变形处理对Zn-0.75Cu-0.15Ti 合金组织和力学性能的影响

中国富锌少铜,作为铜合金替代材料的Zn-Cu-Ti具有安全无毒、质轻价廉等一系列优点,已被广泛应用在机械制造、汽车制造等领域,因此探寻对Zn-Cu-Ti的变形处理以达到优秀的力学性能具有重要意义。本文将热挤压与多道次热轧工艺相结合来制备Zn-Cu-Ti板材,研究变形处理对合金微观组织和力学性能的影响。合金经热挤压变形后,合金晶粒尺寸减小,呈现细小等轴晶状结构,Zn基体中存在CuZn5和TiZn3第二相颗粒,变形后第二相颗粒有所增加。挤压后的合金经轧制变形处理,组织中晶粒存在长大现象,致使晶粒尺寸分布不均匀,第二相数量随着合金变形量增加而增多。轧制变形后,合金的抗拉强度存在一定程度下降,塑性提高,这主要归功于合金板材基体中Cu固溶强化作用的降低和晶粒长大。     

Mo-30Cu合金轧制变形组织及性能研究

对粉末冶金法制备的Mo-30Cu合金板材,在不同工艺条件下进行轧制试验,采用金相显微镜及扫描电镜对轧制变形后的组织进行观察,并采用维氏硬度计对经过不同道次变形量的材料进行硬度测试,研究合金的轧制变形性能及组织演变.研究发现,热轧温度为900℃、变形量达到50％时,板材试样轮廓清晰,Mo颗粒被压扁拉长,呈椭球状,烧结态组织转变为变形组织.总变形量为98％的Mo-30Cu合金箔材组织中,Mo相与Cu相均被压成纤维状,两相成均匀层叠分布,Mo层与Mo层、Mo与Cu层间界面清晰,彼此结合紧密.Mo-30Cu合金的轧制变形行为分为3个阶段:总变形量小于50％时,Mo颗粒在Cu相中滑移及Cu相变形;变形量介于50％～90％时,Mo相和Cu相协调变形:变形量大于90％时,Mo相变形.经热轧变形后的Mo-30Cu合金,当冷轧变形量为0％～ 25％时,由于加工硬化,维氏硬度呈直线上升;当冷轧变形量大于25％时,随着变形量的增加,钼骨架和铜相逐渐变形形成纤维组织,位错密度的增长趋势逐渐减弱,加工硬化效应也会逐渐低于线性增长规律,同时晶格畸变能增加,产生变形热效应,促使材料中产生回复过程,材料的硬度增加缓慢.     

高温压缩对GH4169合金微观组织的影响

系统研究了GH4169合金在900～1 150℃、变形量为50%、变形速率为10 s~(-1)的压缩条件下的微观组织演变。结果表明,在设定的温度范围内,GH4169合金的微观组织逐渐由变形态向不完全再结晶态以及完全再结晶态发生转变。合金中的析出相主要有微米级别的块状碳化物和亚微米级别的颗粒状δ相。少量细小析出相的存在对合金的组织细化有着很好的促进作用,在相对较小的变形量下,合金的晶粒尺度同变形前相比显著减小。     

轧制变形量对Ti-45Al-7Nb-0.3W合金组织与性能的影响

利用X衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、室温拉伸试验等手段,研究粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W(原子分数,%)合金包套轧制过程中的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:热等静压法态的Ti-45Al-7Nb-0.3W合金组织为近γ组织,主要由块状的γ相组成,同时包括少量的α2相及极少量的B2相。轧制后Ti Al合金板材为双态组织,B2相消失。随轧制变形量增加,合金板材强度增加,变形量为40%时,板材抗拉强度最大,达到955 MPa。继续增加变形量合金板材的力学性能有所降低。当变形量较小时,合金的塑性变形主要通过位错滑移和攀移来实现。随变形量增加,孪生和动态再结晶机制发挥作用。     

医用Zn-1.5Mg合金的组织与性能研究

研究了医用Zn-1.5Mg合金的微观组织变化,探讨了其对力学性能的影响.对铸态、均匀化处理和轧制态Zn-1.5Mg合金的微观组织进行了表征,分析了合金的相组成.选取变形量为49%和73%的轧制态Zn-1.5Mg合金,在模拟体液中分别浸泡1、2、4、8、14、22、32天,统计了腐蚀速率的变化.结果表明:铸态Zn-1.5Mg合金的相组成主要为η-Zn相、Mg_2Zn_(11)相和MgZn_2相,均匀化处理后MgZn_2相消失.铸态Zn-1.5Mg合金均匀化后共晶组织的片层状形貌消失,显微组织变得更加均匀.经总压下量73%轧制变形后,枝晶细化.轧制后的浸泡实验显示,样品浸泡4天后腐蚀速率基本保持在0.2 mm/a左右,电化学实验显示两种轧态试样腐蚀电压在-0.9 V左右.     

