挤压速度对工业纯钛室温ECAP变形孪晶的影响

在室温采用通道夹角为Φ=120°的模具,以不同挤压速度实现工业纯钛的单道次等径弯曲通道变形(ECAP),利用光学显微镜(OM)观察了变形前后的组织形貌特征,分析了不同挤压速度对显微组织的影响。结果表明:在单道次ECAP变形过程中,孪晶变形是主要的变形机制,且随着变形速率(即挤压速度)的增大,孪晶变细,孪晶的密度显著增大。     

Ti单晶[0001]位向循环变形的SEM观察

用区域熔炼高纯Ｔｉ经应变退火获得单晶，定向切割出的［０００１］位向单晶试样在ＳＥＭ上观察循环变形时表面形貌变化。结果表明，循环应变几乎全部是｛１０１２｝，｛１１２２｝和｛１１２４｝孪晶组成的循环孪晶带的贡献，疲劳裂纹在孪晶带部沿｛１０１２｝孪晶和｛１１２２｝孪晶效界萌生。     

工业纯钛低温拉伸和循环变形中的孪生行为

在-196℃下对钛进行了拉伸和低周循环变形,观察分析了变形后试样的微观组织.结果表明,工业纯钛在-196℃拉伸变形后,强度比在室温下拉伸变形有了明显的提高,塑性也有明显的增加;在-196℃下循环变形时,循环应力-应变曲线位于-196℃静拉伸应力-应变曲线的上方,显示出明显的循环硬化特征.微观组织观察表明,-196℃拉伸及循环变形试样中存在着大量的孪晶,且孪晶数量随着循环应变幅及循环周次的增加而增加.在工业纯钛-196℃下的拉伸及循环变形中孪生起重要作用.     

Ti单晶及多晶与孪晶相关的疲劳裂纹萌生

研究了高纯Ｔｉ单晶在ＳＥＭ中循环变形及多晶在拉－压对称疲劳和反复弯曲疲劳时与孪晶相关的疲劳裂纹萌生，发现除孪晶界外，循环孪晶带内孪晶与孪晶的碰撞、孪晶内部沿特定面以及孪晶撞击晶界也诱发了疲劳裂纹。     

工业纯钛室温ECAP变形的组织和性能

采用BC方式等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)对工业纯钛进行了8道次室温变形,研究了变形道次对显微组织和力学性能的影响。结果表明,铁素体组织随变形道次的增加逐渐演变为等轴状大角度晶界的超细晶组织;试验材料的硬度和强度随变形道次的增加而增加,伸长率曲线以第3道次为临界点,第3道次前材料伸长率曲线随挤压道次的增加而下降,而3道次后,曲线开始上升,材料伸长率增大。     

高应变速率下等径角挤压高纯粗晶铝中的形变孪晶与退火孪晶

在室温下对铸态高纯粗晶铝进行一道次高应变率动态等径角挤压(D-ECAP)变形,利用电子背散射衍射技术(EBSD)研究挤压过程中所形成的孪晶。结果表明:利用D-ECAP能够在粗晶铝中同时制备出形变孪晶和退火孪晶,但两者在形态、Kernel平均取向差(KAM)以及与相邻晶粒的取向差三个方面存在较大差异。D-ECAP高应变率和大剪切变形使高层错能铝中形成了百微米级的形变孪晶,形变孪晶的形态为透镜状,后续变形使得孪晶界偏离∑3 60°〈111〉取向关系且KAM值主要集中于0.6°~1.8°。高应变率剪切变形下形成的大量层错和复杂的位错组态以及高形变储存能在变形温升的作用下促进了退火孪晶的形成。退火孪晶的形态较不规则,但孪晶界的取向关系更接近于∑3 60°〈111〉且KAM值主要集中于0.2°~0.5°。     

