ECAP制备TWIP钢的力学性能研究

采用ECAP方法对TWIP钢(30Mn-3Si-3A1)试样进行一道次等径角挤压(ECAP)变形,对比研究原始态、一道次挤压态、ECAPlP+850℃×1h(空冷)处理和ECAPlP+1000℃×1h空冷处理后的微观结构及力学性能.试验结果表明:在变形过程中,形变孪晶的相互形变阻力和位错在形变孪晶界的大量塞积,使TWI...     

TWIP效应分析

对不同形变量下TWIP钢内部组织观察发现,在形变量由小到大的过程中,内部组织依次呈现为:大量位错,孪晶,多个孪生系统的交割。对比分析各形变量下组织情况可以发现TWIP效应过程主要有如下几点:孪晶对位错的阻塞作用,提高了局部加工硬化能力;孪晶与孪晶的作用,孪晶的形成增加了后续孪晶的阻力,其次多套孪生系统有效地对晶粒进行了分割,增加了孪晶界面,从而提高了加工硬化能力;孪生过程本身具有一定的形变量。局部加工硬化的提高,使应变向其他较低区域转移,从而表现出很高伸长率。     

室温等径角挤压后共析珠光体钢的组织特性

用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)方法研究了0.78C-1.03Cr共析珠光体钢Φ8mm×45mm试样两道次室温等径角挤压后所产生的显微组织变化。结果表明,一道次等径角挤压变形后,共析珠光体组织,由渗碳体不规则弯曲片层、直接剪断片层和局部变薄层组成。随变形道次增加,发生局部变薄与不规则弯曲珠光体片层比例加大,并且还引起渗碳体的部分溶解。     

汽车用轻质TWIP钢的组织演变规律研究

研究了中碳-高Mn系TWIP钢在固溶处理后的组织和力学性能。采用OM、XRD、TEM和EBSD分析了TWIP钢形变前后的微观组织演变规律和高强塑性的产生机理。结果表明,形变孪晶密度随着变形程度的增加而增大,形变孪晶渐进产生,细化起到细晶强化和延缓断裂的作用,使TWIP钢具有优异的综合力学性能和成形性能。     

不同退火工艺下TWIP钢微观组织及力学性能演变

摘要：以在650℃温轧的Fe-24Mn-2Al-1Si-0.05C TWIP钢为研究对象,通过金相显微镜(OM)、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、室温拉伸等实验手段,研究温轧TWIP钢在回复退火、部分再结晶退火、高温短时退火以及高温退火等不同退火工艺下其微观组织及力学性能的演变。结果表明,随着退火工艺的改变,实验钢的微观组织由回复退火时包含高密度位错、形变孪晶等的变形晶粒逐渐向高温退火时的无畸变再结晶晶粒转变;而部分再结晶退火时,实验钢的微观组织由未再结晶区的变形晶粒和细小的再结晶晶粒混合组成。随退火工艺的改变,实验钢拉伸前、后的硬度变化趋势为先下降然后基本不变最后上升;实验钢的变形机制逐渐由位错滑移为主向孪生滑移为主转变。     

TWIP钢的拉伸应变硬化行为

采用静态拉伸、金相组织观察方法研究了5种不同锰含量的TWIP钢的拉伸应变硬化行为.结果表明:5种钢的真应力与真应变不遵循Hollomond的线性关系,其中1号钢的应变硬化指数n值随真应变的增大先升后降,其它4种成分钢的n值随真应变的增大而提高.对于同一成分的钢,其n值均随应变速率的增大而减小.其微观变形机制是:随着锰含量的增加,孪晶形成逐渐起主导作用;拉伸前组织中有退火孪晶;随着变形的进行,产生大量的形变孪晶,孪晶与位错之间的交互作用与硬化率相协调,从而延迟了颈缩的产生,导致TWIP钢具有很高的均匀变形能力.     

