等通道转角挤压镁合金的微观组织和力学性能

采用自制的90°模具,分析不同的ECAP挤压路径对AZ31镁合金变形后的微观组织和力学性能的影响;对挤压后的试样进行显微组织观察、硬度测试,研究等通道挤压工艺(ECAP)对AZ31镁合金的晶粒细化效果.结果表明:Bc路径晶粒细化效果较好,随着挤压道次增加,晶粒发生细化,7道次后晶粒尺寸由原来的70μm细化到4.8μm左右;硬度值随道次增加显著提高,3道次后达到最大值90.81MPa,之后随道次增加,硬度略有下降,趋于稳定.     

等通道转角挤压过程有限元模拟

等通道转角挤压是一种新的制备超细晶粒材料的技术。对于工业纯铝材料的等通道转角挤压过程 ,采用有限元技术进行模拟 ,分析了挤压过程中材料的应力和应变并对不同摩擦条件下的挤压变形情况进行了分析 ,将有限元分析结果与实际网格变形进行了比较 ,两者结果基本吻合     

等通道转角挤压高铝镁合金的微观组织和力学性能

对三种铸态高铝镁合金进行了等通道转角挤压(ECAP),对挤压前后的微观结构和力学性能进行了测试.结果表明挤压使合金组织显著细化,力学性能明显提高.由于高铝镁合金在高温挤压过程中除α-Mg基体相外,存在较多β-Mg17Al12,两相相互制约,显著降低各相的(动态)再结晶速率,从而容易获得比常规Mg-Al系合金细小得多的组织.结合等通道挤压加工,有望发展高铝镁合金为经济型高强度镁合金.     

等通道球形转角挤压过程中工业纯铝的微观组织演变与力学性能

突破传统ECAP变形全过程通道等截面思路,提出一种耦合剪切应变和正应变于一体的新型等通道球形转角挤压(equal channel angular extrusion with spherical cavity,ECAE-SC)工艺。在自行研制的模具上对工业纯铝进行室温单道次ECAE-SC挤压实验,采用OM、EBSD和TEM等技术手段,研究了ECAE-SC变形过程中工业纯铝微观组织的演变规律,并测试了变形后试样的显微硬度。结果表明,在ECAE-SC工艺剧烈简单剪切变形诱导下,工业纯铝仅需1道次挤压变形即可获得等轴、细小、均匀的超细晶组织,平均晶粒尺寸约为400 nm;工业纯铝室温ECAE-SC变形以位错滑移为主并伴有不完全连续动态再结晶,其微观组织经历了剪切带→位错胞→小角度亚晶→大角度等轴晶粒等动态演化过程。1道次ECAE-SC变形后,工业纯铝组织以{110}001高斯织构为主,同时存在部分{111}112铜型织构;材料显微硬度值大幅提升,由初始289.4 MPa提高到565.3 MPa,增幅高达95.33%,且分布均匀性良好。     

等通道转角挤压对AZ80A镁合金晶粒细化的影响

利用预先经(400±5)℃×16h均匀化处理的10mm×10mm截面的条形试样在280℃下对AZ80A铸态合金进行等通道转角挤压试验,研究了挤压路径、挤压道次和多步法挤压对晶粒细化和力学性能的影响.结果表明,ECAE8道次挤压变形可把晶粒细化到6μm以下:在一定范围内增加道次数和降低变形温度均有助于组织细化;在相同道次和挤压路径下多步法ECAE变形由于降低了后续变形温度从而获得了晶粒更加细小的镁合金.     

