AZ31镁合金冷压缩变形再结晶的研究

对取自铸态的AZ31镁合金进行不同变形量的压缩变形,然后在不同温度下保温不同时间进行退火处理,观察微观组织,获得变形量、退火温度和保温时间对AZ31镁合金微观组织的影响规律.结果表明:在退火过程中,变形量大(12.5%和15%)的试样可以发生完全再结晶,变形量为2.5%和5%的试样未观察到再结晶的发生.随着退火温度的升高,再结晶过程加快,孪晶界是新的再结晶形核地点.     

AZ31B镁合金带材热轧过程组织均匀性及性能研究

本文开展了变形温度为300、350、400 ℃和总压下率分别为15%、30%、45%、60%的AZ31B镁合金带材热轧试验,分析了不同工艺参数对轧后带材的微观组织及力学性能的影响规律。研究表明:随着轧制温度的升高,再结晶百分数增加,晶粒细化显著,组织均匀性增强;当温度达到350 ℃时,由于中间退火保温导致再结晶晶粒长大,使温度进一步升高,对再结晶程度的影响减弱,轧后带材晶粒度和延伸率均有降低;相比温度参数,提升总压下率对晶粒细化效果更为显著,轧制温度为300 ℃,压下率为60%时近表面平均晶粒尺寸由10 μm细化至3.7 μm,中心层晶粒尺寸细化至4.9 μm,组织分布较为均匀;压下率的增加有效改善了组织均匀性,使轧后带材延伸率显著增加,拉伸断口的韧窝增多,且逐渐加深。     

冷轧及中间退火过程中GH4700镍基合金管组织演变规律研究

利用光学金相显微镜研究了GH4700合金在冷轧以及中间退火过程中的组织演变规律,建立了中间退火过程中再结晶晶粒长大方程。实验结果表明:随着冷轧变形量增大,晶粒的变形均匀性逐渐变好,GH4700合金的屈服强度和抗拉强度增大,延伸率降低;当退火温度为1130℃、保温时间为15min时,组织发生完全再结晶且分布均匀,是较合适的一次冷轧中间退火工艺;所建立的晶粒长大模型预测结果与试验值吻合较好。     

超低温轧制304奥氏体不锈钢马氏体逆相变及组织表征

目的 研究超低温轧制（Cryogenic Rolling,CR）亚稳态奥氏体不锈钢在不同退火温度下马氏体逆相变、组织演变及力学性能的变化规律。方法 首先,对实验原料304奥氏体不锈钢进行1 050℃保温30 min的固溶处理;其次,对实验钢进行总压下量为65%的超低温轧制,并在600～750℃下进行5 min退火处理;最后,对退火处理后的实验钢进行组织表征和力学性能测试,研究退火过程中组织演变及力学性能变化规律。结果 经总压下量65%超低温轧制后,实验钢组织中的奥氏体可全部转变为马氏体。随退火温度的升高,发生逆相变的奥氏体含量增加,组织由回复组织逐渐向再结晶组织演变。当退火温度为750℃时,晶粒尺寸约为420 nm。经退火处理后,实验钢硬度由超低温轧制态的566.2HV10降至750℃时的378.1HV10,屈服强度较固溶态的大幅度提高。经750℃退火处理5min后,实验钢可获得抗拉强度896.5MPa、延伸率52.7%、强塑积47.2 GPa·%的优异综合力学性能。结论 经超低温轧制及退火处理后,304奥氏体不锈钢可获得晶粒尺寸<500 nm的亚微米/纳米组织,经700℃以上退...     

