Cu-Nb复合线材在形变与退火过程中显微结构演变的研究

采用SEM和TEM,对不同形变量及退火温度下的Cu-Nb微观复合线材的显微组织结构进行了分析,并对形变和退火试样进行了硬度测试.结果表明:随着形变量增大,材料界面密度及其增加速率逐渐增大.当材料结构达到纳米尺寸时(应变=24.8),界面密度及其增加速率显著增加,使得硬度及其增加速率明显增大,同时伴随有纳米Cu基体内部层错和旋转晶界的产生.退火过程中Cu基体的显微组织变化表现出明显的多尺度效应,其变化可分为3个阶段:微米及亚微米Cu基体先发生回复再结晶,而纳米Cu基体回复再结晶受到抑制;纳米Cu基体回复再结晶;Nb丝球化及长大.     

Cu-12%Nb复合线材退火过程中微观组织及力学性能研究

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)表征了变形态及不同温度退火的Cu-Nb复合线材的微观组织与织构演变,并利用纳米压痕研究了线材硬度随退火温度的变化规律。结果表明,在400-500 ℃退火时,Nb芯丝开始发生球化,纳米尺度Cu基体开始再结晶。退火后线材织构并没有明显变化,始终保持很强的平行于拉拔方向的<111>_Cu//<110>_Nb丝织构。分别用复合材料混合法则和约束层滑移(Confined layer slip, CLS)模型对纳米硬度值进行拟合。Nb芯丝球化前线材硬度可以通过约束层滑移模型拟合,退火温度超过800 ℃时硬度则符合复合材料混合定律。     

Cu-Nb-C-Nb多芯复合线材的制备及表征

采用粉末套管工艺,结合集束拉拔技术制备出了石墨烯包覆铌粉末增强Cu-Nb的多芯复合线材(3#)、石墨烯未包覆铌粉末增强Cu-Nb多芯复合线材(4#)、及纯铌粉增强Cu-Nb多芯复合线材(5#) 3种结构复合线材。通过优化热处理工艺发现,线材在750℃/60h热处理后,与线材的Nb (110)衍射峰强度相比加工态样品发生了明显的增强。微观结构及EDS能谱分析说明,高温热处理有利于Cu/Nb界面之间的轻微扩散,增加了界面的结合强度,线材的塑性和韧性得到了明显改善。通过对3种线材微观结构、力学性能及电学性能的分析表明,石墨烯包覆铌粉末的Cu-Nb-C-Nb线材导电性能优于其它2种线材。最后,分析了3种不同线材的塑性变形机制及引起性能变化的微观机理。提出了进一步优化工艺,为高强高导多元结构复合线材的制备开创了一种全新的方向。     

石墨烯掺杂对Cu-Nb复合线材微观结构及性能影响

本文采用粉末套管工艺,结合集束拉拔技术成功制备出了石墨烯包覆铌粉末增强Cu-Nb的7芯复合线材(8#)、及纯铌粉末增强Cu-Nb的7芯复合线材(9#)。通过优化热处理工艺后,线材在塑性加工过程中的断芯现象得到了明显的改善,尤其是石墨烯包覆铌粉末增强Cu-Nb的复合线材(8#),其芯丝分布较为规则和均匀,协调变形能力较好。通过对不同尺寸(Φ2.49mm、Φ2.29mm、Φ2.02mm、Φ1.84mm)的两种线材的微观结构、力学性能及电学性能的分析,结果表明,相比同尺寸条件下纯铌粉增强Cu-Nb线材,石墨烯包覆铌粉末增强Cu-Nb线材的力学性能虽然仅提高了几十个MPa,但其导电性明显增强,接近10 IACS%,最后分析了两种不同尺寸线材的塑性变形机制及引起线材性能变化的微观机理。     

基于旋转摩擦挤压法制备CNTs/Al复合材料的显微组织

采用旋转摩擦挤压法制备CNTs/2024Al复合材料,并利用电子背散射衍射技术对复合材料的晶体取向、晶粒尺寸、取向差分布和织构进行分析。结果表明:铝基材的组织为粗大的板条状,其平均晶粒尺寸为48.67μm,大角度晶界含量为24.4%;经RFE加工后,铝基材变为动态再结晶后的细小等轴晶,平均晶粒尺寸减小为3.22μm,大角度晶界含量增加至63.9%。当CNTs含量增加至5%时,CNTs/2024Al复合材料平均晶粒尺寸减小至1.97μm,大角度晶界含量增加至82.7%,CNTs的加入阻止复合材料的晶粒长大。经RFE加工后,铝基材的最大极密度由10.8降低为4.18,轧制织构强度减弱;CNTs的加入对复合材料的织构强度具有弱化作用。     

