Sn-58Bi合金连续挤压过程中的组织及性能演变

采用连续挤压技术制备了Sn-58Bi合金丝,并对连续挤压过程中的组织及性能演变进行了研究。结果表明,在摩擦剪切变形区,Sn相沿变形方向被拉长,Bi相呈带状分布;镦粗区的Bi相呈粗大团状分布;粘着区开始发生动态再结晶,Bi相呈蔷薇状分布;直角弯曲挤压区发生完全动态再结晶,形成了细小的再结晶组织。在连续挤压过程中,Sn-58Bi合金的显微硬度总体呈上升趋势。合金丝的抗拉强度和伸长率均随着挤压比的增大而增大。研究表明Sn-58Bi合金的断裂主要是由Sn相和Bi相之间的相界分离和Bi相破碎引起的。     

ZCuSn10合金半固态流变挤压件显微组织的演变

采用常规铸造和转棒诱导形核法制备ZCuSn10合金,研究制浆工艺对ZCuSn10合金半固态挤压件显微组织的影响,并结合最佳工艺制备法兰件,分析法兰件内部组织的演变规律。结果表明,不同制浆工艺对ZCuSn10合金挤压件显微组织的影响不同,挤压件内部组织基本与浆料组织保持一致。利用转棒转速为500r/min制备的浆料挤压法兰件,可获得固液协同流动性良好的显微组织,试样压头处散热较快,微观组织以固相为主;试样中部及试样前段均为固液两相共存的颗粒状或近球状半固态显微组织。     

纯铝1A85连续变断面循环挤压过程的组织演变

采用连续变断面循环挤压法对纯铝1A85进行挤压变形,并考察了组织的演变。宏观变形组织显示,晶粒在变形过程中反复拉长、压扁而破碎,逐渐趋于均匀。用TEM分析循环挤压过程中的组织变化特点,铸坯挤压2循环后,平均晶粒尺寸为1.5μm,挤压8循环后,平均晶粒尺寸为750nm。结果表明这一方法能够制备出超细晶材料。     

连续等通道转角挤压对Al-Ti-C合金组织与性能的影响EI北大核心CSCD

采用连续等通道转角挤压工艺,以连续的方式对Al-Ti-C合金进行多道次挤压,通过观察微观组织演化,探讨晶粒细化机理和力学性能变化。结果表明:连续等通道转角挤压工艺可有效细化Al-Ti-C合金微观组织,晶粒尺寸减小至1μm左右,形变诱导是变形过程中最主要的晶粒细化机制;高密度位错堆积引起Al基体和TiAl_(3)界面的裂纹以及TiAl_(3)内部的空洞产生,裂纹进一步扩展贯穿整个TiAl_(3)颗粒,最终导致第二相TiAl_(3)组织的细化,同时细小的第二相TiAl_(3)组织的钉扎机制和剪切机制促进了Al基体细化;连续等通道转角挤压1道次后,合金硬度提升最明显,与原始态相比提高59.2%;之后随挤压道次的增加,硬度提升的趋势变缓,合金塑性下降,韧性提高。     

喷射沉积连续挤压Al-20Si合金的微观组织及磨损性能

喷射沉积连续挤压技术是由喷射成型和连续挤压复合而成的新技术。本试验采用自制的喷射沉积连续挤压设备,在多种过热度条件下完成了Al-20Si合金的喷射沉积连续挤压试验,获得了8mm的铝合金杆件制品,分别对其显微组织和摩擦磨损性能进行研究。结果表明:喷射沉积连续挤压工艺可有效抑制初生硅的形核和生长,制备的铝硅合金中初生硅的尺寸约3~8μm,较铸态组织有明显细化,使得其耐磨性能提升1~2倍;随过热度的增加,喷射沉积连续挤压铝硅合金中初生硅的尺寸不断减小且分布更加弥散,使得合金的耐磨性更加优良。     