轧制变形对93WNiCu合金微观结构和力学性能的影响

选用93WNiCu高比重合金,采用冷轧的方法对其进行轧制变形处理,变形量分别为5%、10%、15%、20%,通过对变形前后材料内部组织结构的观测,分析了材料内部轧制变形机理,并对变形前后的材料进行力学性能测试,对比分析轧制变形对93WNiCu合金性能的影响。结果表明:93WNiCu合金材料经过轧制变形后内部钨颗粒呈条带状,粘结相均匀分布在钨颗粒之间;轧制变形可有效地提高合金的抗拉强度,20%变形量的轧制变形就可使材料的室温抗拉强度由烧结态的900 MPa提高到1 270 MPa,延伸率由7.6%降低到4%;通过金相以及拉伸断口显微观测,分析了93WNiCu轧制变形强化机理。     

热轧变形量对MGH754合金板材组织和性能的影响

在相同的轧制温度下,通过组织分析和显微硬度分析的方法,研究了热轧工艺中不同的最后一火变形量对MGH754合金热轧态板材组织、退火态板材组织以及板材高温持久强度的影响。研究结果表明:最后一火变形量越高,热轧态板材组织能充分地进行动态再结晶,其晶粒越细小均匀;最后一火变形量越高,更有利于退火中二次再结晶的发生,生成粗大的盘状晶组织;板材的高温持久强度随着最后一火变形量的增大而升高。     

轧制塑性变形对W-Cu复合材料组织性能影响

对不同Cu含量[20%～50%(质量分数)]的热挤压后的W-Cu合金坯料进行轧制,通过对比得出最佳轧制工艺参数,并制备出微观组织均匀、致密度高、性能优异的W-Cu合金板材。结果表明:轧制力随着道次轧下量的增加而逐渐增大,并且当一次轧下量超过60%时,轧制力急剧增加;随着轧制变形量的增加,Cu相发生变形,W相形状基本不发生变化,但W相有细化的趋势;轧制变形能在保持W-Cu合金热挤压后高组织均匀性、高致密度、高性能的基础上获得薄板甚至是箔材。     

连轧变形量对GH4169合金棒材组织与性能的影响

在最近引进的我国第一台高合金钢连轧生产线上研究了轧制变形量对GH4169合金棒材组织和性能的影响。结果表明：与传统的横列式轧机不同,连轧过程中合金的内升温效应较大。在本试验条件下,变形量过小,不利于合金晶粒细化,并在近表面部位残存未再结晶的原始拉长晶粒;如果变形量过大,则由于内升温引起终轧温度升高,晶粒显著粗化,并使晶界6相显著减少,从而大幅度降低高温塑性和持久寿命。只有变形量适当,才能在棒材各部位完成动态再结晶的同时,获得9级以上的细晶组织和合适的6相析出状态,使合金获得良好的综合性能。     

冷拉变形量对GH80A合金棒材组织和性能的影响

着重研究了冷拉变形量对GH80A合金冷拉棒材晶粒组织和力学性能的影响.结果表明随着冷拉变形量的增加,合金的冷拉态硬度不断提高、晶粒组织缓慢变细、瞬时拉伸性能稍有提高、持久寿命略有下降.合金的冷拉变形量应控制在8%～20%范围内.     

