形变及热处理对690合金晶界特征分布的影响

应用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了材料初始状态、冷轧压下量和1100℃退火对690合金晶界特征分布(GBCD)的影响.低层错能面心立方金属镍基690合金,冷轧5%后在1100℃退火5min可使低∑CSL (coincidence site lattice, ∑≤29)晶界比例提高到70%以上(Palumbo-Aust标准),同时形成大尺寸的晶粒团簇.低∑CSL晶界比例和这种晶粒团簇的尺寸随冷轧压下量的增加而下降.初始状态的固溶或时效对690合金在1100℃再结晶退火后的晶界特征分布无明显影响.     

形变及热处理对GH3625合金晶界特征分布的影响

在不改变GH3625合金化学成分的前提下,通过晶界工程(GBE)优化和调控合金组织,从而改善合金的高温组织稳定性以及使用可靠性。采用电子背散射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了形变热处理对GH3625合金晶界特征分布(GBCD)的影响。结果表明,GH3625合金晶界特征分布的优化主要是通过再结晶过程中形成的Σ3_n晶界来实现的,同时主要受冷变形量和退火条件的影响;GH3625合金中低ΣCSL晶界比例随着冷变形量的增加而减小,随着退火温度的升高而增加,当合金在ε=35 %,退火温度为1120 ℃保温15 min时,低ΣCSL晶界比例可提高到63.16 %以上(Palumbo-Aust标准);同时形成大尺寸的“互有Σ3_n的取向关系晶粒的团簇”此外,GH3625合金中出现了大尺寸的晶粒团簇,在晶粒团簇内的晶粒之间具有Σ3_n的取向关系;晶粒团簇尺寸和内含Σ3_n晶界的数量随着冷变形量的增加而减小,随着退火温度的升高而增加。     

热处理工艺对CN1515不锈钢管材晶界特征分布的影响

采用工厂生产线上的冷拔机对CN1515奥氏体不锈钢管材进行小变形量冷拔加工,然后在1 020~1 140℃进行热处理。利用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了热处理温度及时间对CN1515奥氏体不锈钢管材晶界特征分布(GBCD)的影响。结果表明,在工厂生产设备上可以实现对CN1515管材的晶界工程(GBE)处理,经7%冷拔及在1 060~1 100℃再结晶退火10 min后,低ΣCSL晶界比例可以提高至80%以上。继续升高退火温度或者延长退火时间,低ΣCSL晶界比例下降。     

形变热处理对316L奥氏体不锈钢晶界特征分布的影响

采用5%的单向压缩与1000 ℃退火的形变热处理工艺,对316L奥氏体不锈钢的晶界特征分布进行了优化,并且通过定位观察的方法研究了晶界特征分布优化的机理。结果表明,随着退火时间的增加,特殊晶界比例逐渐增加;当退火时间达到90 min时,试样的特殊晶界比例最高（69.5%）,并且得到了打断的大角度随机晶界网络。晶界特征分布优化的机理是,小变形试样在退火过程中发生了局部再结晶,首先产生了以特殊晶界等低能量晶界为主的小晶粒群;之后小晶粒群中能量较高的大角度晶界开始迁移并消失,最终材料的特殊晶界比例得到了提高。     

形变量对Ni-5at%W合金晶界特征分布的影响

应用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了形变量对Ni-5 at%W合金退火过程中晶界特征分布(GBCD)的影响。合金经77%、89%和98%冷轧后分别在不同温度下进行退火。试验结果表明:较小的形变量(77%、89%)相比于较高的形变量(98%),前者更容易在随后的再结晶退火过程中激发出更多的低ΣCSL(coincidence site lattice,Σ≤29)特殊晶界。在同一形变量下,随着温度的升高,Σ3的比例随之下降;在相同的退火温度下,随着形变量的增大,Σ3的比例也随之下降。与此同时,小角度晶界含量不断增加,立方织构逐渐尖锐。     

形变热处理工艺参数对冷轧态镍基高温合金晶界特征分布演变的影响

本文研究了不同形变热处理工艺参数对冷轧态镍基高温合金中晶界特征分布演变的影响。结果表明,在退火处理过程中,生长事故模型是静态再结晶(SRX)晶粒中新Σ3晶界形成的主要机制。随着退火时间和退火温度的增加,晶界迁移时间延长,晶界迁移速度加快,从而增加了生长事故的发生频率,促进了Σ3晶界的形成。此外,随着应变的增加,Σ3晶界的比例先减小后增大。在冷轧变形量为0.1和0.7时,Σ3晶界的比例均可达到60%左右,这与大晶粒团簇的形成密切相关。此外,本文还详细分析了不同工艺参数下,Σ1晶界、共格Σ3晶界、非共格Σ3晶界、Σ9晶界、Σ27晶界和随机晶界的演变规律。     

