复合变形应变状态对AZ31镁合金组织性能的影响

分析了压痕-压平复合变形工艺特点及应力与应变状态。研究了压痕-压平复合变形时应变状态对镁合金材料孪晶组织的影响。结果表明,应变状态是镁合金材料产生孪晶的主要因素。拉伸变形区的组织产生了少量的孪晶,晶粒细化不明显;压缩变形区的组织产生了很多细小的压缩孪晶,晶粒细化明显。压痕-压平复合变形产生了压缩变形→孪晶组织形成→发生动态再结晶→孪晶消失→晶粒细化的组织演变过程,形成分布均匀的细小的晶粒组织,从而使镁合金板料的组织性能得到有效改善。压痕-压平复合变形使镁合金板材的形核率的增加速率大于晶粒长大率的增加速率,发生了完全动态再结晶后,晶粒得到进一步细化。     

镁合金复合变形过程中的动态再结晶及微观组织演变规律研究

对挤压态AZ31镁合金进行了压痕-压平复合变形工艺实验研究,分析了复合变形工艺参数对镁合金动态再结晶组织及孪晶组织的影响规律。研究结果表明,经过复合变形后,AZ31镁合金的微观组织呈现孪晶组织和动态再结晶组织。复合变形系数和变形温度对镁合金微观组织影响明显。随着复合变形系数的增大和变形温度的提高,动态再结晶体积分数随之增大,动态再结晶组织逐渐增多,最后覆盖原始孪晶组织,得到分布均匀且细小的等轴晶,有效改善了镁合金材料的组织性能。     

孪晶界对AZ31镁合金静态再结晶的影响

对铸态AZ31镁合金进行不同变形量的锻造或压缩室温变形,然后经过不同温度和时间的退火保温,研究孪晶界对合金静态再结晶过程的影响。结果表明,锻造产生的孪晶较短且取向错乱,而压缩变形产生的孪晶则较狭长,同取向的孪晶大量聚集、平行排列,这与锻造和压缩两种变形方式的形变速率不同有关。退火保温实验结果表明,在相同条件下,锻造变形镁合金孪晶处比压缩变形镁合金孪晶处更易发生再结晶。研究不同孪晶处的形核方式,提出低温"孪晶界凸出形核"机理,发现某些孪晶变体即二次孪晶处并不是优先形核的位置,这与经典的孪生形核理论的观点不同。     

AZ31镁合金板材压痕-压平复合形变实验研究

研制了AZ31镁合金板材压痕-压平复合形变模具,并进行了实验研究。结果表明:AZ31镁合金在复合形变过程中,随着压下率的增加,孪晶的数量也随之增加且产生了再结晶晶粒;随着形变温度的升高,晶粒开始长大,孪晶数量随之降低。孪晶及孪生变形主要在低温塑性变形时发生。随着复合形变系数的增加,孪晶数量和动态再结晶程度都开始增加,导致晶粒细化程度增强。在复合形变系数为3/10时,平均晶粒尺寸达到8.1μm,与传统的平辊轧制技术相比,复合形变后AZ31镁合金材料的力学性能得到明显提高,晶粒尺寸细化了19.8%,屈服强度提高了5.9%,抗拉强度提高了15.1%,伸长率提高了16.2%。     

金属铍静态再结晶行为

通过热压缩和真空退火实验研究了金属铍低温形变(应变温度350℃,应变速率10^-3s^-1,应变量30%)后在680～880℃温度区间退火组织演变规律。结果 表明:金属铍具有独特的静态再结晶行为,再结晶晶粒首先在{10■2}<10■>拉伸孪晶界处形核,机理为应变诱导的孪晶界弓出形核。晶界“弓出”形核落后于孪晶界“弓出”形核的原因是BeO杂质对原始晶粒晶界钉扎,阻碍了其界面的迁移。孪晶界和原始晶粒晶界“弓出”形核是金属铍主要的形核方式,晶内直接形核和杂质处形核是其次要的形核方式。低温形变铍在680～880℃内退火均能够获得晶粒细化的完全再结晶组织,且没有再结晶织构形成。金属铍的再结晶晶粒不易长大,原因也是由于BeO杂质对晶界迁移的钉扎作用。在680,730,780,830和880℃退火,完成再结晶时间分别大约为2160,180,20,5和4 min。金属铍350℃下压缩发生{0001}基面滑移和{10■2}类孪晶变形,形变机理与室温相同,没有随温度升高而发生改变,仍保持金属铍特有的反常变形行为。     

Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金热压缩变形的动态再结晶机制（英文）

在变形温度为450°C和应变速率为2 s-1的条件下对均匀化退火后的Mg-7Gd-4Y-1Nd-0.5Zr合金进行热压缩试验。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)综合分析合金变形过程中的动态再结晶机制。采用电子背散射衍射(EBSD)获得晶体微取向信息。结果表明:随应变逐渐增加到-1.88,合金流变应力先快速升高到某个峰值,随后下降到最低值,最后又开始逐渐上升。在低应变下,大量{1 012}拉伸孪晶诱发形核形成动态再结晶晶粒,导致晶粒明显细化。动态再结晶晶粒首先在孪晶边界进行形核,且与孪晶母体存在30°0001的取向差。在大应变下,合金组织中在原始大晶粒附近形成细小动态再结晶晶粒,且从原始大晶粒内部到其晶界处的累积微取向连续增加,从而确定合金发生了连续动态再结晶。合金中也发现了粒子激发形核的动态再结晶机制。     

基于元胞自动机的AZ31镁合金复合变形动态再结晶组织演变规律

提出了一种压痕-压平复合变形方法,分析了复合变形基本特征及作用,定义了复合变形程度表征参数,即复合变形压下量、波形间距和复合变形系数。将计算机模拟软件及元胞自动机方法相结合,对AZ31镁合金压痕-压平复合变形过程中的动态再结晶组织演变规律进行数值模拟研究。结果表明,压痕-压平复合变形方法可以有效细化AZ31镁合金的晶粒尺寸,改善组织性能。AZ31镁合金复合变形过程中,随着变形温度的升高、复合变形系数的增加以及复合变形压下量的增大,晶粒尺寸显著降低。数值模拟结果与实验结果相吻合,相对误差小于13. 8%。     

AZ31镁合金热压缩过程动态再结晶行为研究

通过AZ31镁合金热压缩试验,采用电子背散射衍射(EBSD)技术,对不同变形条件(不同温度、应变速率和变形程度)下镁合金热变形过程中的动态再结晶行为、晶粒取向和织构的产生等现象进行研究。结果表明,变形温度越高,再结晶程度表现得越充分,晶粒组织也越均匀,而变形程度越大或应变速率越小,再结晶程度则越大。在镁合金热变形过程中,变形温度是决定其动态再结晶机制的最大影响因素。300℃时,AZ31镁合金再结晶晶粒在原始晶界和亚晶界处形核,再结晶行为主要由亚晶界的转动形成,表现出典型的连续动态再结晶(CDRX)特征。400℃时,局部剪切变形时再结晶晶粒取向发生偏转,表现出典型的旋转动态再结晶(RDRX)特征。热压缩过程中产生■拉伸孪生,晶粒重新旋转基面取向形成基面垂直于压缩方向的纤维织构。     

Mg-5.6Gd-0.8Zn合金多向锻造过程中的变形机制及动态再结晶

以含长周期堆垛有序(LPSO)相的Mg-5.6Gd-0.8Zn(质量分数,%)合金为研究对象,分析了合金多向锻造过程中的变形机制、动态再结晶及显微组织演变。结果表明:变形初期,■拉伸孪生仅在部分晶粒中激发;随锻造方向的改变,不同晶体取向的晶粒能够激发孪生变形,孪生体积分数增加,孪生变体选择符合Schmid定律。孪生受阻碍的晶粒通过滑移及扭折协调变形,扭折带类型主要为转轴分布在■晶向的基面扭折。多向锻造过程中,晶界处优先发生动态再结晶;随着变形量的增加,晶界处再结晶体积分数增大,晶内孪晶与扭折界面诱发再结晶,孪晶逐渐演变为条带状细晶组织。在孪晶、扭折带切割晶粒,晶界再结晶,孪晶、扭折带诱发再结晶多重机制的共同作用下,原始粗晶组织得到了显著细化。     

ECAP对粗晶AZ31镁合金的晶粒细化机制的影响

采用等通道转角挤压(ECAP)方法对AZ31镁合金进行挤压加工,并研究了变形过程中试样各部位的显微组织和硬度的变化.显微组织分析表明,孪晶在剪切变形阶段可以协调晶粒变形,而且在变形后成为动态再结晶晶粒形成的中心.ECAP过程中AZ31镁合金的组织是以一种非均匀的方式细化的,再结晶晶粒主要在孪晶界上形核,这形成了双模态的晶粒分布.研究还发现,经过ECAP后的试样纵截面上部残留的大晶粒明显多于下部的,这是由于在静态再结晶阶段试样各部位受力状态的不同造成的,这很好地解释了ECAP不同路径对镁合金均匀性的影响.     

