异步叠轧中剪切力对超细孪晶铜制备的影响

采用异步叠轧法辅以热处理制备超细孪晶铜材,研究了异步叠轧对晶粒细化的影响.以及再结晶退火时织构转变的情况.结果表明:异步叠轧过程剪切应力的作用形成了搓轧区,它的形成使变形材料经过该区域发生压缩变形和剪切变形,以及累积叠轧的作用,使晶粒细化到约1μm;由于剪切织构积聚了较强的弹性应力,使得再结晶过程中原子定向生长,总的效果相当于剪切织构{001}<110>旋转54.7°变成了退火织构{111}<211>,也就是孪晶组织.     

异步叠轧辅助退火制备超细晶铜材的形成机制及组织控制(英文)

对原始晶粒大小为60～100μm的铜材进行六道次大变形异步叠轧并辅助退火处理,获得晶粒大小为200nm的超细晶铜材,研究超细晶铜材的微观组织结构和性能。结果表明:六道次大变形异步叠轧后的超细晶铜材组织中存在大量的亚结构,也存在特定织构C组分,其强度和显微硬度高但伸长率和电导性下降。经220°C、35min退火处理后,亚结构消失,晶界由大角度晶界组成,织构由多种织构组分组成,也出现部分孪晶。与六道次大变形异步叠轧的超细晶铜材相比,经220°C、35min退火处理的超细晶铜材的抗拉强度和屈服强度略有下降,但伸长率和导电性明显提高。     

累积叠轧焊法制备超细晶纯铝的研究

采用累积叠轧焊方法在室温下对1060纯铝进行剧烈塑性变形，并分析1060纯铝变形前后内部微观组织结构的演变和力学性能的变化。实验结果表明，随着累积叠轧道次的增加，层界面复合越来越紧密，5道次后出现母材基体的相互渗透；材料的抗拉强度和硬度得到大幅度提高，伸长率在1道次时急剧下降，然后基本保持不变；晶粒尺寸急剧细化，等效真应变为6．4的条件下得到了平均晶粒尺寸为400nm的超细晶组织。     

叠轧深变形制备的超细晶Al-1%Mg合金组织与热稳定性

在叠轧等效应变为4.0的条件下得到了平均晶粒为0.5μm的Al-1%Mg合金超细晶组织;在平面深变形条件下,形成了含有大量位错的亚晶组织,大角度晶界是由于几何深变形而形成的;在热作用下,合金位错密度降低,亚晶减少,晶粒变大,在退火温度高于200℃时晶粒变化明显,低于200℃,晶粒生长比较缓慢;随着退火温度的升高,合金组织发生静态回复与静态再结晶过程,静态回复是通过位错的滑移和攀移而进行的。合金在300℃已经发生了明显的再结晶,这种再结晶是通过亚晶合并而进行的。     

累积叠轧TC4合金制备超细晶组织的研究

通过累积叠轧技术进行TC4合金超细晶组织的制备,考察了TC4合金的热变形特点以及叠轧工艺窗口,研究了叠轧工艺参数和热处理制度对叠轧板材界面结合和微观组织的影响。结果表明：TC4合金的应力-应变曲线表现为动态回复特征,热模拟条件下在加热温度(≥700℃)和变形速率(≤0.1s-1)下能够实现强烈塑性变形。最终TC4合金进行叠轧界面的防氧化处理后,并在加热温度为720℃、轧制速度小于0.5m/s时,获得良好的界面结合和板材质量。累积叠轧变形过程是α/β协同变形和剪切变形综合作用的结果,组织中存在拉长的条带组织以及大量的剪切带。随着叠轧层数的增加,条带组织的间距逐渐变小同时剪切带组织逐渐增加,在叠轧16层(变形量为92.3%)后条带间距为200nm~500nm之间。热处理过程中随着加热温度的增加,溶质扩散和再结晶过程促进了界面结合并最终与基体保持一致,同时叠轧16层的TC4板材在加热温度700℃、保温时间60min的热处理过程中能够实现完全再结晶,获得晶粒尺寸为300nm~600nm的超细晶组织。     