累积连续流变挤压对Al-Mg(-Mn-Fe)合金组织性能影响

目的 研究多道次累积连续流变挤压变形对Al-Mg(-Mn-Fe)合金组织演化和力学行为的影响,为高性能细晶Al-Mg(-Mn-Fe)合金的制备提供借鉴与参考。方法 采用连续流变挤压方法制备Al-Mg(-Mn-Fe)合金,对流变挤压态Al-Mg(-Mn-Fe)合金进行多道次累积连续流变挤压变形,研究多道次变形前后Al-Mg(-Mn-Fe)合金的微观组织和力学性能变化,讨论变形过程中Al6(Mn,Fe)相对动态再结晶的影响,揭示累积连续流变挤压态Al-Mg(-Mn-Fe)合金的强化机制。结果 经3道次累积连续流变挤压变形后,Al-Mg合金和Al-Mg-Mn-Fe合金的平均晶粒尺寸分别减小至21.5 μm和2.8 μm,细化效果显著;在多道次变形过程中,Al-Mg-Mn-Fe合金内的Al6(Mn,Fe)相逐渐破碎细化并趋于均匀分布,再结晶驱动力增加,阻碍再结晶晶粒长大;经3道次变形后,Al-Mg合金杆材的抗拉强度和伸长率同步提高至267.4 MPa和52.2%,而Al-Mg-Mn-Fe合金杆材的抗拉强度提高至364.2 MPa,伸长率降低至31.7%,该合金的强化机制主要包括细晶强化、位错强化和第二相强化。结论 累积连续流变挤压变形可有效细化合金内的晶粒及第二相,提高Al-Mg(-Mn-Fe)合金的综合力学性能。     

Cu元素对挤压剪切ZK60合金组织性能及织构演变的影响

采用金属型铸造方法制备ZK60及ZK60+1.0Cu(质量分数,%)合金,并对两种合金进行均匀化热处理与两步复合挤压剪切成形。利用OM、SEM、EDS、XRD、EBSD、TEM及室温拉伸-压缩实验研究了挤压剪切合金的显微组织、相组成及力学性能。结果表明：向ZK60合金中加入1.0Cu后,合金α-Mg基体中出现三元MgZnCu相。ZK60+1.0Cu合金成形区平均晶粒尺寸为1.56 μm,其远小于ZK60合金(4.68 μm),且MgZnCu相附近存在着尺寸为300±45 nm的亚晶粒。相比于ZK60合金,ZK60+1.0Cu合金成形区拥有着较弱的{0001}基面织构,且织构基极和挤压方向(ED)夹角发生转变,造成ZK60+1.0Cu合金成形区中存在着更多易于{0001}<11\bar{\mathrm{2}}0>基面滑移启动的动态再结晶(DRX)晶粒。ZK60+1.0Cu合金成形区的拉伸及压缩强度明显高于ZK60合金,其主要归因于晶界强化,而拉伸伸长率的降低和硬质MgZnCu相带来的微孔聚集有关。     

喷射沉积连续挤压Al-20Si合金

采用喷射沉积连续挤压工艺制备Al-20Si合金棒料。结果表明不同的雾化颗粒因遗传熔体的不均匀性而出现成分差异,并对沉积坯内初晶硅分布有一定的影响,但是在挤压过程中这种分布不均现象会被消除。初晶硅在挤压过程中被破碎并随基体的流动而扩散;对不同挤压比制备的合金杆料进行微观组织观察,发现随着挤压比的增加,棒料内初晶硅更加细小弥散,尺寸均匀。合金室温抗拉强度也随着挤压比的增加而增加,挤压比为17时Al-20Si合金的抗拉强度达到195.6MPa。     

挤压Zn-Cu-Ti合金的组织及其力学性能

采用Zn-Ti中间合金等制备了不同铜含量的锌合金,370℃/4h均匀化后在300℃对合金进行了热挤压加工。通过X射线衍射分析、扫描电镜分析和能谱分析以及力学性能测试,研究了合金的微观组织和力学性能之间的关系。结果表明,Zn-Cu-Ti合金主要由锌的固溶体η相,TiZn15相和CuZn4相组成,Ti元素的加入细化了合金的显微组织,提高了合金的力学性能;热挤压过程中,合金发生动态再结晶和局部再结晶晶粒长大现象,TiZn15相和CuZn4相被破碎后沿挤压方向分布于晶界处,有助于阻碍再结晶晶粒的长大;Cu含量在0.5%~3.0%范围内,随着含铜量的增加,Zn-Cu-Ti合金的强度和硬度增大,当Cu含量超过2.0%时伸长率有下降趋势;由于挤压过程中发生了动态再结晶在一定程度上抵消了加工引起的硬化,合金挤压态硬度较铸态硬度提高不大。     

