Fe-6.5%Si合金冷轧薄板的冲压性能

Fe-6.5%Si合金具有高电阻率、高磁导率、低铁损等优异软磁性能,但其室温脆性严重影响了该合金在工业领域的应用。利用逐步增塑法,通过传统工艺及设备成功制备出0.3mm厚的冷轧板,并对其进行了从室温到250℃的拉伸及冲压实验。该冷轧板在100℃以上时具有一定的拉伸塑性,有韧窝断口出现,冲压结果表明最合理的冲压参数为:模具间隙0.04mm、冲压温度150℃。     

Fe-6.5%Si高硅钢的性能及制备技术

Fe-6.5%Si高硅钢是一种具有高磁导率、低矫顽力和低铁损等优异软磁性能的合金,但是其室温脆性和低的热加工性能严重影响了其在工业领域的应用。综述了Fe-6.5%Si高硅钢的性能,评述了合金的改性法、特殊轧制法、快速凝固法、沉积扩散法、粉末冶金法等制备工艺。     

再结晶及低温时效对Fe-6.5wt%Si薄板磁性能的影响

观察了高硅钢温轧板再结晶及低温时效过程中轧向和横向磁性能的差异及变化,通过取向分布函数、光学显微及X射线慢速扫描分析了织构、晶粒尺寸以及有序相的析出对铁损及不同磁场下磁感应强度的影响。结果表明,高硅钢虽然具有低的磁晶各向异性,织构仍是决定磁感值的关键因素,优化织构还可降低铁损。D03有序相的析出可降低饱和磁致伸缩系数,有益于降低低频铁损值,但其作用相比晶粒尺寸较小。退火后慢冷过程中依次发生B2及D03有序化,磁感B50的降低应是慢冷导致B2有序化及其有序度升高所致。等温时效过程以D03有序化为主,由于D03相在B2相中析出,时效过程中磁感没有变化。     

定向凝固Fe-6.5wt%Si合金热压缩变形行为研究

采用Gleeble 1500热模拟机对定向凝固Fe-6.5%(质量分数)Si合金进行热压缩变形研究。结果表明,Fe-6.5%(质量分数)Si合金柱状晶组织热形变过程中很难发生动态再结晶,以动态回复为主,易产生严重的变形带;在无序相区间,在柱状晶晶界处发生动态再结晶形核,但长大受到限制,仅局限于晶界附近。与锻态等轴晶组织相比,有序相区间,两种组织形变行为基本一致,受温度影响剧烈,在无序相区间,随温度升高,等轴晶组织的形变激活能略有升高,平均值约为294kJ/mol,而柱状晶组织的形变激活能逐渐降低,平均值约为260kJ/mol。     

稀土Ce对Fe-6.9%Si钢的弯曲性能与软磁性能的影响

为研究稀土Ce元素对高硅钢弯曲性能与软磁性能的影响,本文在Fe-6.9%Si钢中添加微量的稀土Ce,在650 ℃进行温轧实验,利用DSC、TEM、XRD、磁性测量和三点弯曲测试技术研究了稀土Ce对0.3 mm厚Fe-6.9%Si钢薄板的有序结构、织构、弯曲性能与软磁性能的影响。结果表明:稀土Ce的添加降低了DO₃-B2相完全转变温度,Ce原子的邻近位置会产生晶格畸变区域,限制了B2有序结构中的Fe、Si原子向近邻位置空位扩散,降低了高硅钢中有序相含量。温轧板的三点弯曲断裂挠度值由9.8 mm增加至16.1 mm,提升了高硅钢的塑性变形能力。添加稀土Ce的退火板的织构取向聚集在易磁化的λ取向线上,难磁化的γ纤维织构强度减弱,磁滞损耗降低,引起磁感应强度(B₈, B₅₀)提高,铁损值(P10/50, P10/1000)减小。     

固溶前冷轧压下率对Cu-Ni-Si-Mg合金组织与性能的影响

为了优化Cu-Ni-Si-Mg合金的轧制工艺参数,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段,对固溶前不同冷轧压下率下的Cu-Ni-Si-Mg合金时效态的组织性能及拉伸断口进行了分析.结果表明:随着冷轧压下率的增加,Cu-Ni-Si-Mg合金的平均晶粒尺寸逐渐增加,屈服强度、硬度和延伸率先增大后减小,抗拉强度表现为先增大,后在710 MPa左右波动,再减小的趋势;压下率从94%增加到96%,晶粒尺寸从12μm增加到52μm,而抗拉强度变化较小,归因于低压下时Cu-Ni-Si-Mg合金的细晶强化和时效强化占主导,而大压下时第二相粒子均匀的时效析出弥补了因晶粒粗大而造成的抗拉强度损失;压下率为93%时,合金的断裂为单一的韧性断裂,压下率为97%时,合金的断裂由韧性断裂和沿晶脆性断裂组成.     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.5Er合金型材组织性能研究