等通道转角挤压对Mg-1Gd、Mg-2Zn二元合金的组织及力学性能的影响

本文使用金相、EBSD等手段研究了等通道挤压对Mg-1Gd、Mg-2Zn两种二元合金组织和力学性能的影响。结果表明,在相同挤压条件下,Mg-2Zn合金发生完全再结晶,晶粒长大粗化,且强度塑性不随着挤压道次变化;Mg-1Gd合金则只发生了部分动态再结晶,组织为细小的动态再结晶晶粒和变形晶粒,伴随挤压道次的增加,再结晶程度提升,合金的抗拉强度与塑性增加了一倍。这与溶质原子Gd比Zn更能抑制再结晶和晶粒长大有关。Mg-1Gd合金的再结晶晶粒的取向分散,而未再结晶的晶粒c轴取向由ED向TD偏转45°,这与宏观织构的检测相互印证,晶粒内部产生大量的小角度晶界,小角度晶界两侧发生围绕c轴的转动,并逐渐演化为大角度晶界。     

连续柱状晶CuAlNi合金无模拉拔过程中的组织性能演变

在进料速率0.5 mm/s,冷热源距离15 mn保持不变,拉拔速率0.8—1.1 mm/s,变形温度650—900℃的条件下,对连续柱状晶组织Cu-14.0%Al-3.8%Ni(质量分数)合金线材进行了无模拉拔实验,研究了无模拉拔工艺与合金显微组织和力学性能的关系,并对变形后合金组织性能演变的机理进行了探讨.结果表明:平直晶界连续柱状晶合金线材经无模拉拔变形后,可形成平直晶界和锯齿状晶界连续柱状晶、不完全动态再结晶和完全动态再结晶4种微观组织.在变形温度650℃,拉拔速率0.80.9 mm/s的范围内,变形后合金仍然保持平直晶界连续柱状晶组织;随着变形温度和拉拔速率的提高,连续柱状晶的平直晶界向锯齿状晶界转变.当拉拔速率为0.9 mm/s,变形温度上升至850℃时,合金呈现出明显的不完全动态再结晶的组织特征,即原始柱状晶粒沿变形方向拉长变细,在部分锯齿状晶界处有细小的动态再结晶晶粒产生;继续升高温度至900℃,合金发生完全动态再结晶,大量等轴、尺寸较大的动态再结晶晶粒完全取代了变形的柱状晶粒.拉拔变形后合金线材的抗拉强度随着变形温度的升高先小幅度增加然后显著降低,而伸长率则单调降低.     

形变热处理对316L奥氏体不锈钢晶界特征分布的影响

采用5%的单向压缩与1000 ℃退火的形变热处理工艺,对316L奥氏体不锈钢的晶界特征分布进行了优化,并且通过定位观察的方法研究了晶界特征分布优化的机理。结果表明,随着退火时间的增加,特殊晶界比例逐渐增加;当退火时间达到90 min时,试样的特殊晶界比例最高（69.5%）,并且得到了打断的大角度随机晶界网络。晶界特征分布优化的机理是,小变形试样在退火过程中发生了局部再结晶,首先产生了以特殊晶界等低能量晶界为主的小晶粒群;之后小晶粒群中能量较高的大角度晶界开始迁移并消失,最终材料的特殊晶界比例得到了提高。     

固溶处理对选区激光熔化Inconel 718合金组织与硬度的影响

利用选区激光熔化技术制备Inconel 718合金,对其在不同温度、时间和冷却条件下进行热处理。采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪和显微硬度计研究不同热处理工艺条件下Inconel 718合金的微观组织与硬度。结果表明:当热处理温度为1 080℃时,沉积态合金中的束状亚结构消失、第二相含量减少,随着保温时间的延长,晶粒开始由非均匀柱状晶转变为再结晶晶粒,残余应力集中区和小角度晶界逐渐减少,并且形成11160°退火孪晶,硬度从292 HV降低至253 HV;当热处理温度为1 130℃时,沉积态合金中的非平衡组织全部发生再结晶,残余应力集中区基本消失,晶粒内部出现均匀的退火孪晶,硬度保持在220 HV左右;对于1 080℃/60 min热处理试样,随炉冷却方式的硬度高达431 HV,其较高的硬度主要与随炉冷却形成大量的亚结构和析出相有关。     