等通道转角挤压FeMnSiCrNiC形状记忆合金时效过程中碳化物析出的研究

研究了等通道转角挤压后时效处理对FeMnSiCrNiC合金碳化物的析出和形状记忆效应的影响。结果发现，挤压态合金经973K时效处理150min后，平均晶粒尺寸约10btm，同时晶内和晶界处析出大量碳化物。碳化物析出在回复完成前即开始，挤压产生的大量缺陷降低了碳化物析出的激活能，促进了碳化物析出。细晶强化和碳化物析出强化的共同作用显著提高了合金的基体强度，抑制预变形中的塑性变形，使更多的变形由应力诱发马氏体承担。因此，合金形状回复率达到89．4％（预变形4．33％时），比固溶态高120％，比直接时效高40％。     

GCr15钢的等通道转角挤压组织细化

对GCr15钢的等通道转角挤压(ECAE)工艺及对晶粒的细化效果进行了实验研究.在温度为950℃、挤压速率为25 mm/s条件下,对该合金进行了等通道转角挤压.高温条件下,利用等通道转角技术实现了大块材GCr15钢材料的晶粒细化.研究发现,在热加工条件下,GCr15钢的原始粗大晶粒经一次挤压后均可以得到显著细化,但细化不均匀,仍有少量粗大晶粒存在.     

挤压道次对等通道转角挤压高纯铝微观组织的影响

采用等通道转角挤压工艺,在常温下对高纯铝进行5道次挤压变形。利用透射电子显微镜和电子背散射衍射技术,对等通道转角挤压后高纯铝的组织结构、微观织构和晶界特征进行表征,研究挤压道次对等通道转角挤压高纯铝微观组织的影响以及挤压后材料组织的演化机制。结果表明：随着挤压道次的增加,材料剪切变形抗力不断增加;5道次变形后,材料晶粒得到显著细化,形成多边界平直、低位错密度的等轴状晶粒,晶粒尺寸约为0.9μm。同时,挤压5道次后材料的晶粒取向逐渐变得随机,微观织构在(80°, 35°, 0°)、(40°, 75°, 45°)和(0°, 85°, 45°)达到峰值;超细晶高纯铝晶界是几何必须晶界,挤压后超细晶的形成是连续动态再结晶的结果。     

等通道角挤压AZ31镁合金的微观组织与力学性能

借助X射线衍射仪、光学显微镜等分析设备,研究了AZ31镁合金在等通道角挤压变形过程中微观组织与力学性能随加工道次的变化行为.结果表明,随挤压道次的增加,晶粒不断细化,力学性能发生显著变化,伸长率不断增大,抗拉强度逐渐降低.挤压8道次后,晶粒尺寸由最初的120μm减小到9μm.由于晶粒细化效应,导致α相主要变形机制由1道次的孪生变为随后道次的位错滑移.挤压后(0001)晶面的取向分布分散性,影响抗拉强度.伸长率的增大与晶粒细化和滑移面的激活有关.     

退火温度对等通道转角挤压态铁基形状记忆合金力学性能的影响

研究了退火温度对等通道转角挤压(ECAP)Fe17.80Mn4.73Si7.80Cr4.12N i合金力学性能及显微组织的影响。结果表明,等通道挤压工艺能显著提高合金的屈服强度和抗拉强度,两道次挤压后合金的屈服强度达到880 MPa,比固溶态高660 MPa。退火温度从300℃升高到600℃时,合金屈服强度和抗拉强度降低,伸长率升高。挤压后经700℃×30 m in退火后,材料的伸长率达到40%,屈服强度达到426 MPa,再结晶基本完成,晶粒尺寸仅为0.3~2.5μm。细晶强化是该合金强度和伸长率提高的主要原因。     

双相合金Mg-8Li-1Al的等通道转角挤压Ⅱ.挤压后合金的室温拉伸性能

随着等通道转角挤压(ECAP)次数的增加，Mg-8Li-1Al(质量分数，％)合金的室温拉伸强度和塑性同时增加，对应1，2，3，4次ECAP，合金的屈服强度分别为169，185，196和198MPa，延伸率分别为12％，14％，25％和27％，微观组织分析表明，ECAP方法在细化两相组织、提高合金强度的同时，还改善了α相组织的均匀性和等轴性，并使各晶粒间的取向差逐渐增大，这种处在非平衡状态的、具有较大取向差的晶界结构，在室温拉伸变形过程中可激活晶界滑移或晶粒转动等变形方式，进而使材料的塑性随道次增加而得到提高。     

