铸态AZ31镁合金的超塑性性能及流变应力

通过连铸AZ31镁合金的单向拉伸实验,研究了该合金的超塑性变形性能及不同拉伸变形条件下的流变应力。结果表明,在温度为300℃~450℃,应变速率.ε为4.25×10-4s-1的情况下,连铸ZA31镁合金表现出超塑性。在温度为400℃,应变速率.ε为4.25×10-4s-1时,延伸率增加了200%,具有较好的超塑性性能。用光学显微镜观察变形前后拉伸试样的微观组织发现:试样的初始晶粒尺寸约为15μm,在变形之后颈缩区域的晶粒长大现象不是很明显,晶粒沿着变形方向有所伸长,但晶粒形状基本保持为等轴状。     

SPZ钛合金超塑性变形后的微观组织研究

研究了SPZ钛合金的超塑性变形及其变形前后的显微组织。研究结果表明,大塑性变形后,SPZ合金轧棒组织为利于超塑性的细小均匀的等轴组织。SPZ合金在740℃～800℃之间具有超塑性,在760℃,初始应变速率为1.11×10~(-3)s~(-1)时,合金的最大超塑延伸率可达2149％；应变速率为1.11×10.~(-2)s~(-1)时,超塑延伸率仍可达1380％。超塑性变形后的晶粒尺寸比变形前粗大,变形温度越高,晶粒长大程度越大。变形前合金的晶粒尺寸为0.89μm；应变速率为2.22×10~(-3)s~(-1)时,在740℃,760℃,780℃变形后晶粒尺寸分别为1.51μm,2.33μm,3.21μm。SPZ合金超塑性变形的微观机制足以晶界滑动为主,晶内变形以及位错蠕变起协调作用。合金超塑性变形与类流态的关系还有待深入研究。     

1.6%C超高碳钢高温超塑性研究

1.6%C超高碳钢热轧后经810℃×1h+750℃×1h球化处理后获得理想的球化组织,碳化物颗粒大小、分布较均匀,铁素体晶粒尺寸为3￣5μm。高温拉伸试验表明,在2.5×10-4s-1的应变速率下,800℃时伸长率高达216%,获得很好的超塑性。扫描电镜分析表明,高温拉伸过程中晶粒基本上保持等轴状,碳化物沿晶界长大、粘连,晶内细小碳化物减少。超高碳钢的高温变形主要依靠晶粒的转动和晶界的滑动来实现。     

Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢两相区热变形行为及其组织

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢在变形温度700~950℃、变形量70%、应变速率0.01~10 s-1条件下的热变形行为及其热变形的组织演变规律。结果表明,Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢在700~950℃变形时,峰值应力在低于750℃,高于850℃时随变形温度的升高而降低,而在750~850℃之间随温度升高先降低后升高,在800℃出现极小值。在应变速率和变形量不变的情况下,随着变形温度的降低,组织的细化机制由奥氏体的再结晶细化向铁素体的回复再结晶细化转化,并且铁素体的回复再结晶细化效果更加显著。Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢在应变速率为1 s-1,变形量为70%的变形条件下,变形温度为775℃时获得的组织细小均匀,铁素体晶粒的平均尺寸约为3μm。     

工业纯铝超塑性的研究

本文研究了国产工业纯铝的超塑性。纯度为99.5％的铝试样,经500℃退火3小时,在300～500℃范围内进行拉伸试验,350℃和初始应变速率ε_0=8×10~(-2)1/分时具有最大延伸率。温度为350℃时,用初始应变速率ε_0=8×10~(-3)1/分到6×10~(-2)1/分不同的应变速率进行拉伸试验,初始应变速率为8×10~(-2)/1分时延伸率出现峰值。另一方面,晶粒尺寸较小试样的延伸率小于晶粒尺寸大的试样的延伸率。在拉伸过程中晶粒长大、晶粒拉长以及在拉伸过程中发生再结晶。最大的应变速率敏感性指数m=0.3,最大延伸率为164％。说明工业纯铝在一定的温度和应变速率时具有轻微的超塑性。     

Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢形变诱导铁素体相变

采用Gleeble-3500热模拟试验机进行单道次等温热压缩试验,分析研究了Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢在不同温度、不同应变量和不同应变速率下的组织演变和铁素体晶粒细化机制。结果表明,Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢在875℃变形时铁素体的析出机制为形变诱导相变(DIFT)。随应变量增加,铁素体转变量先缓慢增加后急剧增加再缓慢增加的S形曲线特征;铁素体晶粒尺寸随应变量增加而减小,当应变为1.6时,铁素体平均晶粒尺寸最小,大约为3μm。在0.01~30 s-1的应变速率下,随应变速率增加,铁素体转变量增加,铁素体晶粒尺寸减小,当应变速率为30 s-1时,铁素体平均晶粒尺寸最小,约为1.9μm。Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢在875℃变形时,铁素体晶粒细化机制为形变诱导铁素体相变和铁素体的动态再结晶。     