采用金相、扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜分析及拉伸性能实验等测试分析手段,研究了Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.5%Er合金型材的组织性能。结果表明,合金型材中的元素Er主要以未溶的Al8Cu4Er相形式存在,该粒子可以钉扎位错和晶界的迁移,有效抑制合金回复再结晶和晶粒长大,保持合金的变形态组织。0.5%Er的添加使得合金型材的强度降低,主要是因为合金型材中残留了大量的Al8Cu4Er相,在变形过程中由于位错塞积形成裂纹,降低了合金的强度。但是,合金的电导率有所提高。     

Fe-6.5%Si粉末的混合与特性研究

研究了不同级配的Fe-6.5%Si粉末的混合均匀性,测试了其粉末特性,并在不同的辊缝条件下进行了粉末轧制。结果表明,在本实验条件下粉末经过2.5～3h混合后达到比较均匀的混合状态。通过Horsefield填充原理级配能够优化粉末的特性,得到的流动性最好的粉末能够轧制成较为致密的带材。     

热处理工艺对Ti-230合金薄板组织和性能的影响

研究了不同退火温度和退火时间对Ti-230钛合金板材显微组织和力学性能的影响.测试了不同退火工艺条件下合金薄板的强度和塑性.用金相显微镜和透射电镜观察了微观组织和析出相粒子Ti2Cu的分布.实验结果表明,随着退火温度从650℃升至790℃(保温30 min),合金板材的抗拉强度从541 MPa升到580 MPa,延伸率从27.5%降到26%.在给定790℃,保温时间分别为5,15,30 min条件下退火,其强度和延伸率变化不是十分明显.从OM和TEM对组织的观察得出,随着退火温度的升高,晶粒度明显增大,晶粒等轴化程度增加,析出的Ti2Cu粒子随退火温度的升高和保温时间的延长明显减少.采用790℃,30min退火工艺,其晶粒尺寸,Ti2Cu粒子的分布及Cu在基体中的固溶度可以达到良好的匹配,使合金获得最佳的力学性能.     

预拉伸变形对Fe-14Mn-0.22C合金阻尼性能的影响

从微观组织角度深入研究了预拉伸变形对Fe-14Mn-0.22C合金阻尼性能的影响。研究结果表明,该合金在预拉伸变形处理时,发生了γ→ε转变,预变形量越大,γ→ε转变生成的马氏体越多,γ/ε界面面积增加,合金的阻尼性能随预变形量的增大而提高,在预变形量为4%时,合金的阻尼性能达到最大值。但当预拉伸变形量的进一步增大,由于马氏体变小并失去方向性,加上大量位错等缺陷的增加,使得γ→ε界面有效移动面积减小,移动能力降低,阻尼性能下降。     

稀土对Fe-17.5Mn合金阻尼性能的影响

利用倒扭摆仪对比研究了Fe-17.5Mn二元合金和Fe-17.5Mn-0.3Mm(富铈混合稀土)合金的阻尼性能,并借用Olympus显微镜观察分析了合金的微观组织.研究结果表明,在1000℃保温1h后水淬状态下,Fe-17.5Mn-0.3Mm合金的阻尼性能明显优于Fe-17.5Mn二元合金.在微量稀土元素的作用下,Fe-17.5Mn-0.3Mm合金中相对于Fe-17.5Mn二元合金其马氏体数量较多、板条较细薄,板条变薄且单位体积内界面面积增加,使振动的微观阻尼源增多,导致阻尼性能提高.     

Fe-16Cr-2.5Mo合金悬臂梁减振性能的研究

从解决工程应用问题出发,分别利用加速度传感器与应变传感器,在20 Hz～400 Hz范围内,采用相同的实验方法对比研究了0Cr18Ni9Ti不锈钢、1 100°C退火态与冷轧态Fe-16Cr-2.5Mo合金悬臂梁在宽频带激励下的减振性能.研究结果表明,热处理对Fe-16Cr-2.5Mo合金梁的减振性能有很大的影响, 自由振动下退火态悬臂梁的振动加速度和应变衰减较冷轧态与0Cr18Ni9Ti不锈钢显著;受迫振动下退火态悬臂梁的振动加速度峰值与应变峰值较0Cr18Ni9Ti不锈钢与冷轧态有明显的下降.     

喷射成形Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金组织和性能的研究

采用喷射成形技术制备了Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金,采用透射电镜、X射线衍射和力学性能实验对该合金的组织和性能进行了分析,在合金的显微组织中检测到了第二相粒子.拉伸实验结果表明,由于存在热稳定相Al12(Fe,V)3Si颗粒,喷射成形Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金在室温和高温下都具有较高的拉伸强度.     