EFFECT OF EQUAL-CHANNEL ANGULAR PRESSING ON STRUCTURE OF Al ALLOY 2024

ＥＦＦＥＣＴＯＦＥＱＵＡＬＣＨＡＮＮＥＬＡＮＧＵＬＡＲＰＲＥＳＳＩＮＧＯＮＳＴＲＵＣＴＵＲＥＯＦＡｌＡＬＬＯＹ２０２４①ＬｉｕＺｕｙａｎ，ＬｉａｎｇＧｕｏｘｉａｎ，ＷａｎｇＥｒｄｅ，ＷａｎｇＺｈｏｎｇｒｅｎＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅ...     

纯度对ECAP制备超细晶铜疲劳性能的影响

采用应力比R=–1的对称加载疲劳试验,研究了ECAP制备的超细晶高纯铜(HPCu)、低纯铜(LPCu)的疲劳行为,分析了循环应力-应变响应、疲劳寿命和疲劳前后晶粒取向分布,讨论了纯度与超细晶材料疲劳稳定性的关系。结果表明:在任何应力幅下,获得的超细晶低纯铜的寿命都大于ECAP变形前的粗晶铜;在相同应力幅下,循环周次提高1.6~2.0倍。而超细晶高纯铜的疲劳曲线,表现出不同的特性,在高应力幅下,超细晶高纯铜具有较高的疲劳寿命,但在低应力幅下,超细晶高纯铜循环周次下降,疲劳寿命低。在应力控制条件下,随应力幅的降低,超细晶纯铜的循环应力-应变响应从循环软化逐渐过渡为循环硬化。杂质的存在能有效阻止疲劳过程中晶粒的转动和位错的运动,降低其回复软化,减小相邻晶粒间取向差变化,使超细晶低纯铜与超细晶高纯铜相比有较大的循环硬化指数n和循环硬化系数K,具有较好的疲劳稳定性。     

双相合金Mg-8Li-1Al的等通道转角挤压Ⅰ.挤压过程中的变形方式

以X射线衍射分析术为主要分析手段，探讨了双相合金Mg-8Li-1Al(质量分数，％)在等通道转角挤压(ECAP)变形过程中的变形方式，α相在第1道次ECAP过程中主要的变形方式是{10-↑11}(-↑1012)孪生，在随后道次的ECAP过程中主要变形方式为位错滑移，变形方式的转变主要是由于ECAP造成的组织细化效应；对于β相，各道次ECAP的主要变形方式均为位错滑移。     

T型通道挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce合金的超塑性和组织演变

采用T型通道挤压(TCP)对Mg-1.5Mn-0.3Ce合金(质量分数,%)进行了4道次热挤压变形,其平均晶粒尺寸由原始轧制态的35μm细化至2μm;TEM观察表明,经TCP变形后细小的第二相粒子Mg_(12)Ce弥散分布于晶内及晶界处.变形合金在573—673 K及1×10~(-1)—4×10~(-4)S~(-1)应变速率范围内显示良好的超塑性变形;在温度为673 K及3×10~(-3)s~(-1)条件下,得到最大的断裂延伸率为604%,应变速率敏感系数m为0.36.超塑性变形后断裂区域显微组织观察表明,Mg 1.5Mn-0.3Ce合金超塑性变形的主要机制为晶界滑移,在较高温度、较低应变速率条件下超塑性变形时出现晶内滑移现象,作为超塑性变形的协调机制促进晶界滑移,随应变速率的降低或温度的升高晶内滑移越明显.     