纯钨高压扭转组织与性能的微观尺度分析

采用高压扭转技术在550 ℃、1.5 GPa压力下成功制得具有细晶组织的难熔金属钨,借助EBSD技术研究了高压扭转变形组织晶粒尺寸、晶界角度以及晶粒取向的演化规律,结合纳米压痕实验结果,分析了应变对工业烧结纯钨微观力学性能的影响机理。实验结果表明,高压扭转后材料内部微孔隙有效闭合,组织细化显著,大角度晶界含量快速升高。在应变较低时出现较为明显的沿<101>方向的择优取向;随着应变的增加,择优取向消失,组织趋于均匀。应变较高(扭转5圈)时在三叉晶界处出现了细小的动态再结晶晶粒。高压扭转变形引起的孔隙闭合、晶粒细化、晶格畸变、位错密度增加和大角度晶界形成,导致屈服强度和纳米硬度随变形量的增大而不断提升;而在致密度、残余内应力和高密度位错的共同作用下,变形试样的弹性模量显著高于工业烧结纯钨,但随着应变量的增大略有降低。     

热处理Cu-Nb纳米复合线的结构和织构演变

采用Gleeble-3800型热模拟试验机对熔铸态和锻态TiBw/TA15复合材料进行高温压缩变形试验,研究不同状态TiBw/TA15复合材料在变形量70%、变形温度900～1150℃、应变速率0.01～10 s~(-1)条件下的热变形行为,建立热加工图,并分析该复合材料在热变形过程中的组织性能演变规律。结果表明,熔铸态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口为温度900～1150℃,应变速率2.72～10 s~(-1);温度1000～1100℃,应变速率0.01～0.03 s~(-1);温度1075～1130℃,应变速率0.01～0.13 s~(-1)。锻态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口为温度900～975℃,应变速率0.37～10 s~(-1);温度960～1025℃,应变速率0.01～0.37 s~(-1);温度1025～1150℃,应变速率0.01～10 s~(-1)。通过对比发现,锻态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口宽,热变形加工性能优于熔铸态。     

Effect of Annealing on the Microstructure and Properties of In-situ Cu-Nb Microcomposite Wires

The effects of annealing on microstructure,magnetoresistance,and hardness of an in situ Cu-Nb microcomposite wire have been investigated.Neither changes in microstructure nor hardness were found until 500 ℃.Particularly,microstructural change within the Nb films was observed in the annealed samples.The room-temperature magnetoresistivity was almost negligible,while magnetoresistivity at-196 ℃ increased with magnetic field.At temperature above500℃,recovery and recrystallization occurred,and both the resistance and hardness decreased.     

Microstructure evolution and thermal stability of nanocrystalline Cu-Nb alloys during heat treatment

The microstructure evolution and high thermal stability of the mechanically-alloyed supersaturated nanocrystalline Cu-10%Nb alloy during subsequent heat treatment were investigated by X-ray diffractometry and transmission electron microscopy (TEM). The results show that no significant change of the microstructure of the solid solution can be detected after annealing at 300-400 ℃. The pronounced phase separation can be detected at 700 ℃. After annealing for 30 min at 900 ℃, almost all the Nb atoms precipitate from the solid solution, and the average Cu grain size is about 37 nm. As the solute atoms hinder the migration of fcc phase, at Cu grain boundaries, no significant grain growth occurs before large amount of Nb atoms precipitates from Cu matrix, and the decrease of internal strain and density of dislocation is small. Furthermore, the nanosized Nb precipitates can also help to reduce the Cu grains growth through precipitating pinning effect. Therefore, the mechanically-alloyed nanocrystalline Cu-Nb alloys have a high thermal stability. And the contaminations brought into the Cu matrix by milling can influence the phase formation and the thermal stability of Cu-Nb alloys during heat treatment.     

Recrystallized microstructural evolution of UFG copper prepared by asymmetrical accumulative rolling-bonding process

Copper sheet with grain size of 30-60μm was processed by plastic deformation of asymmetrical accumulative rolling-bonding(AARB)with the strain of 3.2.The effects of annealing temperature and time on microstructural evolution were studied by means of electron backscattered diffraction(EBSD).EBSD grain mapping,recrystallization pole figure and grain boundary misorientation angle distribution graph were constructed,and the characteristics were assessed by microstructure,grain size,grain boundary misorientation and texture.The results show that ultra fine grains(UFG)are obtained after annealing at 250℃ for 30?40 min.When the annealing is controlled at 250℃for 40 min,the recrystallization is finished,a large number of small grains appear and most grain boundaries consist of low-angle boundaries.The character of texture is rolling texture after the recrystallization treatment,but the strength of the texture is faint.While second recrystallization happens,{110}1ī2+{112}11ī texture component disappears and turns into{122}212cube twin texture component.     