大变形异步累积叠轧纯铜再结晶退火后的超细孪晶

对纯铜带材进行异步累积叠轧大塑性变形,并辅以再结晶退火处理,制备出了均匀的超细孪晶铜材。利用透射电镜对变形铜材再结晶退火中形成的超细孪晶进行了观察。结果表明,大变形异步累积叠轧铜材在190℃下退火,变形铜材内发生孪晶形核,退火达到30 min时,铜材内形成均匀的超细孪晶,大小为2～3μm;再结晶退火初期,电导率快速上升,随退火时间延长,电导率缓慢升高,最高达59 MS/m。     

异步累积叠轧纯铜再结晶温度、时间对孪晶的影响

采用异步叠轧法辅以热处理制备超细孪晶铜材,研究了不同再结晶退火温度和时间,对退火组织和其中退火孪晶的影响。结果表明:当退火温度在185℃时,随着退火时间的延长,发生再结晶的区域增多,退火孪晶也相应增多,但是再结晶不完全;当退火温度在190℃时,在20～25min退火时间内形成了均匀细小的退火孪晶,退火孪晶大小在2μm左右;当退火温度达到220℃时,退火孪晶的尺寸明显长大,且数量有所减少,达不到所需的超细孪晶铜的要求。     

累积叠轧技术的研究现状与展望

对采用累积叠轧工艺制备超细晶组织的技术进行详细的综述,介绍了累积叠轧技术的原理、ARB材料的组织与力学性能特征,并对ARB变形过程中的剪切变形、晶粒细化机制和强化机制进行分析。采用ARB技术可以制备大尺寸的超细晶组织材料,其室温抗拉强度通常比粗晶材料的高2～4倍。ARB材料的强化源于晶粒细化、位错强化、在大变形轧制时形成的稳定基面织构、表面的氧化膜以及内生原有夹杂物在强烈塑性变形情况下的破碎与弥散分布。分析了ARB技术的优越性,对其在制备超细晶材料领域的应用进行了展望。     

大变形异步叠轧法制备超细晶铜材的再结晶研究

采用大变形异步叠轧法制备了超细晶铜材,研究了再结晶过程中铜材的组织演变过程、织构变化过程以及晶界特征分布情况.结果表明:经过220℃×35min和220℃×60min退火处理,分别获得0.1-0.2μm和0.5～1.0μm范围的超细晶铜材,主要晶界类型均属于低能晶界;六道次叠轧后的无氧纯铜板材在退火初始阶段仍为轧制织构,但由于剪切力的作用织构强点位置发生偏移、强度有所降低;随着退火时间的延长,织构组分发生变化,C取向发生孪晶转变,流向B/G取向.     

累积叠轧1060工业纯铝的微观组织和性能

采用累积叠轧方法对1060工业纯铝进行变形,分析了变形前后其微观组织和力学性能。试验结果表明,累积叠轧4道次后工业纯铝的抗拉强度提高了60N／mm^2,硬度提高了一倍。在第一道次之后伸长率下降较大,从45％下降到12％,但在以后道次中保持稳定。随着变形道次的增加,纤维组织越来越细。当累计变形量大于75％时其复合界面焊合较好,断裂裂纹很容易在复合界面形核,并沿着复合界面扩展延伸。     

异步累积叠轧超细孪晶铜织构取向的演变

孪晶能够在保持铜材电导率基本不变的情况下提高铜材强度,异步叠轧制备出超细晶铜材,再结晶过程中形成大量超细孪晶,通过背散射电子衍射研究织构演变,异步叠轧变形后原料铜板中的退火孪晶织构组分{114}221消失,形成大量剪切织构{001}110和铜型织构{112}111组分,再结晶退火过程中,逐渐形成新的织构组分:{113}141、{125}112、{221}114,通过矩阵计算得出,其中{221}114组分实质上是异步叠轧形成的剪切织构再结晶退火时沿{111}面的镜面反映,而形成的孪晶取向。     

Recrystallized microstructural evolution of UFG copper prepared by asymmetrical accumulative rolling-bonding process