燃烧合成-热压制备Al_2O_3-TiC-ZrO_2纳米复合陶瓷的力学性能与显微结构

以ＴｉＯ２,Ａｌ;Ｃ,纳米 ＺｒＯ２粒子为原料,利用燃烧合成－热压工艺制备了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ－ＺｒＯ２纳米复合陶瓷．添加ＺｒＯ２可使 Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ断裂方式由沿晶断裂转变为穿晶断裂．ＺｒＯ２纳米粒子弥散于基体中,其周围产生的应力集中可引发位错,起到亚晶界的作甲,并可使位错钉扎、堆积,阻碍位错运动,从而使复合陶瓷的力学性能得到明显改善：抗弯强度为７０６ＭＰａ,提高幅度达１９．８％;断裂韧性为 ６．３ ＭＰａ·ｍ１／２,提高幅度１８．９％;洛氏硬度为 ９４．４．     

热压烧结温度对SiC颗粒增强铝基复合材料微观组织及力学性能的影响

本文在540-640℃温度范闱内,研究了真空热压温度对15%(体积分数)SiCp/2009Al复合材料的微观组织和力学性能的影响.复合材料的致密度随热压温度升高而增加,在580℃达到最大值,高于580℃时下降.TEM界面观察发现:热压温度为540和560℃时复合材料界面结合较弱,界面出现开裂现象;当热压温度为580和6...     

室温等径转角挤压对18Ni(C-250)马氏体时效钢微观组织和拉伸性能的影响

采用等径转角挤压（ECAP）工艺在室温下对18Ni（C-250）马氏体时效钢进行单道次冷变形.对比固溶处理试样480℃时效曲线、固溶+ECAP处理试样的460和480℃时效曲线发现,一道次ECAP变形及随后的时效处理能够使马氏体时效钢的峰值时效时间明显缩短,峰值强度提高约100 MPa.结构分析表明,ECAP态实验钢的马氏体板条宽度为100—200 nm,随后的时效过程对马氏体板条宽度影响不大,而ECAP工艺对棒状δ-Ni3Mo相析出尺寸有显著影响.统计结果表明,经4 h时效处理后.固溶+480℃时效态、固溶+ECAP+480℃,460℃时效态的δ-Ni₃Mo宽度（直径）分别为4.92,12.33和3.54 nm.此外,ECAP工艺还促使18Ni马氏体钢中δ-Ni3Mo相在时效后期加速分解,使强度迅速衰减.     

Zn含量对反挤压Mg-8Sn-Zn合金组织演变和力学性能的影响

利用OM,SEM,TEM,EBSD,XRD和电子材料试验机研究了Zn含量（1%-4%,质量分数）对反挤压Mg-8Sn-Zn合金组织、织构演化和力学性能的影响.结果表明,所有合金均可在相对较低的挤压温度（250℃）和较高的挤压速度（2 m/min）下成形.在反挤压过程中,所有在均质化处理后残留的粗大第二相在挤压过程中破碎并沿着挤压方向被拉伸成条带状;所有的粗大晶粒均转变为细小的等轴晶,其平均晶粒尺寸分别为7.4,8.3和10.5μm.随着Zn含量的增加,在挤压态合金晶内和晶间分布的细小弥散第二相的体积分数增加,这些第二相主要由亚微米级的Mg₂Sn相和纳米级的富Zn相组成.弥散分布在晶界上的第二相有效地钉扎了晶界,从而细化了晶粒尺寸.另外随着Zn含量的增加,合金的织构强度降低,这和变形晶粒的体积分数减小有关.组织细化、织构弱化和第二相弥散化是Mg-Sn-Zn合金强度提高和拉伸/压缩屈服点各向异性减弱的主要因素.     

机械合金化制备NiAl—TiC复合材料的组织和力学性能

研究了反应球磨方法制备的ＮｉＡｌ－ＴｉＣ复合材料的组织和力学性能。结果表明,强化相呈两态分布。１０００℃长期退火对材料的组织和显微硬度影响不大。ＮｉＡｌ－ＴｉＣ复合材料的强度远高于铸态ＮｉＡｌ的强度,也比ＸＤ ＮｉＡｌ－ＴｉＢ２复合材料的强度高。高温热等静压后,该复合材料的室温和高温屈服强度都明显下降。材料的高温强度依赖于应变速率,变形受扩散机制控制。