AlSi7MgBe合金的半固态挤压成形

对采用近液相线半连续铸造技术制备的AlSiTMgBe合金坯料进行半固态挤压成形,通过组织与性能的分析,研究了AlSi7MgBe合金的半固态挤压成形性.结果表明:用近液相线半连续铸造技术制备的AlSiTMgBe合金坯料具有均匀,细小的蔷薇状组织,在575℃对其二次加热可获得稳定的、适合于半固态触变成形的球化组织,进行半固态挤压成形可获得表面光洁,组织细小,分布均匀的成形件,在540℃固溶5 h然后175℃时效10 h处理,其抗拉强度为325 MPa,伸长率为14.6%,表明具有良好的半固态挤压成形性.     

电子束快速成形TC4合金的组织与断裂性能

利用超景深显微镜和扫描电镜对电子束选区熔化快速成形的沉积态TC4试样组织与断口形貌进行观察和分析,研究不同几何成形和加载方向对断裂性能的影响。结果表明,断裂性能在垂直试样中受到柱状晶组织的影响,具有各向异性,在沉积方向上的断裂韧度为94.94MPa·m^1/2,大于电子束扫描方向的断裂韧度85.33MPa·m^1/2,而伸长率很小,仅为3%;α相形态对断裂性能有影响:水平试样片层状的α集束组织伸长率及断裂韧度优于垂直试样相互交错的针状α组织,最大值为14.5%和101.45MPa·m^1/2,而抗拉强度和屈服强度较小;电子束选区熔化制备的TC4试样断口由许多不同尺寸的韧窝和弯曲的撕裂棱组成,断裂方式以延性韧窝状沿晶断裂为主,水平试样的断口撕裂棱曲折程度、韧窝尺寸和深度大于垂直试样。     

Cu-Cr-Zr合金连续加热时效动力学研究

本文通过测试铜合金在连续加热过程中电阻率的变化研究了铜合金的连续加热时效动力学.提出了用时效过程中电阻率的减小值△ρ作为描述时效过程的参数.在此基础上,建立了连续加热时效动力学图.在等速加热时效过程中,利用电阻率与温度呈线性关系这一特点,提出了一种计算△ρ的方法.测出了Cu-Cr-Zr合金以0.075～1.6℃/min加热速率进行加热时的△ρ与温度的关系.     

热挤压AZ31镁合金的组织结构与蠕变行为

通过对热挤压态AZ31镁合金进行组织形貌观察、内摩擦应力测定及蠕变性能测试,研究了热挤压AZ31合金的组织结构和蠕变行为.结果表明:热挤压AZ31镁合金的组织具有带状结构特征,并沿轧制方向分布,且有β-Mg17Al12相在合金中弥散析出.蠕变期间,位错运动的内摩擦力有较强的温度敏感性,随温度增加,内应力值明显降低,致使合金具有较高的蠕变速率.合金在蠕变期间,大量位错的形成与运动是蠕变初期的变形机制;蠕变稳态阶段,高密度位错逐渐束集形成位错胞,进一步发生蠕变期间的动态再结晶.随裂纹在晶界处萌生使蠕变进入第三阶段,而裂纹沿晶界韧性撕裂扩展是合金的蠕变断裂机制.     

Structural development during the extrusion of rapidly solidified Al-20Si-5Fe-3Cu-1Mg alloy

An investigation concerning the changes of powder structure and microstructure during the extrusion of an important Al-Si-Fe-Cu-Mg alloy prepared from rapidly solidified powder has been carried out. The fragmentation of needle-shaped intermetallics in the alloy has been regarded as one of the main features of the process, which happens concurrently with the interparticle bonding and the shaping of the porous billets. The as-extruded microstructure is found to be mainly composed of the dynamically recovered -Al matrix with numerous microcells, which are retained because of the inhibiting effect exerted by massive, fine second-phase particles on cell wall motion. Some recrystallized grains are also observed but their growth is effectively prevented. The refined intermetallics together with massive silicon particles and precipitates dispersed in the matrix can be expected to improve the thermal stability and high-temperature strength of the alloy to a great extent.     