热机械处理对Al-Li-Cu-Mg-Zr 合金再结晶的影响

本文研究了冷变形前过时效、固溶温度、保温时间、变形量、加热速度等热机械处理工艺对 Al-Li-Cu-Mg-Zr 合金再结晶行为的影响。结果表明:冷变形前的时效工艺对再结晶的影响非常显著。在275℃时效4h,强烈阻碍再结晶,而在400℃时效4h,促进再结晶。固溶温度越高,越有利于再结晶,且晶粒越粗大,但保温时间对再结晶的影响不显著。大变形量和快速加热也有利于再结晶。本文探讨了各种因素影响再结晶的机制。     

钽板退火过程中的储存能演变与再结晶行为

对高纯钽板分别进行单向轧制和周向轧制,得到了87%变形量的样品。将单向轧制和周向轧制样品各分为两组。其中,一组样品随炉升温至800℃进行预回复处理,然后在1 300℃保温30 min进行再结晶退火处理;另一组则直接进行再结晶退火处理。应用X射线峰形分析(XLPA)定量计算两种轧制方式下钽板的宏观储存能,结合电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)技术表征其预回复及再结晶微观组织,同时半定量地评估不同取向晶粒预回复后的微观储存能。结果表明:87%周向轧制钽板经过800℃预回复处理后,{111}([111]//ND,ND为板法向)与{100}([100]//ND)取向晶粒内部的储存能差别明显减小,后续再结晶晶粒更为均匀细小且基本呈等轴状。这主要是由于低温预回复处理使得亚晶形核机制成为钽再结晶形核的主导机制,同时基体内储存能的释放极大降低了后续再结晶驱动力及晶粒长大速率。     

Al0.26CoCrFeNiMn高熵合金再结晶组织演变超声表征

采用真空感应熔炼浇铸工艺制备Al_(0.26)CoCrFeNiMn高熵合金,对其进行均匀化退火、轧制与再结晶退火处理,基于超声法研究该合金在热机处理过程中的组织演变特性。结果表明:均匀化退火后获得粗大等轴晶,再结晶退火温度为800℃时保留轧制变形晶粒,900℃时完成再结晶形成细小等轴晶,1000℃时晶粒粗化长大;相同再结晶退火温度下,晶粒尺寸随轧制比增加而减小。超声表征方面,标称频率5MHz探头测试的衰减系数随晶粒尺寸增加而增大,衰减系数与平均晶粒尺寸符合三次方关系,二者具有强相关性;为进一步验证该方法的可行性,采用标称频率7.5MHz探头进行测试,得到类似规律。而衰减系数可揭示高熵合金热机处理过程中的组织演变,尤其是晶粒尺寸与热机处理工艺之间的内在联系。     

不同压下率低碳铝镇静钢板再结晶实验研究

将不同冷轧压下率的低碳铝镇静钢进行不同保温温度和时间的退火再结晶实验研究,利用维氏硬度计、金相显微镜和X射线衍射仪研究了退火后试样的硬度、金相显微组织及织构的变化情况。结果表明:在相同的退火工艺制度条件下,随着冷轧压下率的增加,再结晶开始和结束温度降低,晶粒尺寸减小。当冷轧压下率升高到68%后,冷轧压下率的增加对再结晶晶粒细化的作用减弱,甚至没有细化作用;680℃保温退火时,一开始就发生了再结晶,基本不需要孕育期。随着保温时间的延长,晶粒均匀长大,晶粒饼形程度增加;退火温度由660℃升高到720℃时,{111}面有利织构增加,{100}面不利织构减少,720℃退火温度较为适宜。冷轧压下率为58%的试样在760℃退火时发生了二次再结晶对实验钢板的力学性能产生不利影响。     

热处理对大变形量Zn-1.65Cu-0.15Ti合金的组织和性能的影响

本实验采用中频感应熔炼炉制备锌铜钛合金,通过热轧工艺制备了变形Zn-Cu-Ti合金。首先分析了合金的显微组织和拉伸性能随着变形量的变化,发现随着变形量的增加金相组织变得越来越不明显,轧制的方向越来越清晰。96.7%变形量的合金延伸率最高,可达到54.7%。通过电化学分析发现,合金变形量越大,合金板材的耐蚀性越好。接着进一步研究了不同的热处理温度和时间对合金力学性能以及微观组织的影响。合金在210℃经过热处理,硬度从46HV提高至73HV,在温度稍低时,150～180℃区间内硬度增大的趋势更明显。高温热处理有利于合金抗拉强度的提高,在240℃下热处理保温2 h,抗拉强度和延伸率分别提高约29%、20%。     