AZ31B镁合金的低温压缩变形机制

利用Geeble1500热模拟实验机对双辊连续铸轧AZ31B镁板在变形温度为100℃,应变速率为10-3s-1的条件下进行单轴压缩变形,并利用金相显微镜和透射电子显微镜对其微观组织进行观察。结果表明:在上述的条件下变形时,合金中产生大量的孪晶,孪晶与孪晶之间相互交截,在孪晶界及孪晶交截区出现大量的位错,并且有动态再结晶核心及再结晶小晶粒,说明该合金中动态再结晶形核位置主要为孪晶界及孪晶-孪晶交截区。     

等温循环弯曲对镁合金板材组织及力学性能的影响

对AZ31B镁合金板材在不同温度下进行了不同道次的等温循环弯曲试验,分析了镁合金板材微观组织和宏观织构的变化情况.结果表明,在变形温度为443 K和483 K时,主要由孪晶来协调变形,并且在孪晶带附近产生了最初的再结晶晶粒；在变形温度为523 K时,最初再结晶晶粒产生在晶界处.在变形温度为483 K循环弯曲3个道次的条件下,其室温伸长率达到17.1％,而原始AZ31B镁合金板材的室温伸长率为12.4％.其基面织构最大相对强度由9.80降到了5.75.     

挤压比对AZ31镁合金组织结构的影响

试验研究了挤压比对AZ31镁合金组织结构的影响.结果表明,258℃挤压变形镁合金在形变初期容易出现孪晶,再结晶晶粒一般出现在晶界和孪晶附近.挤压比小时动态再结晶晶粒平均尺寸为2 μm,动态结晶细化了晶粒.随着挤压比增大,晶粒尺寸减小,组织趋于均匀.挤压比达到16时,动态再结晶基本完成.挤压比为25时,能得到晶粒细小且均匀的组织,平均晶粒尺寸为7.3 μm.     

激光立体成形GH4169合金再结晶过程中的界面和晶体取向演化

利用电子背散射衍射技术,对激光立体成形GH4169镍基高温合金沉积态试样以及1100℃保温5和30 min水淬后试样的显微组织、晶界特点和晶体取向等进行了分析.结果表明,再结晶过程中随晶粒尺寸得到细化的同时,各晶粒的晶体取向逐渐变得随机,消除了沉积态材料中原本存在的各向异性,合金的界面特点也发生变化,大角度晶界数量逐渐增多,且再结晶后期11160°孪晶界大量出现,占总界面体积分数的44%,孪晶的形成对激光立体成形GH4169合金的晶粒细化起了很重要的作用;再结晶形核机制在再结晶初期以原始晶界的亚晶形核和晶界弓出机制为主,孪晶相关的晶粒细化机制是再结晶后期晶粒细化的重要机制.     

轧制温度对AZ31镁合金轧制板材中的{1011}-{1012}双孪生行为的影响

在150-350℃温区内不同温度下轧制AZ31镁合金板,观察了不同温度下轧制变形量为9%的AZ31镁合金板材的显微组织,研究分析了轧制温度对轧制板材中{1011}-{1012}双孪晶的含量、类型以及高温轧制过程中双孪晶中的动态再结晶行为的影响,讨论了板材中的孪晶对其力学性能的影响.研究结果表明:在150-300℃温区内轧制时,板材组织中均有含量不等的{1011}-{1012}双孪晶,随着轧制温度的升高,孪晶含量下降.250℃以上轧制的板材中单片一次孪晶中出现的双孪晶类型较为单一,仅出现共面型双孪晶.在250℃以上轧制板材中的双孪晶晶界处中可以观察到明显的动态再结晶现象,这些动态再结晶晶粒对孪晶界和孪晶起到消除和吞噬的作用.350℃下轧制的AZ31镁合金板材中未观察到{1011}-{1012}双孪晶.随着轧制温度的升高,镁合金轧制板材的强度减弱而塑性增强.     