冷拉变形量对GH80A合金冷拉棒材组织性能影响研究

本文着重研究冷拉变形量对GH80A合金冷拉棒材晶粒组织和力学性能的影响。结果表明：随着冷拉变形量的增加，合金的冷拉态硬度不断提高、晶粒组织缓慢变细、瞬时拉伸性能稍有提高、持久寿命略有下降，且合金较合适的冷拉变形量可控制在8－20％范围内。     

316奥氏体不锈钢中厚板轧制晶粒度控制研究

针对316不锈钢中厚板晶粒度控制问题在实验室进行了一系列的轧钢试验,分别对钢坯原始组织状态、总轧制压缩比、单道次变形率3个因素进行分析。试验结果表明,当轧制压缩比超过6时,钢坯原始组织状态对中厚板全厚度晶粒均匀性无明显影响;钢坯加热温度、道次压下量相同时,总压缩比为6生产工艺能够轧制出全厚度晶粒均匀的钢板;当轧制总压缩比为4时,单道次压下率超过30%时,钢板表面晶粒度为2级和7级混晶组织;单道次轧制变形量均小于10%时,即使轧制总压缩比足够大,钢板热轧态晶粒度依然不均匀。     

新型γ-TiAl合金板材显微组织与拉伸性能研究

主要研究了新型γ-TiAl合金板材轧制前后的显微组织变化与轧后的拉伸性能。结果表明,轧制前的锻态组织主要为γ相和α2相以及一定数量的B2/β相;轧制后的合金组织中粗大片层减少,再结晶等轴γ晶粒增加,且片层晶团沿轧制方向被拉长,其破碎程度与轧制量有关;B2/β相数量明显减少,这与高温轧制有关。经过(γ+α2)相区三次循环热处理后,合金片层增加,间距缩小,组织得到明显细化。板材的高温拉伸塑性较高,高温拉伸断口主要为沿层、穿层及穿晶断裂的混合断口。     

热等静压成形Ti-45Al-7Nb-0.3W合金热轧板材的超塑性变形行为

对热等静压法制备的 Ti-45Al-7Nb-0.3W 合金进行 1 270 ℃热轧,得到合金板材,利用扫描电镜(SEM)观察板材的显微组织。对合金板材进行 950 ℃、初始应变速率为 1×10^-4 s^-1的高温拉伸实验,根据拉伸应力-应变曲线与拉伸性能,以及拉伸断裂后的显微组织演变与拉伸断口形貌,研究轧制变形合金板材的超塑性变形行为。结果表明：热等静压态合金经热轧后,由近 γ 组织转变为双态组织,并随轧制变形量增加,热轧板材的平均晶粒尺寸减小,伸长率增加。当变形量为 61%时,平均晶粒尺寸最小,为 9.8 μm,板材伸长率最大,达到 367.5%,抗拉强度为 131 MPa。继续增加轧制变形量时,板材晶粒长大,伸长率降低。板材在超塑性变形过程中,α₂/γ 层片晶团旋转分解,并在其周围产生大量动态再结晶晶粒。板材的超塑性变形机制为晶界滑移与动态再结晶。     

Zn含量对Mg-Mn-Zn合金显微组织和力学性能的影响

通过添加少量的Zn元素制备了(%,质量分数)Mg-2.0Mn-x Zn(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)合金。对合金进行挤压变形,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段,研究了少量的Zn元素对Mg-Mn合金组织及力学性能的影响。实验结果表明,Mg-2.0Mn-x Zn合金的铸态及挤压态组织中主要含有的第二相为颗粒状的α-Mn相,Zn元素均匀固溶于Mg基体中。少量添加的Zn元素可以显著细化铸态Mg-Mn-Zn镁合金的晶粒尺寸。随着Zn含量增加,挤压态合金中动态再结晶区域增加,混晶组织呈减少趋势。少量添加Zn元素对挤压态Mg-2.0Mn合金的强度及塑性都有明显的改善作用,尤其是合金的屈服强度最高增加42%,延伸率增加57%。随着Zn添加量增加,合金强度的增加趋势减弱。SEM观察显示挤压态Mg-2.0Mn-x Zn合金拉伸试样的断口形貌以韧窝及解理台阶为主,呈现韧性断裂与准解理断裂的混合断口形貌。     

