冷变形GH3625合金管材中间退火过程中的组织演变

通过室温压缩试验、数学模型拟合、金相分析以及洛氏硬度计等手段,研究了冷变形GH3625合金管材中间退火过程中的组织演变规律,并建立了中间退火过程中再结晶晶粒长大方程。研究表明:随着冷变形量的增加,合金组织均匀性逐渐变好,硬度值显著增加,特别是冷变形量0~50%的阶段更为明显;随着退火温度的升高,晶粒长大速率加快;GH3625合金管材在1120℃/15 min/AC下进行退火处理,组织为均匀细小的完全再结晶晶粒,是适宜的中间退火工艺;所建立的晶粒长大模型预测结果与实测值吻合较好。     

挤压态GH3625合金冷变形过程中的组织和织构演变

采用EBSD技术研究了挤压态GH3625合金冷变形过程中的组织演变、晶界特征分布、位错密度、应力分布及织构演变规律。结果表明,随着冷变形量的增加,晶粒变形程度加大,晶粒形貌由扁平状转变为细条状,晶体转动使得晶界与加载压力轴垂直分布;随着冷变形量的增加,大角度晶界逐渐向小角度晶界转变,孪晶界的比例逐渐增加。随着冷变形量的增加,局部取向差的平均值(■)升高,位错密度增加;同时,晶粒变形均匀性逐渐变好,应力集中分布逐渐向应力均匀分布转变。随着冷变形量的增加,其形变织构的类型基本保持不变,而具有稳定取向的Copper织构{112}111的强度略有降低;同时,由不均匀变形产生的Rotated-cube织构{001}110的强度降低;此外,形变孪晶的形成导致Goss织构{110}001和Brass-R织构{111}112的强度降低。     

GH738合金冷变形及中间退火再结晶行为研究

通过光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、显微硬度计等手段,系统研究了GH738合金不同冷轧变形量后中间退火组织演变规律。研究表明:变形量是影响加工硬化的主要因素;经过不同冷轧变形后,1000℃退火奥氏体未发生再结晶;在1040～1080℃进行退火处理,可得到均匀细小的等轴晶。建立了GH738合金冷加工本构方程和再结晶晶粒长大方程。     

GH4169合金的冷变形行为

通过室温压缩试验、数学模型拟合、光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和显微硬度等手段,建立GH4169合金冷变形本构方程,研究了冷变形量及应变速率对GH4169合金组织和性能的影响。结果表明,GH4169合金冷变形加工硬化规律基本符合Hollomon方程,其中应变速率对加工硬化影响较小,变形量是影响加工硬化的主要因素;随着变形量的增大,晶粒的变形程度增大,晶粒内部的小角度晶界随着变形量的增大逐渐增多,并有部分向大角度晶界转化;合金的显微硬度也随着变形量的增大而逐渐增大。     

高温退火对UNSN10276合金冷变形硬化行为的影响

UNSN10276合金是一种含铬、钼、钨和铁的镍基耐蚀合金,通常,冷轧前要进行高温退火,以提高其可变形性能。对UNSN10276合金进行了1050~1250℃保温10min、30min、60min和120min水冷的退火处理,以揭示退火工艺对合金的显微组织和冷变形硬化行为的影响。结果表明:低于1150℃退火的合金的晶粒度变化不明显,而高于1150℃退火的合金晶粒明显长大;随着退火温度的升高和保温时间的延长,合金的加工硬化指数n增大,从而可提高合金的冷加工变形的均匀性,但不同应变阶段的应变硬化速率θ的变化没有明显规律,从而影响N10276合金最佳退火工艺的确定。     

GH4169合金的冷变形行为研究

采用TEM、SEM、OM等方法研究了固溶态GH4169合金的冷变形行为.结果 表明:合金冷变形机制主要为位错的滑移和孪生,合金晶粒被逐渐拉长、晶界转动、变形带增加、晶界面积增加、晶粒细化、部分晶粒被分割.合金δ相的析出量随着形变量的增加而增加,δ相形态和分布由原始的粗针状晶界晶内分布不均变为细针状,分布更为均匀.影响合...     

变形速率对GH3625合金弹-塑性变形行为的影响

利用原位中子衍射室温压缩实验、EBSD和TEM等手段研究了变形速率对GH3625合金弹-塑性变形行为的影响。结果表明,GH3625合金宏观应力-应变曲线包括弹性变形阶段（施加应力σ≤300 MPa）、弹-塑性转变阶段（300 MPa<σ≤350 MPa）和塑性变形阶段（σ>350 MPa）,这与细观晶格应变行为一致。同时,变形速率与晶体弹性和塑性各向异性密切相关。通过特定hkl反射的晶格应变、峰宽和强度的研究结果表明,变形速率对晶体弹性各向异性影响较小,而对晶体塑性各向异性影响较大。随变形速率的增加,大角度晶界逐渐向小角度晶界转变,孪晶界的比例逐渐减小,晶粒由均匀变形向不均匀变形转变。随变形速率的增加,合金的总位错密度（ρ）先减小后增加,而几何必须位错密度(ρ^GND)单调递增,统计存储位错密度(ρ^SSD)单调递减;同时,试样在变形速率为0.2 mm/min时表现出反常的加工硬化行为,这主要与均匀变形产生的统计储存位错（SSD）有关;此外,位错强化贡献和TEM观察证实了GH3625合金的塑性变形机制以位错滑移为主,其加工硬化机制是位...     

