金属间化合物大晶粒超塑性变形机理

在所研究的Fe3Al，Fe3Si，FeAl，Ni3Al，NiAl和TiAl等金属间化合物中均发现大晶粒超塑性。显微分析表明，超塑性变形过程中晶粒明显细化；电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电子显微学(TEM)分析表明，大晶粒金属问化合物超塑变形过程中形成了大量亚晶界网络，且随变形量增大．亚晶界不断吸收晶内滑动位错，使其位向差不断增大，从而逐渐演变成小角度和大角度晶界，即超塑性变形过程中产生了连续动态回复与再结晶(CDRR)。高温塑性变形是通过位错的滑移和攀移进行的，而亚晶界的迁移、滑动和转动起到协调变形的作用，保持了材料在宏观上的超塑性。     

2214铝合金超塑性变形机制

温轧态２２１４铝合金在超塑性变形过程中，由于动态回复和动态再结晶的作用，使晶内位错密度在一定程度上保持平衡。超塑性变形的主要机制为晶界滑动；晶内位错滑移和扩散蠕变作为重要的协调机制，促进了晶界滑动的顺利进行。该合金的超塑性变形机制符合位错协调晶界滑动模型。     

脉冲电流对AZ31镁合金显微组织及拉伸变形行为的影响

为改善镁合金塑性变形能力,在AZ31镁合金的拉伸变形中引入高密度脉冲电流,研究了脉冲电流对合金显微组织及拉伸变形行为的影响规律,并探讨了其机理。结果表明,与未加脉冲电流拉伸相比,施加脉冲电流的AZ31镁合金的变形抗力显著降低,并且随脉冲电流密度的提高,其变形抗力下降的幅度增大。施加脉冲电流的合金在拉伸过程中发生了明显的动态再结晶,再结晶晶粒细小均匀,从而降低了合金的变形抗力。这是由于脉冲电流可以提高原子通量、促进原子扩散、加快小角亚晶向大角度亚晶转变,从而促进了合金的动态再结晶。另一方面,脉冲电流产生的电效应能够改变位错的激活能,使其容易克服滑移面上的障碍,增加位错可动性,从而提高合金塑性变形能力。     

Fe3Al基合金超塑性变形过程中位错结构的演化

利用ＴＥＭ研究了Ｆｅ３Ａｌ基合金超塑性变形过程中位错结构的变化。发现变形后晶内位错密度显著降低，且试样变形部位与部的位错结构及密度有较大差异。位错滑动在Ｆｅ３Ａｌ超塑性变形中起重要作用。     

脉冲电流下AZ31镁合金拉伸行为及其显微组织演变

为改善镁合金塑性变形能力,在AZ31镁合金的拉伸变形中引入高密度脉冲电流,研究了脉冲电流对合金拉伸行为及其显微组织的影响规律,并探讨了其机理。结果表明,与未加脉冲电流拉伸相比,施加脉冲电流的AZ31镁合金的变形抗力显著降低,并且随脉冲电流密度的增加,其变形抗力下降的幅度增大。施加脉冲电流的合金在拉伸过程中发生了明显的动态再结晶,再结晶晶粒细小均匀,从而降低了合金的变形抗力。原因在于脉冲电流的纯电效应不仅能够降低塑性变形过程中位错运动阻力,同时可以加快小角度亚晶向大角度亚晶转变,促进了合金的动态再结晶,提高了合金塑性变形能力。     

脉冲电流对AZ31B镁合金板材退火过程的影响（英文）

通过脉冲电流和热处理炉对AZ31B镁合金板材进行退火处理,并分析脉冲电流对合金显微组织及位错密度演化的影响。结果表明:脉冲电流能增强晶界的迁移,使孪生晶粒球化成等轴晶,从而切割原始粗大晶粒并细化显微组织。该过程能使原始显微组织更加均匀,并消除典型的层片状孪晶。此外,脉冲电流还能增强位错的湮灭。当材料在300°C下脉冲电流辅助退火4 min后,其位错密度甚至低于在400°C的热处理炉中退火3 h且未发生塑性变形的组织。不仅如此,脉冲电流对位错湮灭的促进作用随峰值电流密度的增强及脉冲频率的降低而增强。     

脉冲电流对2091Al-Li合金超塑变形机理的影响

分析了脉冲电流对２０９１Ａｌ－Ｌｉ合金超塑变形中晶内位错滑移、晶界位错滑移及原子扩散的影响。研究表明,脉冲电流促进位错滑移及增殖,降低原子扩散激活能,加速位错在晶界上的攀移,从而提高了超塑变形在高应变速率下的可能性。据此,建立了施加脉冲电流条件下的超塑变形速率方程。     