Fe-20Mn-0.6C TWIP钢力学性能和微观组织的演变

 研究一种Fe-Mn-C系新型TWIP钢的力学性能和微观变形机制。采用静态拉伸方法测试Fe-20Mn-0.6C钢在热轧和冷轧及热处理后的力学性能,通过金相、X-射线衍射、透射电镜观察等方法研究该钢的微观组织演变。结果表明：试验钢经过热轧后,表现出优异的综合力学性能,伸长率高达100%,抗拉强度达到924MPa。将热轧钢板经过适量冷轧后其抗拉强度提高到1210MPa。 热轧态组织为等轴的奥氏体基体及退火孪晶,拉伸变形后其微观组织中孪晶密度显著增加,晶粒内由一套孪晶系逐渐演化为两套孪晶系,而且因变形诱导马氏体相变产生大量马氏体组织。     

纳米碳化钒强化TWIP钢加工硬化机制研究

弥散分布的纳米碳化钒颗粒能明显提高TWIP钢的屈服强度,但同时将在一定程度上降低加工硬化率。采用一个修正的物理模型来研究纳米碳化钒颗粒对一种实验室等级的FeMnC奥氏体TWIP钢加工硬化率的影响。试验发现在塑性变形过程中弥散分布的纳米碳化钒颗粒会加快位错累积速率,但也会降低孪晶形成速率。与不含析出相的TWIP钢相比,在小应变时含纳米碳化钒颗粒的TWIP钢加工硬化率较高,但随着应变量的增加其硬化率减小的速度高于不含析出相的TWIP钢,因此在高应变条件下含纳米碳化钒颗粒的TWIP显示出较低的钢加工硬化率。     

TWIP钢的研究现状

综述了TWIP(Twinning induced plasticity)钢研究的现状以及最新的进展.主要介绍现有TWP钢的成分体系,即Fe-Mn-Al-Si系、Fe-Mn-C系和Fe-Mn-Al-C系,以及各合金元素的作用;TWIP钢基于层错能的成分设计方法,层错能的计算方法及影响因素以及层错能与TWIP效应的关系.简述TWIP钢的组织特点、力学性能特点以及TWIP钢的生产加工的难点.     

异步轧制TWIP钢的力学性能和微观组织

 利用金相显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜对异步轧制及热处理TWIP钢的力学性能与微观组织进行了研究。结果表明,TWIP钢经500℃异步轧制后强度显著提高,而塑性降低,这是位错与孪晶共同作用的结果。轧制后的热处理降低了位错密度以及变形孪晶数量,导致强度降低,伸长率升高。经600℃和700℃退火后,TWIP钢表现出良好的强度和塑性综合性能。因此,异步轧制后热处理是获得具有优良综合力学性能TWIP钢的可行途径。     

铸态304L奥氏体不锈钢等径角挤压变形的力学性能

 研究了经1~4道次等径角挤压变形(ECAP)后,铸态304L奥氏体不锈钢微观结构的演变,同时测定了ECAP变形后的力学性能。结果表明,经4道次变形后,铸态粗大晶粒破碎形成细小的大角度晶粒,平均晶粒尺寸约202 nm;抗拉强度和屈服强度大大提高(Rp02=1 002 MPa,Rm=1 100 MPa),但均匀塑性变形能力(A＜3%)和加工硬化指数(n=0060)却显著下降。     

等通道热挤压变形制备奥氏体不锈钢纳米级组织

 通过采用700 ℃等通道挤压法(ECAP法)对00Cr19Ni10奥氏体不锈钢实施变形,制备出晶粒尺寸在200~300 nm的超细晶组织,由此可使其抗拉强度与屈服强度显著增加。同时探讨了ECAP细化机理,对试验钢在等通道挤压变形中的微观组织演变过程进行了分析,发现其组织演变与滑移、孪晶以及动态再结晶有关。     

等径角挤压法制备超细晶工艺研究

超细晶材料因具有较好的综合性能而倍受关注,等径角挤压法制备超细晶是目前研究的热点。介绍了等径角挤压法制备超细晶的原理,各参数对等径角挤压材料性能的影响,分析了等径角挤压法存在的问题以及等径角挤压材料的应用前景。     

陕西省自然科学研究计划项目

 钢和铁基合金通过等径弯曲通道变形(ECAP)可获得超细晶组织，从而改善材料的性能。成功实现了C方式650 ℃时珠光体65Mn钢的等径弯曲通道变形，累积等效真应变约为5。片层状珠光体组织演变成超细的渗碳体颗粒均匀分布于铁素体基体的组织，而且铁素体基体为均匀等轴晶粒，平均晶粒尺寸约为0 3 μm。     