Copper sheet with grain size of 30-60μm was processed by plastic deformation of asymmetrical accumulative rolling-bonding(AARB)with the strain of 3.2.The effects of annealing temperature and time on microstructural evolution were studied by means of electron backscattered diffraction(EBSD).EBSD grain mapping,recrystallization pole figure and grain boundary misorientation angle distribution graph were constructed,and the characteristics were assessed by microstructure,grain size,grain boundary misorientation and texture.The results show that ultra fine grains(UFG)are obtained after annealing at 250℃ for 30?40 min.When the annealing is controlled at 250℃for 40 min,the recrystallization is finished,a large number of small grains appear and most grain boundaries consist of low-angle boundaries.The character of texture is rolling texture after the recrystallization treatment,but the strength of the texture is faint.While second recrystallization happens,{110}1ī2+{112}11ī texture component disappears and turns into{122}212cube twin texture component.     

内氧化-冷轧制备Al_2O_3弥散强化铜合金的组织与性能

以Cu-0.15%(质量分数)Al合金粉末为原料、Cu2O为氧化剂,采用内氧化-冷轧法制备Al2O3弥散强化铜合金,研究合金的组织与性能。结果表明:由内氧化-冷轧法制备的合金的σb520MPa、σ0.2/σb90%、电导率(IACS)也保持在80%以上;经950℃退火后,合金的σb400MPa;此合金具有高强、高导和优良的抗高温软化性能;冷轧态弥散强化铜合金的组织呈拉长变形的纤维状,试样断口分布有一定数量的韧窝;经950℃退火后,合金的纤维组织宽化,试样断口表面韧窝增多、变深,塑性提高。     

累积叠轧制备Ti/Ni多层复合材料的组织演变与力学性能研究

本文以工业纯Ti、纯Ni板材为初始材料,采用累积叠轧法(ARB)制备出Ti/Ni多层复合板材料。利用扫描电镜、透射电镜、万能试验机、显微硬度仪对复合材料的组织、界面结构和力学性能进行观察和测试分析。结果表明：随着轧制道次的增加,复合材料中Ti层和Ni层显微组织细化明显,均匀程度提高,ARB5道次后,Ti、Ni层的平均晶粒尺寸分别为200 nm和300 nm;复合材料的抗拉强度、显微硬度和界面结合强度显著提高,ARB5道次后抗拉强度达到810 MPa,延伸率为24.4%,Ti、Ni层平均显微硬度分别为233 HV和229 HV。在ARB1-5道次轧制变形过程中,界面处无明显的原子扩散现象发生。     

累积叠轧SiC_p/MWCNTs混杂增强镁基纳米复合材料的组织与性能

通过累积叠轧(ARB)成功制备了带有不同混杂比例的nano-SiC_p和MWCNTs纳米颗粒增强镁基纳米复合材料,其中增强相总质量分数为2%,ARB过程共进行14道次。研究结果发现,在混杂增强相添加后,纯镁基体的晶粒尺寸得到明显细化;当SiC_p/MWCNTs质量混杂比为5∶5或7∶3时,混杂增强相在纯镁基体中呈现弥散分布;混杂增强相较两种单一增强相更加强烈地抑制了基体的再结晶。以综合性能作为标准,当SiC_p/MWCNTs的混杂质量比为7∶3时混杂增强复合材料的综合性能表现最优。     

纳米金属铜靶材的微结构与性能

采用自悬浮定向流方法制备金属Cu纳米粉体,在25℃和1.0~1.75 GPa的高压下,单向模压成型,制备含量高于95%的高密度纳米金属Cu晶体材料。用透射电镜、X射线衍射谱和场发射扫描电子显微镜对样品的结构进行表征。结果表明:X射线衍射分析的平均晶粒尺寸未退火时为19.9 nm,退火后为30.5 nm(TEM观察约为60 nm),颗粒基本为球形;样品中除了纳米晶粒外,还出现孪晶结构;孪晶是纳米Cu粉在超高压作用下形变的重要特征之一;纳米晶体Cu样品的电阻率在室温下约为1.56×10-7Ω.m,是粗晶Cu在室温下电阻率(0.167×10-7Ω.m)的9.3倍。