Fe_3Al基合金超塑性变形过程中位错结构的演化

利用ＴＥＭ研究了Ｆｅ_３Ａｌ基合金超塑性变形过程中位错结构的变化。发现变形后晶内位错密度显著降低，且试样变形部位与柄部的泣错结构及密度有较大差异。位错滑动在Ｆｅ_３Ａｌ超塑性变形中起重要作用。     

TiAl基合金超塑性变形的力学行为研究

采用恒应变速率和应变速率递增实验研究了变形态Ti-48Al-2.3Cr-0.2Mo(at%)合金的超塑性变形力学行为,并根据计算得到的变形激活能,结合超塑性变形的流变曲线形态,对TiAl基合金的超塑性变形机理进行了分析。超塑性拉伸试验分别在800~900℃区间和950~1100℃区间和应变速率ε=1×10-35×10-5 s-1的条件下进行。结果表明,变形态TiAl基合金超塑性变形的应变-应力曲线上几乎没有稳态塑性流变阶段。在950~1100℃区间,加工硬化现象显著。当T>1025℃或ε≤5×10-4 s-1时,应力-应变曲线呈典型的加工硬化形态,并且随着变形温度升高和应变速率降低,加工硬化阶段增长。原始组织中的高密度位错是引起加工硬化的原因。在800~900℃区间,应变速率敏感性因子m的最佳值在0.52~0.67之间,超塑性变形的表观激活能为Qapp=178 kJ/mol,晶界扩散是超塑性的速率控制机制。在950~1100℃区间,m的最佳值在0.63~0.77之间,超塑性变形的表观激活能值Qapp=290 kJ/mol,晶格扩散是超塑性变形的速率控制机制。     

A COMPLEX DEFORMATION MECHANISM FOR SUPERPLASTIC DEFORMATION OF Mg ALLOY

本文选用大晶粒和微细晶粒两种镁合金,利用现代测试手段进行超塑性变形机制的研究.结果表明,在超塑性变形条件下,两种合金都显示以晶界滑动为主的,由扩散蠕变和位错滑移所协调的复合变形机制.作者提出一个包括三种变形机制在内的复合机制模型.在超塑性变形中,下层金属晶粒通过晶界滑动不断涌现到试样表面横向晶界发生宽化及空洞的地方,从而不断增加沿拉伸轴方向上的晶粒数.这是试样在拉伸变形中获得非常大的伸长量的原因.     

镁合金超塑性变形的复合机制

本文选用大晶粒和微细晶粒两种镁合金,利用现代测试手段进行超塑性变形机制的研究.结果表明,在超塑性变形条件下,两种合金都显示以晶界滑动为主的,由扩散蠕变和位错滑移所协调的复合变形机制.作者提出一个包括三种变形机制在内的复合机制模型.在超塑性变形中,下层金属晶粒通过晶界滑动不断涌现到试样表面横向晶界发生宽化及空洞的地方,从而不断增加沿拉伸轴方向上的晶粒数.这是试样在拉伸变形中获得非常大的伸长量的原因.     

1420铝锂合金电致超塑性本构方程

变形温度为480℃时,对1420铝锂合金进行了不同应变速率、脉冲电流密度和脉冲频率的电致超塑性拉伸试验;通过对现有超塑性本构方程进行修正,建立了耦合脉冲电流密度和脉冲频率的超塑性本构方程,并对其进行了试验验证。研究结果表明:变形温度为480℃、应变速率为0.001 s-1时,在1420铝锂合金的超塑性拉伸试验中施加脉冲电流后,材料的流动应力比未施加电流时有所降低,伸长率有所增加;当脉冲电流密度为192 A·mm-2、脉冲频率为150 Hz时,材料的流动应力最小,伸长率最大。通过耦合脉冲电流参数的本构方程计算的流动应力值与试验数据吻合较好,能够准确预测1420铝锂合金在电致超塑性变形中流动应力的变化趋势。     

超塑性TiAl基合金的显微组织特征

采用金相显微镜,扫描电镜和透射电镜,对超塑性拉伸变形后的Ｔｉ－１１Ａｌ－３Ｃｒ－０．５Ｍｏ（质量分数）合金的显微组织进行了观察和分析。研究发现,ＴｉＡｌ基合金在超塑性变形过程中发生了动态再结晶现象,动态再结晶使晶粒显著细化。透射电镜观察结果表明,γ晶粒内有位错运动,位错运动导致γ晶粒内形成位错墙,位错网。这些显微组织特征与ＴｉＡｌ基合金的超塑性变形机理有着密切的关系。     

冷拔60Si2MnA钢丝的高强脉冲电流处理

由于加工硬化效应的影响,金属材料在发生塑性变形后其强度会增加.因此,冷拔钢丝的强度远高于拉拔前钢丝的强度,同时塑性变形能力远低于拉拔变形前.已发生较大拉拔变形的钢丝若需要进一步拉拔,常常需要采用高温退火方法来降低冷拔钢丝的强度和增加其塑性变形能力.本文将报道一种新的、可用于原位处理冷拔钢丝的高强脉冲电流处理方法.结果表明,在脉冲电流处理可使一种冷拔弹簧钢丝的强度显著降低,且塑性变形能力大幅增加.采用200 Hz的脉冲电流处理该冷拔弹簧钢丝1 min后,其力学性能与该钢丝在700℃条件下退火1 h后的力学性能相似.研究结果表明,高强脉冲电流处理方法是一种能使已发生加工硬化的金属材料有效软化的新方法.     