笛卡儿坐标中的旋转孪晶变换矩阵计算

从笛卡儿直角坐标系出发，直接推导出任意晶系旋转变晶矩阵的一般形式，结果可用于任意晶系，任意转角的孪晶电子衍射图的标定。     

TiAl有序金属间化合物中的层错带与变形孪晶

采用 TEM 衍衬试验研究了 TiAl+Mn 合金中层错带和变形孪晶的特征。结果表明:所观察到的层错带是一组在平行(111)面上的重叠层错,提出这种重叠层错是由柏氏失量■=1/6[112]的不全位错扫过相继平行(111)面时形成的。分析结果还表明,按上述机制所形成的重叠层错的取向与观察到的变形孪晶一致。因此,重叠层错实际上是变形孪晶的胚胎。基于以上对层错带及变形孪晶形成过程的认识,本文进一步探讨了第三元素对 TiAl 基合金孪生变形及延性的影响。     

镍基高温合金微孪晶形成机制的研究进展

镍基高温合金具有优良的成分兼容性、良好的组织稳定性、抗氧化和抗腐蚀性能,被广泛用于航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键的热端部件。沉淀相γ'对位错运动的阻碍是镍基高温合金的主要强化作用之一。一般而言,这种阻碍作用不仅与γ'相的形貌、体积分数及尺寸有关,也取决于γ'相与位错的交互作用。通常这种交互作用机制可分为三种:切割机制、Orowan绕过机制和热激活攀移机制。当不同类型的位错切割γ'相时,在γ'相中会形成不同的高能缺陷,能够阻碍位错运动,延缓材料软化。这类结构或成分缺陷包括:反相畴界(APB)、复杂层错(CSF)、超点阵内禀层错(SISF)、超点阵外禀层错(SESF)和微孪晶。微孪晶化(Micro-twinning)是镍基高温合金中一种重要的变形机制,主要发生在中温高应力条件下。此外,中温拉伸变形过程中也有微孪晶产生。早期研究表明,微孪晶的产生与SESF有关,可以认为SESF是"胚体孪晶",且SESF是由a/3〈112〉超点阵不全位错切入γ'相产生的。基于溶质原子短程扩散的原子重排(Reordering)机制被用来解释微孪晶的形成,即a/6〈112〉不全位错切入γ'相中先产生CSF,而后CSF通过原子重排转变为SESF,最终形成微孪晶。最近的研究表明,在微孪晶产生过程中,Co和Cr原子会在成分偏析和柯氏气团的作用下发生长程扩散,因此有学者指出微孪晶的形成是原子重排短程扩散机制和偏析主导的长程扩散共同作用的结果。同时,对于高温合金微孪晶机制的研究,研究人员不再局限于其形成机制,而对微孪晶的长大机制有了进一步的理解。共格的纳米孪晶界作为金属材料中的一种特殊缺陷,可以有效阻碍位错运动,从而强化材料,这种强化方式已经在纳米铜、TWIP钢以及Ti Al合金中得到应用。研究人员发现,孪晶能够强化固溶强化的镍合金;同时,有学者发现镍基高温合金中退火孪晶界对位错运动有明显的阻碍作用。因此,微孪晶化有望成为一种强化镍基高温合金的方法。本文归纳了镍基高温合金中微孪晶形成机制的发展和演变,分析了不全位错、内禀层错、外禀层错、复杂层错、元素偏析以及柯氏气团(Cottrell atmospheres)在微孪晶化中所起的作用,同时也阐述了孪晶界面处元素偏析在孪晶长大中的作用。此外,本文还综述了微孪晶在镍基高温合金强化中的作用,指出了通过微孪晶强化高温合金过程中存在的问题,展望了微孪晶在高温合金强化中的应用,为研究高温合金的中温变形机制和孪晶强化机制提供参考。     

工业纯钛低周疲劳应力—应变响应

测量了工业纯钛低周疲劳的应力－应力响应,选择动态模量ＤＭ与弹性模量ＥＭ之比值ＤＭ．ＥＭ衡量材料的相对“软”“硬”程度,发现在各个应变幅下ＤＭ．ＥＭ有向０．３５－０．４０靠近的趋势。讨论了新的参量ＤＭ．ＥＭ与循环硬化循环软件之间的关系。     