铸态304L奥氏体不锈钢等径角挤压变形研究

 研究了铸态304L奥氏体不锈钢在等径角挤压(ECAP)变形过程中显微组织的演变过程。结果表明,经4道次剪切变形后树枝晶破碎、原始粗大晶粒碎化。显微组织的变化过程可归纳为：原始粗晶粒→晶粒被滑移带分割→位错发展形成高密度位错墙,与滑移带共同作用形成胞块结构→应变增加形成层片状界面→形成大角度晶界的细小晶粒。表明铸态304L奥氏体不锈钢经ECAP变形后塑性变形机制主要由滑移完成。     

Warm Deformation of Low Carbon Steel Using Forward Extrusion-Equal Channel Angular Pressing Technique

A combination of extrusion and equal channel angular pressing (ECAP) was used to deform a plain low carbon steel. This process consists of two successive deformations by extrusion and ECAP in a single die (Ex-ECAP). Cylindrical samples were heated to predefined temperatures (650 and 850 ℃) and then pressed through a die channel with crosshead speed of 10 mm/s. Microstructure and resultant mechanical properties of processed material were studied. The results showed that pressing temperature has a significant effect on the resultant microstructure. While at 650 ℃, the cold worked structure with elongated ferrite grains were obtained, and at 850 ℃ the microstructure consisted of elongated ferrite grains and very fine grains at their boundaries as a consequence of continuous dynamic recrystallization (CDRX) of ferrite phase. Also at 850 ℃, a particular microstructure consisted of cold worked ferrite and static recrystallized grains on shear bands was obtained.     

不同方式等通道转角挤压纯铝微结构分析

等通道转角挤压技术是制备超细晶粒金属块材的最新技术方法。文章介绍了通过实验对纯铝A、B、C三种方式挤压,A方式:每次挤压试样方位不变,在同一方向上承受累积剪切变形;B方式:不同道次挤压时,试样沿挤压轴线相同方向旋转90°,使主剪切平面保持垂直;C方式:在相邻挤压道次之间,试样沿挤压轴线相同方向旋转180°,使偶次挤压后,主剪切平面的累积剪切应力趋于零。经实验观察表明,A、B两种方式挤压后,微结构变化基本相同,晶粒沿剪切方向拉长,4次挤压后晶粒形状和分布有了差别。而C方式与A、B的不同在于偶道次挤压后晶粒形状为等轴晶粒。三种方式后的硬度与挤压道次的关系基本一致,即3～4次挤压后硬度趋于饱和。实验证明,经不同方式等通道转角挤压(ECAE)纯铝组织结构变化有所不同。     

等通道转角挤压铝硅合金组织的研究

研究了铝硅合金等通道转角挤压后组织变化,铝硅合金在等通道转角挤压过程中由于剪切力的作用细化了硅晶粒,改善了材料的性能,实验证明：等通道转角挤压技术是细化晶粒的新方法。     

Three-Dimensional Microstructures and Tensile Properties of Pure Iron During Equal Channel Angular Pressing

 Commercial pure iron billets having diameter of 60 mm and length of 180 mm were subjected to equal channel angular pressing (ECAP) at 350 ℃ for 1 to 4 passes via route Bc. Microstructural evolutions on three planes (X, Y, Z planes) were characterized by optical microscopy and transmission electron microscopy (TEM). It was found that after four passes an ultrafine microstructure could be formed on the X plane, but a band structure remained on the Z plane. Accordingly, the mechanical properties exhibited apparent dependence on the orientations. The strength in the x and y directions was higher than that in the z direction. The microstructural refinement and mechanical properties were discussed in terms of experimental results.     

热加工对铸造AM50镁合金显微结构和力学性能的影响

采用锻造和等通道转角挤压(ECAP)等技术研究了热加工对铸造AM50镁合金显微结构和力学性能的影响, 以改善该合金的力学性能.结果发现, ECAP对铸造AM50镁合金和锻造AM50镁合金两种显微结构的影响不同, 这是由于两种状态初始晶粒尺寸不同引起的.铸态AM50镁合金晶粒尺寸粗大, 经过ECAP工艺后, 晶界上出现大量平直滑移线;而锻态AM50镁合金经过ECAP工艺后, 晶粒进一步细化, 滑移线痕迹不明显.铸态AM50镁合金经过ECAP工艺后显微硬度从54.5提高到72.3, 锻造AM50镁合金经过ECAP工艺后显微硬度从60.3提高到81.9.铸造AM50镁合金经过锻造及ECAP工艺热加工后力学性能抗拉强度提高到320 Mpa, 同时延伸率保持在35%以上.