后的时效态合金孪晶含量为34.41%,同时组织引入大量沉淀强化相γ′相,构成“γ′相+孪晶”复合结构,此时时效态合金硬度、抗拉强度、屈服强度与伸长率(405 Hv,1042 MPa,864 MPa,49.76%)相较于固溶态(324.4 Hv,879 MPa,693 MPa ,42.9%,)均得到进一步提高,其中σ _tb=107.94 MPa。低合金化、低层错能的高温合金中的“γ′相+孪晶”复合结构实现了一定的强塑性匹配。     

时效处理AZ61铸造镁合金中孪晶的形成机理

研究了AZ61铸造镁合金时效处理后组织中大量楔形孪晶的形成机理,并分析了时效处理对合金力学性能的影响.结果表明,时效处理前合金中存在大量的板条状亚结构和晶粒内部适当的Al的摩尔浓度梯度是导致孪晶形成的主要因素,时效处理后合金的屈服强度和抗拉强度分别由铸态的88.79 MPa和189.73 MPa上升至109.18 MPa和250.03MPa,伸长率由6.93%上升至9.40%.合金的强度和韧性均得到改善.