原位生成Al3Zr/6063Al复合材料的高应变速率超塑性

采用熔体直接反应法,原位制备5%wtAl3Zr/6063Al复合材料。在450℃进行70%变形量锻造预处理,然后进行搅拌摩擦大塑性加工,通过XRD、SEM、EDS、超景深及TEM等分析测试方法研究其高应变速率超塑性。结果表明,通过锻造和搅拌摩擦加工处理后,复合材料的平均晶粒尺寸小于10μm。在350℃~500℃,初始应变速率为1.0×10-3s-1~1.0×10-1s-1范围内,复合材料都表现出超塑性。在500℃,初始应变速率为1.0×10-2s-1,延伸率达到最大值330%,反应敏感指数m值为0.45。分析超塑性变形的主要机制是动态连续再结晶与晶界、位错滑移共同协调完成。     

含微量Zr的Al-6%Mg合金再结晶行为及其超塑性

研究了含微量元素Zr的Al-6%Mg合金大的冷变形后的板材和旋压管材在不同条件下退火时的再结晶行为及其后续的超塑性变形行为。制备了Al-6%Mg和Al-6%Mg-Zr试验合金,合金1、2经过73%的冷变形后获得2mm厚板材;合金3采用Al-6%Mg-Zr合金锭坯,经50%旋压变形后获得2.4mm厚旋压管材。观察对比了3种合金试样经250～525℃退火1h后的显微组织。然后分别在480℃、500℃和520℃,以1×10-4～1.6×10-3s-1的应变速率进行拉伸试验。结果表明:Zr在合金中形成的Al3Zr化合物能明显细化Al-6%Mg合金的铸态组织,抑制合金退火过程中再结晶晶粒的长大,合金再结晶后的晶粒尺寸达1.62μm,轴比为1.04。含Zr的Al-Mg合金在520℃时以应变速率8×10-4s-1的速率拉伸,其伸长率可达到600%。Al3Zr质点还可在退火时和超塑拉伸时抑制晶粒长大,使合金获得细小等轴晶粒,这是Al-Mg-Zr合金获得超塑性的主要原因。     

1.6%C超高碳钢高温超塑性研究

1.6%C超高碳钢热轧后经810℃×1h+750℃×1 h球化处理后获得理想的球化组织,碳化物颗粒大小、分布较均匀,铁素体晶粒尺寸为3～5 μm.高温拉伸试验表明,在2.5×10-4 s-1的应变速率下,800℃时伸长率高达216%,获得很好的超塑性.扫描电镜分析表明,高温拉伸过程中晶粒基本上保持等轴状,碳化物沿晶界长大、粘连,晶内细小碳化物减少.超高碳钢的高温变形主要依靠晶粒的转动和晶界的滑动来实现.     

大晶粒Ni-45Al合金的超塑性

研究了原始晶粒尺寸为270 μm的Ni-45Al单相合金的高温变形行为.结果表明,该合金在1000—1100℃温区,1×10-4-2.5×10-2s-1的应变速率范围内呈现超塑性变形;在1075℃应变速率为2.5×10-4s-1时,最大延伸率可达245％,相应的应变速率敏感指数为0.3,表观激活能为320 kJ/mol.在超塑性变形过程中发生发生连续回复和再结晶,导致原始大晶粒组织经超塑性变形后的显著细化.     

5A90铝锂合金热态下本构关系研究

进行了5A90铝锂合金在200℃~450℃温度范围和0.3×10-3s-1~0.2×10-1s-1应变速率范围内的单向拉伸试验。结果表明,5A90铝锂合金的流动应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;而其最大延伸率的变化趋势与流动应力的相反;最佳的成形温度范围在400℃左右。通过试验数据的计算及拟合,得到了任意温度下5A90铝锂合金应力-应变-应变速率关系的本构方程。     

挤压AZ31B镁合金板材高温轧制变形行为研究

通过单道次轧制试验,研究了AZ31B挤压镁合金板材在温度为365℃和450℃时的轧制性能,其变形量范围为10%～60%,应变速率为2.1s-1～5.0s-1。通过光学显微镜和扫描电镜观察了轧制变形中的微观组织及其演变。结果表明,在变形的初始阶段,孪生为主要的变形机理和硬化机制。由孪生变形积聚的畸变能和非基滑移的启动,导致了动态再结晶的形核与长大,增大变形速率可以抑制晶粒长大,使平均晶粒尺寸细化到7μm～10μm。365℃温轧制变形使板材晶粒明显细化,温度较高时,晶粒细化作用有限。在同一变形量下,随着轧制温度的升高,板材的晶粒呈长大趋势,在365℃轧制温度下,随着道次变形量的加大,细晶百分含量随之迅速增加。当轧制温度提高到450℃时,晶粒细化有限,晶粒尺寸保持在20μm以上。     