形变及热处理对Fe-Ni-Co-Al-Ti合金的影响

采用真空高频感应熔炼技术制备合金,通过光学金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射技术(XRD)、电子万能拉伸试验机、显微硬度计等手段研究分析了热变形行为及热处理对Fe-33.5Ni-3Co-1.5Al-2.5Ti合金的微观组织及力学性能的影响。研究表明,合金经970℃固溶处理1.5 h,再经660℃时效7.5 h后能获得最佳的力学性能,其抗拉强度为1 220 MPa,显微硬度为440 HV0.05,延伸率为10.1%。     

晶界特征分布对哈氏合金力学性能的影响

采用扫描电镜、背散射电子衍射、透射电镜等手段对Hastelloy X(HX)合金的晶界特征分布、拉伸断口形貌及位错分布等进行研究。结果表明,HX合金室温拉伸断口由局部裂纹、微孔和大量的韧窝构成,微孔的形成与材料内部第二相颗粒分布有关。组织为晶内共格孪晶型的材料开裂是裂纹源扩展引起的,而组织为非共格孪晶型的样品是微孔聚集导致的开裂。分析表明,不同晶界特征分布的样品室温力学性能的差异,主要是晶粒尺寸和一次碳化物分布作用的结果。     

冷拉伸预变形及热处理对Hastelloy C-276合金晶界特征的影响

对Hastelloy C-276合金分别进行2%、6%、14%、22%、30%和54%冷拉伸预形变后经1100 ℃×15 min等温退火并水冷,采用EBSD技术分析变形量对其合金晶界特征分布和晶粒尺寸的影响。结果表明,随着变形量的增加,总的特殊晶界比例呈先下降后上升最后下降的趋势。当变形量为14%时,总的特殊晶界比例出现峰值点,达到了64.8%,同时Σ1晶界比例出现拐点,呈下降趋势,变形储存能得以释放,有利于特殊晶界的产生。此时,晶粒组织处于再结晶初始阶段。但大变形条件下的退火并不利于特殊晶界比例的提高。随着晶粒尺寸的增加,退火孪晶密度降低,选择适当的晶粒尺寸有利于晶界特征分布优化。     

高纯铝冷轧形变组织及晶界角度分布的取向特征

采用光学金相(OM)和电子背散射衍射(EBSD)技术研究了高纯铝轧制变形的微观组织、晶界角度分布和取向的关系。结果表明:平行于轧向的形变微观组织可分为具有明显特征取向且包含的晶界以小于5°为主的带状组织(OAB)和取向散布宽度较大且包含的晶界以大于15°为主的带状组织(OSB);<5°,5°~10°,10°~15°和>15°4个级别的晶界角度水平面积率既与形变微观组织的形貌相关,也与其取向有关。     

热处理对N08020合金管材组织及性能的影响

采用金相显微镜、拉伸试验机、硬度仪及扫描电镜等试验方法,研究不同热处理工艺制度对N08020合金管材组织及性能的影响。结果表明:热挤压态的钢管存在金属间相析出,经过1 200℃高温固溶后,金属间相全部溶解;钢管经过大变形量冷轧及1 000℃的后续成品热处理,可形成平均晶粒尺寸为22μm且无金属间相析出的最佳组织形貌;再经过3 h的稳定化处理,通过Nb(C,N)的析出,可获得更佳的综合理化性能。     

新型Cu-Zn-Cr合金的形变热处理及对性能的影响

设计了一种新型导电结构材料Cu-Zn-Cr合金。通过金相观察、硬度测量、电导率测量和透射电子显微分析(TEM)以及高分辨分析的方法,研究了形变热处理工艺对Cu-Zn-Cr合金性能的影响以及Cu-Zn-Cr合金的强化机理。结果表明,由均匀化、热轧、固溶、冷轧、时效组成的形变热处理工艺能显著提高合金性能;合金的最佳均匀化温度为900℃,最佳时效温度为400℃,最佳时效时间为1 h;960℃固溶处理2 h能提高时效强化效果。经过固溶处理后冷变形80%,再在400℃时效1 h后合金综合性能最佳,硬度为194 HV2,电导率为42%IACS。时效过程中Cr以纳米级的第二相粒子形式从过饱和固溶体中析出,产生沉淀强化效果,同时净化了基体,提高了电导率。     