原位拉伸法研究GH3625合金退火孪晶界稳定性及断裂行为

孪晶界作为低能稳定界面易在低层错能金属中被调控而成为近年来研究的热点.固溶态GH3625合金组织中含有大量退火孪晶组织.本实验采用室温原位拉伸结合扫描电子显微镜(SEM)观察和能谱(EDS)分析的方法研究了固溶态GH3625合金中孪晶组织演变及断裂行为.结果 表明,GH3625合金在原位拉伸变形过程中,孪晶组织内部主要...     

GH3625合金轧制过程中的晶粒组织演化

研究和分析了GH3625合金轧制态以及经过1 150℃×5h退火后的晶粒尺寸演化规律。结果表明:GH3625合金随着轧制变形量的增加,材料晶粒尺寸明显变小,在试样表面发生混晶现象;心部尺寸明显低于表面晶粒尺寸。经过1 150℃×5h退火处理后合金心部与表面的晶粒尺寸趋于一致,同时随着变形量增加,退火处理后合金晶粒尺寸逐渐减小。棒材表面混晶只与末火次终轧温度低有关。     

过温服役条件下GH3625合金组织稳定性研究

采用SEM、EDS、XRD、万能拉伸试验机等手段,研究了750 ℃时效不同时间对GH3625合金管材组织及力学性能的影响。结果表明：固溶态的GH3625合金在750 ℃时效1000 h后主要析出MC、M6C、M23C6、??、?相。GH3625合金时效过程中的晶粒长大和晶界处相变行为以及Nb原子的溶质拖曳作用有密切的关系。固溶态的GH3625合金在750 ℃时效(0~1000 h范围内)后晶界宽度呈现出先增后减的趋势。GH3625合金时效前后,抗拉强度变化并不明显,屈服强度呈现出持续升高的趋势,但是合金的伸长率损失了62.55%,断裂模式从延性断裂转变为脆性断裂。     

过温服役条件下GH3625合金的组织稳定性

采用SEM、EDS、XRD、万能拉伸试验机等手段,研究了750℃时效不同时间对GH3625合金管材组织及力学性能的影响。结果表明:固溶态的GH3625合金在750℃时效1000h后主要析出MC、M_6C、M_(23)C_6、γ"、δ相。GH3625合金时效过程中的晶粒长大与晶界处相变行为以及Nb原子的溶质拖曳作用有密切的关系。固溶态的GH3625合金在750℃时效(0～1000h范围内)后晶界宽度呈现出先增后减的趋势。GH3625合金时效前后,抗拉强度变化并不明显,屈服强度呈现出持续升高的趋势,但是合金的伸长率损失了62.55%,断裂模式从延性断裂转变为脆性断裂。     

热挤压成形GH3625合金管材组织及裂纹形成机理

通过对比热挤压成形管材和爆裂管材的组织以及对爆裂管材裂纹和断口的分析,研究了热挤压成形GH3625合金管材的组织及裂纹形成机理。结果表明:爆裂管材与成形管材的组织均为等轴晶,但爆裂管材的开裂使晶界处的应力集中得以释放,其组织中并没有形成变形孪晶,在管材径向方向上也不存在晶粒尺寸不均匀的现象。挤压比过高导致管材在热挤压过程中绝热升温严重,使低熔点的Laves相熔化并扩散到周围基体中,是裂纹形成的根本原因。在模具出口处高拉应力的作用下,这些裂纹不断扩展最终连接在一起,导致管材的爆裂现象。由于断口表面冷却速率较高,组织通过奥氏体区的时间较短,再结晶形核核心多且晶粒长大过程受阻,使断口表面形成了一层十分细小的再结晶晶粒。     

热处理对GH3625合金管材组织和性能的影响

采用不同温度对GH3625合金热挤压管材进行热处理,研究了热处理对GH3625合金管材组织演变和性能的影响。结果表明,热处理温度对晶粒长大影响比较明显,随热处理温度升高,晶粒长大温度为970℃到1150℃,当温度达到1180℃时,晶粒迅速长大,同时热处理温度改变雪花状Ni_2(Cr,Mo)相析出和分布。GH3625合金管材的硬度值与晶粒尺寸符合Hall-Patch关系式。随热处理温度升高,GH3625合金抗拉强度降低,断后伸长率增加。热处理前后GH3625合金的断裂均视为韧窝断裂和部分沿晶断裂的混合型。     