FGH4102粉末高温合金等温热模拟压缩试验及动态再结晶组织研究

本文研究了新型第四代粉末高温合金FGH4102在等温热模拟压缩过程中的组织演变,对γ′相在动态再结晶过程中的作用进行了探讨。结果表明,热等静压态合金在1 060～1 120℃温度范围变形时,热加工性能较好。1 140℃变形后试样容易发生开裂,合金热加工性能较差。合金在γ+γ′两相区变形时均发生了不同程度的动态再结晶,再结晶晶粒尺寸远小于热等静压态的晶粒尺寸。变形过程中,尺寸较大的γ′相起到促进动态再结晶的作用。变形参数对动态再结晶的影响非常显著。低温高应变速率变形时,γ′相促进动态再结晶形核占主导地位,再结晶晶粒比较细小;高温低应变速率变形时,晶粒长大逐渐占据主导地位,再结晶晶粒尺寸较大。     

Y元素对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和力学性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和室温拉伸力学性能测试等手段研究了Y元素对超高强Al-9Zn-2.5Mg-2Cu(wt.%)合金铸态和T6热处理态微观组织和力学性能的影响。结果表明:Y元素的添加能够细化铸态合金晶粒,降低晶界第二相的连续性;经轧制变形和T6热处理后,随着Y元素含量的提高,合金的强度呈先升高后降低的趋势。当Y元素添加量为0.2%时,性能优秀,其屈服强度为590.1 MPa,极限抗拉强度为622.7 MPa,伸长率为10.44%。     

稀土对Zn－5Al合金显微组织的影响

利用光学金相、显微硬度、扫描电镜能谱和Ｘ射线衍射分析等手段，研究了稀土元素对Ｚｎ－５Ａｌ合金铸态、轧态、再结晶态组织的影响。结果表明，稀土能够明显细化合金铸态组织中的共晶团和再结晶态的晶粒，并使再结晶晶粒的尺寸分布均匀，这与稀土在合金中形成硬质的化合物Ａｌ＿２ＣｅＺｎ＿２和ＣｅＺｎ＿３有关。这些稀土化合物在轧制过程中本身不发生变形，但能阻碍合金基体的变形，使合金的塑性降低。     

四种状态下Mg-10Gd合金微观组织及力学性能研究

采用OM、SEM、TEM、EBSD、XRD和万能材料试验机等手段研究了铸态、退火态、热变形+时效态、固溶态等四种状态下Mg-10Gd稀土镁合金的微观组织和力学性能。结果表明,铸态合金组织由α-Mg基体和晶界处的不连续Mg_5Gd共晶相组成;退火态合金组织为α-Mg固溶体;热变形+时效态合金主要由动态再结晶组织和弥散分布在晶粒内部的β′-Mg_7Gd相组成;固溶态合金组织为α-Mg固溶体,β′相完全溶解。由于β′相的析出强化作用,四种状态合金中热变形+时效态合金具有最高的抗拉强度为371MPa。铸态合金的断口处伴随着晶界共晶相的破裂,其主要断裂形式为准解理断裂。热变形+时效态合金拉伸断裂形式为撕裂棱和微孔聚合复合作用形成的准解理断裂。退火态和固溶态的断裂形式是以撕裂棱为主的准解理断裂。     

Mg-Zn-Gd合金的微观组织和力学性能

利用等离子体发射光谱仪(ICP)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段研究了Mg-x Zn-y Gd(x=1~3,y=1~3)合金铸造态、挤压态的化学成分和微观组织演变,并测试其室温拉伸力学性能。研究结果表明:随着Gd含量的增加,铸态组织显著细化,枝状晶间距减小,其组分相Mg-Zn-Gd三元相面积分数逐渐增多,Mg Zn2相逐渐减少直至消失,第二相从晶界处呈连续网状分布转变成晶界断续和晶内均匀分布。挤压态组织得到细化,挤压过程发生了明显的动态再结晶,平均晶粒尺寸从Mg-3Zn合金的30μm降到Mg-2Zn-1Gd合金的10μm。第二相沿挤压方向趋于带状分布,部分弥散分布于晶内,成棒状或块状的Mg Zn Gd三元相,尺寸约为1~3μm。挤压态Mg-x Zn-y Gd合金的抗拉强度σ_b从Mg-3Zn的260 MPa提高到300 MPa,延伸率δ从13%提高到25%,屈服强度变化不大,σ_b和δ提高幅度分别为15.4%,92%。挤压态的显微硬度由Mg-3Zn的HV 52.1提高到Mg-3Zn-2Gd的HV 70.4,挤压态Mg-x Zn-y Gd合金室温拉伸断口呈现典型的韧性断裂特征,应力在第二相粒子处集中。