铸态Zn-Al合金高温拉伸变形行为

在SINTECH20/G拉伸试验机上对Zn-Al10-Cu2锌合金进行等温拉伸实验,研究该合金在变形温度为210℃~300℃、应变速率为0.001s-1~0.1s-1条件下的变形行为和拉伸力学性能。结果表明,峰值应力随温度升高而降低,随应变速率的提高而增大。通过线性回归分析,得出流变应力σ解析表达式,其中A、α和n值分别为6.63×1012s-1、0.0108MPa-1和4.81,其热变形激活能Q=150.127kJ/mol。该合金在温度为300℃、应变速率为0.001s-1时,出现超塑性趋势。     

Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的高温变形性能

通过高温拉伸及胀形实验,研究了Fe78Si9B13非晶合金的塑性变形性能。高温拉伸的温度范围为430℃~530℃,初始应变速率为1.67×10-4s-1~1.67×10-3s-1。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对高温变形后的微观组织进行了分析。高温拉伸的延伸率随温度的升高先增大后减小,450℃时达到最大;在450℃,初始应变速率为8.33×10-4s-1时延伸率为40%。在450℃胀形得到半径为5mm、高4mm的近半球试件,显示了Fe78Si9B13非晶合金具有良好的高温变形性能。高温塑性变形过程中伴随着非晶的晶化,使塑性流动应力增大,影响了Fe78Si9B13非晶合金的高温变形性能。     

冷轧变形量和退火制度对超快速加热下5083铝合金晶粒尺寸的影响

利用Gleeble-3500 热模拟系统和电子背散射衍射(EBSD)技术对5083 铝合金的超快速退火组织演变规律进行研究,探讨了快速加热速度、退火温度及冷轧变形量对5083 铝合金晶粒尺寸的影响.结果表明,5083 铝合金经80％的冷轧变形后分别以25、250、500℃/s 的加热速度升温至450℃保温3s 后以40...     

工艺参数对粗晶Ti2AlNb合金超塑性行为的影响

研究了粗晶状态(200～800μm)的Ti-22Al-25Nb合金在1213～1263 K温度范围内和3.3×10-4～3.3×10-2s-1初始应变速率范围内的超塑性性能与变形工艺参数之间的关系,探讨了温度和应变速率变化对合金延伸率的影响规律,并根据合金在变形过程中的流变应力变化对合金的本构方程进行了求解。结果表明,在上述条件下粗晶状态的合金也表现出一定的超塑性,较佳变形温度为T=1238 K,较佳初始应变速率为3.3×10-4s-1,延伸率达到370%,合金的延伸率随应变速率的降低而增大。通过对合金变形过程相关数据进行计算,合金的热变形激活能为759.918 kJ/mol,合金的变形机制主要表现为动态再结晶和新相长大。     

变形条件对MB15镁合金组织性能及其超塑性的影响

采用自行设计的热模拟试样,研究变形条件对MB15镁合金力学性能及组织影响的规律,并对热压缩后的MB15镁合金试样超塑性性能进行了试验研究。研究结果表明,对于MB15镁合金,当变形温度为300℃、应变速率为5.0×10-3s-1、变形程度为80%时,MB15镁合金具有良好的综合力学性能;当变形温度为340℃、应变速率为5.56×10-3s-1时,延伸率可达到307.9%;当应变速率在5.56×10-4s-1~1.0×10-2s-1范围时,延伸率≥251.2%。     

AZ70镁合金热压缩变形特性

在温度为300℃～420℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对AZ70镁合金热压缩变形特性进行了研究。结果表明,合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为132kJ/mol,应力指数为6.2;建立了合金高温变形的本构方程;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒平均尺寸减小。根据实验分析得出,材料的最佳热加工工艺条件为变形温度340℃～400℃,应变速率0.001s-1～0.1s-1,并提出以低速为宜。     

Effects of deformation parameters on microstructure and mechanical properties of magnesium alloy AZ31B

Plastic deformation and dynamic recrystallization (DRX) behaviors of magnesium alloy AZ31B during thermal compression and extrusion processes were studied.In addition, effects of deformation temperature and rates on the microstructure and mechanical properties were investigated.The results show that the DRX grains nucleate initially at the primary grain boundaries and the twin boundaries, and the twinning plays an important role in the grain refinement.The DRX grain size depends on the deformation temperature and strain rate The average grain size is only 1 μm when the strain rate is 5 s-1 and temperature is 250 ℃.It is also found that the DRX grain can grow up quickly at the elevated temperature.The microstructure of extruded rods was consisted of tiny equal-axis DRX grains and some elongated grains.The rods extruded slowly have tiny grains and exhibit good mechanical properties.