锌合金线材冷压对焊与电阻对焊接头组织对比分析

为提高锌合金线材生产中对焊接头的过模断裂率,采用金相显微镜、扫描电镜等手段观察分析了对焊接头拉伸和过模断口的组织形貌.结果表明,锌合金线材冷压焊接头拉伸断口是硬化材料的韧性断裂断口,在后续的拉拔生产前须进行退火处理,冷压焊接头经拉拔过模,原结合区变宽,结合区流线层间距加大,有助于缓解应力集中;锌合金线材电阻对焊接头结合区呈现明显的金属再结晶化晶粒长大组织,这种再结晶晶粒的产生有利于接头的内应力释放,使得接头具有较好的塑性变形能力,保证了电阻对焊接头具有很高的过模断裂率.     

大应变切削制备的超细晶纯铜切屑热稳定性的研究

采用不同前角的刀具对纯铜进行大应变切削加工,对获得的超细晶纯铜切屑进行不同温度的退火处理.利用扫描电子显微镜(SEM)和维氏硬度测量仪进行检测,分析不同前角和退火温度对超细晶纯铜切屑微观组织和力学性能的影响.结果表明:用0°前角刀具进行大应变切削加工后,切屑晶粒平均尺寸为0.3μm、硬度为160HV,在200～280℃...     

冷拔后退火对Monel 400合金丝材的再结晶过程及力学性能的影响

使用ETM105D电子拉伸试验机对退火后的Monel 400合金丝材进行拉伸试验,并通过Matlab-MTEX软件统计再结晶体积分数的方法,研究了冷拔态Monel 400合金丝材在不同退火处理后的组织演变、力学性能及二者的关系,构建了Monel 400合金的再结晶模型,并计算其再结晶激活能。结果表明,用Matlab-MTEX软件处理EBSD数据得到的图像可以直观地呈现试样在经历退火处理后组织中晶粒的演变,以及更准确地统计再结晶的体积分数;选择825 ℃×20 min退火,可以获得较好的塑性和足够的强度。     

钼镧合金丝的组织及性能

研究了粉末冶金和压力加工方法制取的φ０．６ｍｍＭｏＬａ丝退火前后的显微组织,抗拉强度,延伸率,弯折次数等,并与同规格Ｍｏ;丝进行了对比,结果表明,ＭｏＬａ丝的再结晶温度达１８００℃,比Ｍｏ,丝高６００℃以上,完全再结晶后形成燕尾搭接状组织。经高温退火和再结晶退火后其抗拉强度,塑性,韧性都明显优于Ｍｏ１丝。     

退火工艺对平整轧制后50W800无取向硅钢磁性能的影响

为提高50W800无取向硅钢的板形,需要对再结晶退火后的硅钢进行平整轧制,在平整后会出现硅钢片磁性能下降现象。对平整轧制后的50W800无取向硅钢进行400~800 ℃的去应力退火,利用单片测量法测量其铁损和磁感应强度,并用EBSD技术对组织织构进行分析。结果表明,经过平整轧制后,50W800无取向硅钢小角度晶界增加,但晶粒不均匀性会导致磁性能下降;采用700 ℃×2 min去应力退火后,50W800无取向硅钢磁性能得到较好的改善。EBSD技术分析发现,去应力退火能消耗大量小角度晶界,使晶界含量降低,晶粒均匀性增加,不利形变织构{111}<112>强度降低,这是50W800无取向硅钢磁性能改善的主要原因。     

Effect of stresses in annealing a copper wire on its technological properties

In annealing, wire is subjected to the effect of an external load, for example, when drawing and annealing are combined. Modern production of enameled wires involves continuous processes in which recrystallization annealing of the wire is conducted directly in the enameling unit or together with the operations of drawing and enameling (single-pass process, in-line process). In such processes the recrystallization annealing of the wire is conducted in through tube furnaces. In order to provide tightening and coaxiality of the wire in the furnace it is subjected to a tensile load. The stresses appearing in the wire should not exceed the yield limit so that its diameter changes within the admissible range. The literature contains data on intensification of recrystallization under the effect of low stresses. It is of interest to study the effect of the load in annealing on the technological properties of the wire. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 3, pp. 37–39, March, 1997.