高能电脉冲对淬火态GCr15钢切削性能的影响

在高频淬火态GCr15轴承钢切削过程中施加高能脉冲电流,研究了高能电脉冲对淬火态GCr15钢切削性能的影响。结果表明,在脉冲电流的作用下,主切削力、轴向表面粗糙度、表面硬度以及刀具磨损状况都显著降低。对高频淬火态GCr15轴承钢而言,脉冲电流的电致塑性效应与焦耳热效应能够促进位错运动,从而在较低温度与较短时间内达到回火效果,提高材料表面塑性变形能力,有效改善其切削加工性能。     

金属间化合物的FeAl超塑性变形中的位错特征

利用透射电子显微镜研究了金属间化合物ＦｅＡｌ超塑性变形后的位错组态。研究结果表明，变形过程中原始大晶粒被亚晶粒分割，亚晶界对亚晶粒内部位错的吸收导致亚晶界向小角度晶界演化。同时，亚晶粒又可再次被亚晶界分割，重复上述演化过程，如此使超塑性变形进行下去。     

金属间化合物FeAl超塑性变形中的位错特征

利用透射电子显微镜研究了金属间化合物ＦｅＡｌ超塑性变形后的位错组态。研究结果表明，变形过程中原始大晶粒被亚晶粒分割，亚晶界对亚晶粒内部位错的吸收导致亚晶界向小角度晶界演化．同时，亚晶粒又可再次被亚晶界分割，重复上述演化过程。如此使超塑性变形进行下去     

利用分子动力学研究梯度纳米孪晶Cu的微观变形机理

提出了一种新的纳米结构材料即梯度纳米孪晶界结构,并利用分子动力学方法计算了梯度纳米孪晶Cu的单轴拉伸和压痕的变形过程,分析了纳米孪晶界分布对位错机制的影响.结果表明,梯度纳米孪晶界主导的塑性变形可分为2类,不全位错主导了较厚的孪晶片层的塑性变形,较细孪晶片层的塑性变形由全位错主导.此外,提高孪晶界密度可以有效改善材料的强度和硬度.     

大晶粒单相Ni-48Al金属间化合物超塑性变形过程中的组织演化

原始平均晶粒尺寸约为200μm的单相Ni-48Al金属间化合物在温度为1025—1100℃、应变速率为1.25×10~(-4)—2.00~10~(-3)s~(-1)范围内呈现超塑性。在1100℃、应变速率为1.125×10~(-3)s~(-1)时,最大延伸率可达188.2％。金相分析表明,超塑性变形过程中晶粒明显细化;电子背散射衍射分析(EBSD)和透射电子显微术(TEM)观察表明,超塑变形过程中形成了大量亚晶界网络,且随变形量增大,亚晶界及小角晶界比例不断增加。亚晶界由位错墙和位错网络构成,不稳定的亚晶界在超塑性变形过程中不断吸收晶内滑移和攀移位错,亚晶界位错密度不断增加,取向差不断增大。伴随亚晶界的滑移和迁移及亚晶的转动,部分亚晶界转变为小角度晶界,并进而转变为大角度晶界,即在超塑性变形过程中发生了连续动态回复与再结晶(CDRR)。     

AZ31镁合金超塑性及其变形机制图

在温度为400～440 ℃、应变速率为10-2～10-4 s-1范围内,研究挤压态AZ31镁合金的超塑性.结果表明,当应变速率较高时,颈缩是超塑性断裂的主要原因.温度越高,应变速率敏感指数m值越大, AZ31镁合金的超塑性伸长率越高.当应变速率较低时,空洞扩张是影响超塑性断裂的主要原因,温度越高,超塑性伸长率越低.研究了超塑性变形机理,建立了超塑性变形机制图,结果表明,温度为400 ℃或420 ℃、应变速率较低时,AZ31镁合金的超塑性变形属于溶质拖曳的位错蠕变机制;当应变速率较大时,属于攀移控制的位错蠕变机制.温度为440 ℃时,AZ31镁合金的变形机制符合晶格扩散控制的位错蠕变.