高强抗震塌钢板研制及爆炸试验研究EI北大核心CSCD

为获得抗震塌性能优异的高强钢板,通过在实验室试制、现场抗震塌爆炸试验及数值计算的方法,对高强钢板的轧制工艺、热处理方法和混凝土-钢板双层结构的抗震塌效果进行了对比分析。结果表明:当冷速达到30℃/s时,钢板试样组织由单一的马氏体组成。采用双道次压缩工艺,奥氏体再结晶区应控制在1 000℃以上,能够保证轧制过程处于奥氏体再结晶区且充分细化晶粒;对于奥氏体未再结晶区轧制,第二阶段开轧温度控制在880~980℃。910℃保温30 min水淬+600℃保温50 min回火的调质工艺得到了完全的回火索氏体组织,细粒状的渗碳体弥散的分布在铁素体基体中,此时高强钢板具有最优的综合力学性能。采用6 mm厚高强钢板为背板的靶标,混凝土用量减少25%、钢材用量减少25%、变形减小了42 mm且混凝土板的破坏程度、范围也明显减小;说明高强钢板具有更好的抗爆炸震塌效果,抗震塌系数可取为0.196。     

AZ31镁合金热锻后的组织与性能的研究

研究了变形温度和变形量对AZ31镁合金组织性能的影响.结果表明:随着变形量的增加,孪晶数量减少,在400℃变形量为10%时,出现动态再结晶晶粒.随着温度升高,孪晶减少甚至消失,当温度达到350℃时,在晶界和孪晶界观察到细小的再结晶晶粒,温度继续升高,再结晶晶粒会出现长大现象.材料的抗压强度随着温度的升高先增加后减小.     

AZ61镁合金热压缩变形组织研究

在gleeble 1500D热模拟试验机上以应变速率为0.01 s-1和1s-1,变形温度为350℃和400℃,对AZ61镁合金热压缩变形,并对变形试样显微组织进行了研究。结果表明:热变形过程中发生了不同程度的动态再结晶,得到不完全再结晶组织。变形温度和应变速率对再结晶程度、再结晶晶粒尺寸均匀性有明显影响;以较低的温度配合高的应变速率,热变形后发生再结晶晶粒均匀细小;变形温度高且应变速率高时,发生动态再结晶的区域变小,再结晶晶粒尺寸偏大且极不均匀,低温高速热变形有利于获得均匀细小的再结晶组织。     

退火温度对GH3600合金箔材组织与性能的影响

目的 探究退火温度对GH3600镍基高温合金箔材微观组织及力学性能的影响。为制备综合性能良好的GH3600箔材提供参考。方法 将厚度为2 mm的铸态板材反复轧制退火得到组织均匀的0.3 mm厚度带材,再利用四辊冷轧机将带材轧制成厚度为0.1 mm和0.05 mm的箔材,然后将2种厚度箔材在950、1 000、1 050 ℃下保温1 h后空冷。通过金相观察、电子探针、EBSD检测及XRD分析来研究箔材的微观组织演变。通过拉伸实验检测箔材的室温拉伸性能。结果 随着变形程度的增大,轧制态箔材晶粒沿轧制方向被拉长得更加明显。在相同热处理参数下,0.05 mm退火态箔材晶粒尺寸更小。退火后,箔材晶粒发生了回复再结晶并析出了细小的碳化物。随着退火温度的升高,晶内碳化物逐渐减少,孪晶界比例增大,再结晶程度及晶粒尺寸增大。0.05 mm箔材在1 050 ℃退火时,其晶粒迅速粗化,在厚度方向上出现单层晶,导致箔材的抗拉强度及延伸率出现异常降低的现象,即“越小越弱”的尺寸效应。结论 适宜的热处理工艺有助于改善箔材的微观组织,进而提高其力学性能。0.05 mm箔材在950 ℃下退火1 h时,其延伸率为19.1%,屈服强度以及抗拉强度分别达到293 MPa和560 MPa,综合力学性能良好。     