Ti-6Al-4V合金包覆叠轧薄板的加工工艺与组织性能研究

研究了包覆叠轧加工及热处理工艺对Ti-6Al-4V合金室温拉伸及疲劳性能的影响规律,观察分析了不同状态下组织形貌的特征及变化情况.结果表明,单向热轧工艺有利于提高合金薄板的延伸率,但对疲劳性能则会产生不利影响,而交叉换向热轧工艺则有利于板材获得较好的综合性能.     

低温时效对Fe-22Al合金微观组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、XRD、TEM和力学性能测试方法研究了低温时效对Fe-22Al合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,Fe-22Al合金经退火和固溶处理后的金相组织为粗大的等轴状晶粒,但固溶处理后晶粒尺寸有所减小。合金主要的相组成为α-Fe相以及具有B2结构的FeAl相,不存在DO3结构的Fe3Al相。存在明显的基体衍射斑点和(100)超点阵斑点意味着发生失稳有序化转变,并形成大量B2结构的有序相。暗场像结果表明存在大量Al原子的富集区和贫集区,即合金中发生了调幅分解转变。经过530℃时效处理后,合金的衍射斑点中同时存在DO3结构和B2结构的超点阵斑点。随时效的进行,逐渐发生B2→DO3相变,在B2结构的有序相内部形成大量细小的DO3相,并逐渐长大和粗化,最终形成粗大的海绵状结构。经过固溶和时效处理后,Fe-22Al合金的硬度和抗压强度分别为359HV、1610 MPa。     

环境温度对Fe-14Mn-0.22C合金阻尼性能的影响

为了了解Fe-Mn基阻尼合金的高温阻尼性能,用真空感应电炉的方法制备了Fe-14.04Mn-0.22C合金.用倒扭摆内耗仪测试了环境温度在23～400℃变化时合金阻尼性能的变化规律,并用热机械分析仪和光学显微镜分析了合金的组织结构及其相变特点.研究结果表明,在常温条件下合金的阻尼性能随扭转应变的增加而呈线性方式增加,扭转应变在1×10-4时,对数衰减率达0.1,且没有出现峰值;随着环境温度的变化,对数衰减曲线与应变的线性关系没有发生改变,但是曲线发生了整体的上下平移;当环境温度低于200℃时,合金的阻尼性能随温度的升高而增加,但当温度达到或超过200℃后,合金的阻尼性能迅速下降,其原因在于合金发生了奥氏体转变(As为270℃),马氏体的百分含量降低,阻尼源减少.     

微波烧结Fe-2Cu-0.6C合金的保温时间对组织与性能的影响

对微波烧结Fe-2Cu-0.6C粉末冶金材料进行了1150℃不同保温时间下的性能和显微组织研究,并与常规烧结试样进行了对比.结果表明:微波烧结保温时间由5min增加至15min,试样的各项性能达到最佳:密度为7.22g/cm3,硬度HRB为78,抗拉强度为416.8MPa,延伸率为5.5%;保温时间延长至20min对试样性能影响不大.微波烧结的性能较常规烧结高.通过金相显微分析表明:微波烧结有着良好的微观结构,即小的、近圆形且均匀分布的孔隙结构,从而也有利于获得细小的晶粒和高的致密度;微波烧结较常规烧结有着更多片状和粒状珠光体,能显著改善其性能.由断口分析可知,常规烧结样品属于脆性穿晶断裂,而微波烧结样品为脆性穿晶断裂和韧窝型的穿晶韧性断裂的混合型断裂.     

超声处理功率对Mg-6Zn-0.5Y合金显微组织及力学性能的影响

对Mg-6Zn-0.5Y合金熔体进行功率分别为0,300,600,900 W连续超声处理。通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等分析手段研究了超声处理功率对其显微组织及力学性能的影响。结果表明,经600 W超声处理的Mg-6Zn-0.5Y合金组织细化效果最好,初生α-Mg相由粗大的树枝晶变为细小的球状等轴晶,准晶I相由粗大的半连续网状分布变成断续的细线状分布。此外,力学性能分析显示,当超声处理功率为600 W时,Mg-6Zn-0.5Y合金的抗拉强度和伸长率均达到最大值,比未处理时分别提高了67%和56%。     

高比重合金显微组织,性能与工艺

阐述了高比重合金的显微组织与性能的关系，着重讨论了Ｗ晶粒大小，Ｗ颗粒连接度。Ｗ相含量，组织均匀性，孔隙大小和孔隙度，界面杂质偏析与第二相析出等对合金性能的影响。通过工艺的改进可以改变显微结构，从而改进合金的性能。