铜单晶体在循环形变中形成的形变带

系统研究了循环形变铜单昌体中宏观形变带的产生规律和特征及相应的位错结构,并对其形成机制进行了综合探讨。结果表明,在不同取向铜单昌体的循环形变中,形变带ＤＢＩ近似沿主滑移面发展。而ＤＢⅡ的惯习面接近传统的扭折面｛１０１｝,两者成严格的正交分布。     

铜单晶体循环应力应变曲线的平台行为的取向效应

系统讨论和总结了单滑移,双滑移和多滑移取向铜单昌体循环形变中呈现的不同平台行为。分析结果表明,晶体取强烈影响双滑移和多滑移铜晶体的循环变行为,平台区的出现与否及平台应力的高低,不仅与闰错反应模式和强度有关。     

高锰钢的低温循环硬化及加工硬化

对高锰耐磨钢 Mn13进行了应变疲劳试验,研究了循环变形过程中的微观结构变化以及加工硬化机制。结果表明,高锰钢在室温和低温下均发生循环硬化。室温应变疲劳形成位错胞状结构,低温应变疲劳仅形成缠结位错。高锰钢具有极高加工硬化能力不是形变孪晶的结果。     

铜三晶体的循环形变行为及位错组态

采用逐级增幅方法研究了「０１１」同轴铜三晶体及一种非同轴取向平行三晶交线铜三晶体的循环形变行为,并观察了三晶交点和晶界附近的位错组态。为了对比,也研究了两种取向三晶体的组元晶粒双晶体和单晶体试样的循环形变行为。对于「００１」同轴取向平行三晶交线三晶体及其组元双晶体和单晶体,其循环硬化曲线几乎重合,其循环饱和应力应变曲线（ＣＳＳＣ）也相差不大,由于各滑移系之间的位错反应生成Ｌｏｍｅｒ－Ｃｏｔｔｅｌ锁,阻碍位错运动,所以三晶交线和晶界对轴向饱和应力几乎没有强化作用。对于「００１」取向晶体,在（００１）观察面上,可以看到很多较短的一段一段的位错墙结构,各段之间互不连通,这是各滑移系之间的错反应强烈,生成不动的位错锁的结果。这也是三晶交线和晶界无明显强化作用的原因。对于非同轴取向铜三体及组元晶粒双晶体、单晶体的循环形变     

晶体取向对铜单晶体循环硬化行为的影响

研究了不同取向铜单晶体的循环硬化行为.结果表明,晶体取向对双滑移和多滑移取向铜单晶体的循环硬化行为有强烈的影响.不同取向铜单晶体的初始循环硬化率θ0.2与晶体中的位错反应模式、强度以及交滑移机会密切相关.临界双滑移晶体在循环硬化初始阶段呈现出独特的应变突发行为.     

760℃下DD6单晶高温合金的循环形变

对在760℃温度下两种多滑移取向的镍基单晶合金DD6的循环变形进行了研究。结果表明：[111]取向及大应变幅条件下的[001]取向表现出一定程度的循环硬化。对于这两种取向，循环应力的不对称性与应变幅有关。应力幅对最大和最小循环应力差值的影响总量趋于产生与拉伸和压缩屈服应力不对称相反的效果。拉伸和压缩过程中这种影响的差异是由于拉压屈服过程中不同的形变强化效果所致。     

Sn-Bi超塑合金形变过程的动态观察

用S_4—10型扫描电镜,对 Sn-3.36wt-%Bi 超塑合金以ε=1×10~(-3)min~(-1)作单轴拉伸的动态观察,发现晶粒形貌发生了明显的变化,晶粒成晶团产生了转动,部分垂直或近似垂直于外力的晶界被宽化,出现晶粒湮没、置位、分解和结合过程。在试样形变过程中,没有发现晶粒长大现象,而是聚合成晶团后运动。