冠脉支架用CoCr合金管材拉拔工艺与组织分析

对大变形轧制后的CoCr合金管坯在不同退火条件下进行热处理，通过金相显微镜、电子拉伸试验机等分析手段，检测成品管的显微组织及力学性能，分析热处理参数对试样拉伸性能和显微组织的影响，并研究拉拔变形量对试样拉伸性能和显微组织的影响。结果表明：温度为1 100℃、保温时间为10 min,管材的析出物较少，有很好的强塑性匹配，可保证管材的后续顺利拉拔。随着变形量增加，管材晶粒逐渐破碎，并被拉拔成平行于拉拔方向的纤维状，其抗拉强度增大，延伸率减小，变形量为15%时，管材屈服强度显著提高，后续趋于平缓。本研究为制备不同强塑性管材提供依据。     

冷轧率与退火工艺对汽车用5754铝合金组织演变的影响

本文研究了汽车结构件用5754铝合金经不同冷轧变形量(冷轧率58%～75%,对应厚度2.5 mm、2.0 mm及1.5 mm)后再进行H22、H111两种退火处理的整个生产过程中组织的演化。在冷轧变形以及后续退火过程中,5754合金中等效圆直径大于0.2 μm的第二相分布不再发生改变,与热轧状态完全一致。热轧板芯部相比表层具有更多的轧制织构,存在沿厚度方向上的不均匀性。2.5 mm厚5754铝合金在冷轧和H22状态下也存在组织不均匀性。然而不同的是,冷轧后,铝合金表层轧制织构增多;在不完全退火时,这种不均匀的方式再一次发生改变,芯部依然存在大量轧制织构,而表层的再结晶程度更高,立方织构明显增多;H111状态完全再结晶退火后,板材表层和芯部组织趋于均匀。随着冷轧率的增加,2.0 mm及1.5 mm厚的板材组织较为均匀,冷轧及H22、H111退火状态板材均未出现表层与芯部的组织差异。冷轧后,板材组织呈纤维状,立方织构较热轧板进一步减少;H22不完全再结晶退火状态时,可以观察到板材发生部分再结晶,轧制织构减少,立方织构增多;至H111完全再结晶状态时,组织呈等轴晶状,立方织构达到最大值。     

半固态ZCuSn10铜合金二次加热组织的演化

采用热轧与重熔的SIMA法制备了ZCu Sn10铜合金半固态坯料。先通过多向热轧对ZCu Sn10铜合金坯料进行预变形,然后对其进行半固态温度区间保温不同时间的二次加热处理。使用光学显微镜、扫描电镜、能谱及图像分析软件等手段研究了坯料二次加热过程中微观组织的演化,并分析了α(Cu)球化组织的形成机制。结果表明:在热轧变形量为16%、加热温度为930℃时,随着保温时间的延长半固态ZCu Sn10铜合金坯料初生α(Cu)逐渐发生球化,平均晶粒直径先减小后增大,由二次加热保温8 min的68.24μm先减小至10 min的62.31μm然后增大至25 min的71.09μm;保温10 min时平均晶粒直径最小,液相率由保温8 min时的18.14%逐渐增加到保温25 min时的25.32%;形状因子随着保温时间的延长先减小后增加,由保温8 min时的2.91先减小至15 min时的1.67,然后增大到保温25 min时的2.43。保温15 min时的半固态组织最优,其平均晶粒直径为65.64μm、液相率为23.66%、形状因子为1.67。在半固态铜合金二次加热过程中,组织演变的主要机制是加热前期的晶粒合并长大和液相增加后的原子扩散导致的晶粒长大并球化。     