Microstructure and mechanical properties of Mg-Al-Zn alloy sheet fabricated by cold extrusion

Cold extrusion of AZ31 magnesium alloy sheets was studied in this paper. Microstructure and texture distributions of the as-extruded sheet were investigated by electron backscattered diffraction (EBSD) method. The grains were significantly refined and the average grain size was 1.6 μm. Dynamic recrystallization has taken place during the extrusion process, which resulted in the high frequency of high angle grain boundaries in the sheet. After the cold extrusion, a weak double-peak type basal texture was formed. The formation of the texture was ascribed to the non-basal <c + a> slips. Tensile tests revealed that mechanical properties were enhanced due to grain size refinement, but mechanical anisotropy was obvious. It is believed that mechanical anisotropy was related to the splitting of basal texture.     

U型铜材连挤连展工艺产品极限尺寸的研究

采用U型模具连续挤压铜板带时,U型产品尺寸的变化对连续挤压成型过程会产生较大的影响。为了降低模具研发成本,本文通过有限元模拟与解析法得到了U型产品可挤压的极限尺寸。采用有限元法与理论计算研究了不同几何参数比(厚度挤压比λ₁、直径扩展比λ₂、产品宽厚比λ₃)对U型连续挤压产品的流速均方差(SDV)以及模具型腔压力σ_x、挡料块应力p_d和挤压轮扭矩T的影响规律,并建立了模具型腔内接触应力和挤压轮扭矩的函数模型。研究表明:随着λ₁的增大,出口截面的速度差越来越大,SDV值增加幅度明显;λ₂增大,流速最快区域从U型两侧转移至圆弧处,SDV值变化范围不大。通过主应力法计算得到U型模具腔体内压应力σ_x与产品尺寸r₀的函数,利用上限法求解出挡料块应力p_d与腔体进料口压力p_k的关系。将SDV、p_d、T作为挤压极限厚度的判定标准,当坯料直径为30 mm,展平宽度为420 mm时,得到可挤压的极限厚度为7 mm。U型铜带连续挤压实验表明,实验结果与理论扭矩对比,误差可控制在10%以内,证明了理论计算极限尺寸的可行性与准确性。     

高强耐热镁合金大型锻件组织性能研究

为了满足航天飞行器对结构减重的迫切需求,推动变形镁合金在航天飞行器上的应用,采用力学性能测试及显微组织分析的方法对高强耐热镁合金工业级大型锻件进行了研究。研究结果表明:锻前固溶处理不能完全消除晶间稀土元素的偏析,这些稀土元素最终以Mg₂₄Y₅、Mg₅Gd等相的形式保留下来,并呈现出颗粒形态;锻环力学性能的各向异性随着变形温度的提高而降低;低于250 ℃时,该合金的断口呈现出准解理和韧性撕裂的混合特征,随着温度的升高,韧性断裂的比重逐渐加大,当变形温度提高到300 ℃时,呈现出韧窝聚集形断裂特征。     

喷射电沉积Co-Ni纳米合金沉积层的组织和性能

用高速喷射电沉积法快速制备了块体纳米晶Co-Ni合金,研究了喷镀工艺参数(主盐浓度、电解液喷射速度和电流密度等)对沉积层成分、微观组织结构及性能的影响.结果表明:提高喷射电沉积电解液的搅拌强度能有效减小扩散层的厚度,使电沉积在较高的极限电流密度下进行,提高沉积速度.极限电流密度的增大使阴极过电位增大,从而提高合金的形核速率,使沉积层晶粒的尺寸减小、显微硬度升高.随着电解液中Co2 含量的增加,沉积层中Co含量增加,导致沉积层相结构由单相α-Co(Ni)转变为α-Co(Ni)和ε-Co(Ni)双相组织,并使表面的形貌发生明显的变化.     

Microstructure evolution and texture development during high-temperature uniaxial compression of magnesium alloy AZ31

Texture development in magnesium alloy AZ31 was studied by uniaxial compression tests at temperatures, strain rates and final strains ranging from 573 to 773 K, 1.0 × 10⁻³ to 5.0 × 10⁻⁵ s⁻¹ and −0.2 to −1.5, respectively. Fiber texture was formed in all of the deformation conditions. The main component of the texture varied depending on deformation conditions; it appeared about 33–38° away from the basal pole after the deformation at higher temperatures and lower strain rates. This can be attributed to the increased activity of the secondary pyramidal slip system. With a decrease in temperatures and an increase in strain rate, the tilting angle of the main component (compression plane) from the basal pole decreased down to about 20°. Construction of a basal fiber texture was detected after deformations at the lowest temperature and high strain rates.