Incoloy 028合金不连续动态再结晶中链状组织形成机理研究

利用热力模拟、EBSD和TEM等方法,研究了Incoloy 028合金在1000~1150℃和0.001~1 s-1应变速率条件下的不连续动态再结晶(DDRX)行为,分析了DDRX过程中链状组织的形成机理。结果表明,随着变形温度降低或应变速率升高,体系发生传统型向链状型DDRX转变,其中传统型DDRX过程由晶粒长大主导,主要在三叉晶界处形核;链状型DDRX发生多层形核长大,其第一层形核机制为孪晶界辅助的原始晶界弓出形核,后续层为亚晶扭转与三叉晶界形核;孪晶界在辅助形核后消失以提高界面移动性,晶粒长大时再次形成以降低体系能量。     

固溶处理对GH4080A高温合金微观组织的影响

利用电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了不同固溶处理工艺对GH4080A高温合金微观组织的影响。结果表明,初始热轧棒材在轧制过程中动态再结晶不充分,残留有未再结晶的晶粒,晶粒内部有较多的小角度晶界。当固溶温度为1020 ℃时,主要以再结晶的形核为主,随着固溶温度的升高,再结晶形核基本结束,开始进入晶粒长大阶段。再结晶过程伴随着小角度取向差向大角度取向差的转变,且再结晶过程中发现了薄片状的{111}孪晶组织以及大量的Σ3晶界。     

AZ91D镁合金屑的固相再生(英文)

利用固相再生技术回收利用AZ91D镁合金屑,具体工艺为先冷压再热挤。结果表明:制备的AZ91D镁合金具有较好的力学性能且晶粒明显细化。在热挤出过程中发生了动态再结晶,且动态再结晶组织受到热挤温度和应变速率的影响,在300-350 °C下基面滑移和孪晶协调变形导致动态再结晶晶粒产生,形成"项链"组织;在 350-400 °C下位错的交滑移控制动态再结晶形核;高于400 °C时位错攀移控制了整个动态再结晶过程,形成均匀的再结晶组织。随着应变速率增加AZ91D镁合金力学性能增大,改善了材料的力学性能,但应变速率过大,制备试样表面出现裂纹,影响材料的力学性能。     

奥氏体不锈钢321合金不同应变速率下动态再结晶分析

以奥氏体不锈钢321合金为研究对象,通过EBSD和TEM等方法,分析在950～1250℃变形温度和0. 001～1 s~(-1)应变速率条件下的不连续动态再结晶(DDRX)行为。研究结果表明:当变形温度上升后,合金中更多晶粒发生了再结晶转变的过程,同时,再结晶晶粒的尺寸也显著增大;当应变速率上升后,再结晶晶粒的数量发生了降低的现象,并且其尺寸也明显减小。在温度较高而应变速率较小的情况下,晶粒将会在三叉晶界部位发生形核,此时晶界也很容易发生迁移的现象;而在较低温度以及应变速率很大的情况下,稠密位错墙也会对再结晶形核过程造成较大影响。当真应变逐渐增大后,小角晶界随之减少,同时形成了更多大角晶界与孪晶。与传统DDRX相比可以发现,此时的孪晶在初始变形阶段出现了降低的现象。     

汽车用AZ31镁合金板材轧制工艺研究

采用光学显微镜(OM)、硬度测试等手段研究了轧制温度和压下率对AZ31镁合金铸轧板材显微组织和硬度的影响。结果表明:轧制温度350℃和总压下率72%轧制的AZ31镁合金试样组织中有大量孪晶出现,细小的再结晶晶粒分布在孪晶内部和α相晶界处,将大尺寸晶粒分割成较小晶粒,未发生再结晶的晶粒明显发生扭曲变形,组织得到明显细化。在350～410℃,随着轧制温度的升高,AZ31镁合金试样平均晶粒尺寸逐渐增大,试样硬度逐渐降低。轧制温度350、380、410℃,总压下率72%时,试样的硬度分别为86.6、84.7、79.5HV。