不同加工成形方法对银靶微观组织性能的影响

目的 研究锻造和轧制两种不同加工成形方法对银靶微观组织的影响,解决纯银靶材内部晶粒粗大、分布不均匀的问题。方法 采用锻造和轧制方法分别对纯银靶材铸锭进行加工,通过对微观组织的观察和测试分析,研究两种不同加工方法对银靶微观组织的影响。结果 锻造加工的纯银靶材致密性更好;轧制加工的纯银靶材在冒口处存在大量缺陷。锻造加工的纯银靶材晶粒细小且分布均匀;轧制加工的纯银靶材晶粒较粗大、分布均匀性差,存在部分粗大晶粒。锻造加工的纯银靶材硬度值(73HV0.05)明显高于轧制加工的纯银靶材(55HV0.05)。结论 在晶粒细化及分布均匀性方面,锻造比轧制加工纯银靶材更具优势。     

搅拌摩擦焊制备7075铝合金泡沫夹芯板塑性变形及发泡工艺研究

目的 研究搅拌摩擦焊(FSW)制备泡沫铝夹芯板(AFS)预制坯的成形规律和发泡过程中泡孔的演变规律。方法 采用搅拌摩擦焊工艺制备7075铝合金泡沫夹芯板。利用金相显微镜和扫描电子显微镜对不同焊接参数条件下AFS预制坯组织形貌进行分析,同时,利用单向拉伸和高温杯突试验对不同温度下AFS预制坯的成形性能进行研究,并且针对AFS预制坯发泡性能及不均匀热变形行为对发泡性能的影响进行分析。结果 在焊接转速为2 000 r/min、进给速度为50 mm/min情况下,可获得板粉混合均匀、无明显缺陷的接头;在450℃时,搅拌摩擦焊制备的预制体与轧制板材的成形性能相似,真应变达到0.55,伸长率高达73%。450℃下杯突试验样品再结晶比例从60.6%增加至82.7%。在680℃发泡温度下,保温225 s,能够制备孔径结构均匀、高质量的铝合金泡沫夹芯板。结论 搅拌摩擦焊工艺制备的预制坯经过塑性变形后进行发泡,可以获得具有均匀孔隙结构的泡沫夹芯板弯曲部件。     

AZ31镁合金轧制工艺的研究

对AZ31镁合金在400℃条件下的轧制工艺进行了研究,在不同压下量、不同道次条件下分别进行了轧制实验,并对轧制后AZ31板材的组织和力学性能进行了研究。实验结果表明:在400℃条件下,以小变形量轧制,每道次压下量为1mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第8道次,累积变形量50%;每道次轧制压下量为2mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第2道次,累积变形量为25%;AZ31镁合金在大变形量下轧制易产生裂纹,裂纹的产生可能是由于随着累积变形量增加,内应力激增,在难变形的硬取向晶粒区或第二相处产生应力集中,萌生裂纹。裂纹尖端扩展经过的区域变形量较大,因而裂纹两侧存在再结晶细晶区域。     

退火对大变形异步-同步复合轧制超细晶TWIP钢组织与性能的影响

研究了不同退火温度对大变形异步与同步复合冷轧制TWIP钢(Fe-0.5C-18.6Mn-1.5Al-0.5Si)的组织和性能的影响,结果表明:经96%大变形轧制后的材料组织明显细化,抗拉强度从593 MPa提升至2021 MPa;在500℃以下退火,大变形轧制超细晶TWIP钢未发生再结晶;在500~600℃发生部分再结晶;在600℃以上则发生完全再结晶。随着退火温度升高,材料强度降低,但塑性增加,大变形异步-同步轧制后经700℃退火获得了平均晶粒尺寸600 nm的超细晶TWIP钢,并表现出优秀的综合力学性能,其强度、塑性分别达到1114 MPa、59.4%。此外,制备的TWIP钢在500℃~600℃退火时,奥氏体基体中生成了大量细小弥散的硬质DO3结构的(Fe,Mn)3(Al,Si)型金属间化合物,显著提高了材料强度。