GH4141高温合金热变形行为及组织演变

通过热压缩实验研究了经均匀化处理后的GH4141合金在变形温度为1000～1200℃和应变速率为0.01-5 s^-1条件下的热变形行为,构建了GH4141合金的热变形本构方程,并分析了热变形过程中微观组织的演变规律。结果表明,GH4141合金的峰值应力和峰值应变均随着变形温度的升高和应变速率的减小而显著降低。当变形温度为1100～1150℃时,由于动态再结晶的发生,动态软化逐渐与加工硬化达到平衡,流变应力基本不变,真应力-真应变曲线趋于平稳状态。基于Zener-Hollomon参数的双曲正弦模型可以很好地描述GH4141合金热变形过程中峰值应力与变形温度和应变速率的关系。GH4141合金热变形过程中的再结晶程度随着变形温度升高、应变速率减小和变形量增加而增加。当变形温度≥1100℃,应变速率为0.01～0.1 s^-1,变形量≥50%时,合金发生完全动态再结晶。     

GH742合金热变形行为与微观组织演化

在MTS热模拟实验机上采用等温压缩实验的方法研究了GH742合金热塑性变形行为,获得了合金在温度为950—1150℃、应变速率为0．001—1s^-1的热加工变形条件范围内的流变应力数据,并对合金变形过程中的组织演变过程进行了分析．结果表明,当合金在1075℃以上的单相区内变形时具有低的流变应力,合金的表观激活能接近晶界扩散激活能,变形行为受再结晶晶界迁移过程的控制,易于获得充分动态再结晶组织．在两相区内,GH742合金具有高的表观激活能,随着变形温度的下降和应变速率的增大,流变应力大幅度升高,同时动态再结晶过程受到抑制．在单相区与两相区交界温度范围内,流变应力出现台阶式突变,同时表观激活能大幅度升高,由于应变诱导析出γ’相抑制了再结晶晶界的迁移,再结晶晶粒直径随变形量的增加而大幅度减小,从而使微观组织得到有效的细化．     

时效处理对GH3625合金管材组织及性能的影响

采用OM、SEM、EDS能谱分析、万能拉伸试验机等手段,研究不同温度的时效处理对退火态GH3625合金管材组织及力学性能的影响。结果表明:随着时效温度的升高,晶界逐渐发生宽化,晶界碳化物的长大较为明显;800℃时效时,随时效时间的延长,晶界处析出的碳化物颗粒越来越密集,但是碳化物颗粒的尺寸并未发生明显变化,同时晶界和孪晶界还析出了少量由晶界向晶内延伸的针状δ相;时效处理后GH3625合金管材的晶粒组织仍为等轴晶粒,而时效过程中晶界析出相(碳化物、针状δ相)将会显著影响晶粒生长速率;800℃时效初期碳化物的形成减弱了固溶强化效应,时效后期δ相的析出起到一定的弥散强化作用,从而使合金的强度先降低后升高。     

GH4169合金的高温变形行为

通过高温拉伸实验对GH4169合金的加工硬化特性进行了研究,采用扫描电镜观察其断口处的组织形貌,分析了δ相对GH4169合金塑性变形的影响。结果表明,GH4169合金加工硬化规律基本遵循Hollomon公式;合金在不同热处理制度(固溶处理、时效2 h、时效5 h、时效32 h)下的应变硬化指数n分别为0.274、0.391、0.423和0.468;δ相的析出提高了合金的抗拉强度和屈服极限,而塑性表现为先上升后下降。     

GH708高温合金热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟机研究了GH708合金在变形温度1000℃～1200℃,应变速率为0.001s-1～1s-1条件下的热变形行为.确定了GH708合金的热变形方程,建立了其热加工图(Processing Map),并通过组织观察对其热加工图进行了解释.GH708合金的热变形激活能Q为493 kJ/mol;不同真应变下的热加工图相似,随着变形温度的升高及应变速率的降低,能量消耗效率η逐渐升高.真应变为0.6时,在变形温度为1150℃左右、应变速率为0.001 s-1时,能量消耗效率达到峰值,约为56%.该结果为GH708合金的热加工工艺优化提供了理论依据.     

形变诱导GH3625合金热挤压管材d相的析出行为

采用XRD、SEM、EDS和Image-Pro Plus金相分析等方法测定了GH3625合金热挤压管材在不同冷变形量e下经过800℃时效后d相的析出含量,研究了冷变形对d相的析出规律及析出动力学的影响。结果表明,d相首先在形变孪晶界、晶界以及变形带上形核并析出,随后在晶内形核长大,并且随冷变形量的增加,d相在变形带上析出量增加;随冷变形量的增加,d相的形貌从针状向棒状或颗粒状转变;随着时效时间的延长,d相的平均尺寸不断增大,长大规律符合LSW理论。当时效温度为800℃时,d相的析出含量与时效时间的关系满足Avrami方程,且随冷变形量的增加,d相的含量增加,时间指数n减小,d相析出速率a增加,冷变形促进d相的析出。Nb的溶质拖曳与d相的钉扎共同作用抑制晶粒长大。e=35%时,合金的硬度随保温时间的延长而增加,e≥50%时硬度未发生明显变化。