形变与热处理对Cu-Cr合金力学性能的影响

研究了不同形变与热处理工艺对多元Cu-Cr合金的力学性能的影响。结果表明:该合金有显著的时效强化特性,强化相为Cr,当合金经65%变形再经500℃×4h时效处理可获得较高的硬度;变形能降低合金的冲击韧度,而时效处理对合金的冲击韧度影响不大。     

形变热处理对Cu-Sn-P合金微观组织及性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术、万能试验机等分析了轧制和热处理工艺对Cu-Sn-P合金带材晶粒尺寸、晶粒取向、组织分布和性能的影响,并建立了形变热处理工艺-带材微观组织-带材折弯性能之间的联系。结果表明：Cu-Sn-P合金带材先经过70%变形量的冷轧加工,再在650℃下进行走带速度为65 m·min^-1连续退火处理后,可将带材的变形加工组织与再结晶组织比例控制在5:1左右,带材的晶粒平均直径为3.5μm,且晶粒大小均匀。随后经15%冷轧变形和230℃保温3 h的低温去应力退火处理后,合金带材抗拉强度达到716 MPa,在垂直于带材轧制方向和平行于轧制方向分别进行180°折弯测试,带材表面在相对弯曲半径R/t≤1.5时均不开裂且无明显大褶皱。     

形变与热处理对Cu-Cr合金力学性能的影响

研究了不同形变与热处理工艺对多元Cu-Cr合金的力学性能的影响.结果表明该合金有显著的时效强化特性,强化相为Cr,当合金经65%变形再经500℃×4 h时效处理可获得较高的硬度;变形能降低合金的冲击韧度,而时效处理对合金的冲击韧度影响不大.     

热压缩对Cu-Sn合金晶界分布的影响

对Cu-Sn合金进行了高温等温压缩试验,热压缩应变速率为0.01 s-1、热变形温度为550～700℃。并利用EBSD技术分析了该合金在不同区域的高温变形及组织特征。结果表明:随变形温度逐渐升高,Σ3晶界分布频率由6.1%升高至39.2%,但在650℃时出现强烈的动态回复,大面积的亚结构与变形区域出现,出现Σ3n(n=1,2,3)回落现象。     

固溶温度对冷轧态690合金组织及晶界分布特征的影响

通过SEM和EBSD等手段研究了950~1100 ℃固溶温度对不同变形量690合金的微观组织和晶界分布特征的影响。结果表明,当固溶温度超过1070 ℃再结晶晶粒尺寸快速增加,且较大变形量样品的晶粒尺寸小于小变形量的。变形量较小样品的固溶温度相对较大变形量的样品不宜过高。基于晶界的重位点阵(即CSL)理论进一步分析晶界分布特征,固溶处理后进行特征晶界统计分析,样品中由变形加工产生的小角度晶界特征消失,但是具有Σ3晶界特征的退火孪晶组织比例增加。在固溶温度超过1030 ℃后,Σ3晶界没有明显增加趋势。较大变形量样品的Σ3晶界密度高于低变形量的样品,表明适当提高变形量有利于提高Σ3的晶界密度。对晶粒取向的分布特征统计分析后可知,1030 ℃固溶处理变形加工后的690合金,提高了Σ3ⁿ晶界比例,特别是Σ3晶界,且较大变形量合金形成的Σ3晶界比例为19%,高于小变形量合金的17%比例。     

Ni3Al合金的滑移特征及形变过程的晶界行为

通过SEM动态拉伸形变试验,研究了具有各种化学成分和不同热处理态Ni_3Al合金的形变滑移特征,并用TEM观察了晶界区域的位错组态。研究结果表明,在含硼Ni_3Al合金的晶界附近存在一个过渡滑移区,该区域中滑移线重新取向或其它滑移系开动,从而产生了局部应变调节并使晶界应力集中松弛。硼降低了开动晶界位错源所需的应力并可能同时增加了位错源本身的数目。硼对Ni_3Al的韧化作用强烈受到基体Al含量、合金元素及热处理等因素的影响。