柱状晶Cu_(70.8)Al_(18.6)Mn_(10.6)形状记忆合金在热压缩中的动态再结晶行为EI北大核心CSCD

为了研究高性能柱状晶Cu-Al-Mn形状记忆合金的高温大变形加工能力,采用Gleeble 3500热模拟试验机,在变形温度700~850℃和应变速率0.01~10 s^(-1)条件下,对柱状晶Cu_(70.8)Al_(18.6)Mn_(10.6)形状记忆合金进行热压缩变形,分析合金的动态再结晶行为。结果表明:随着变形温度升高和应变速率的增大,合金逐渐在晶界处以晶界弓弯的形核开始机制发生动态再结晶,且动态再结晶晶粒个数和尺寸不断增加。根据Zener-Hollomon参数分析可得,合金的热变形激活能为Q=113.55KJ/mol。当应变速率因子ln Z<8时,合金发生动态再结晶;当8≤ln Z≤16.34时,合金可能发生或不发生动态再结晶;当ln Z>16.34时,合金不发生动态再结晶。结合合金的热加工图得到其热加工最佳工艺参数:变形温度和应变速率区间分别为725~825℃和0.08~1 s^(-1)。对比分析高温轧制前后合金组织和性能发现,合金在820℃轧制变形75%后不发生动态再结晶,且轧后合金在室温下仍具有8%左右的超弹性应变,同时马氏体相变开始应力和峰值应力均提高2倍多。因此,合金在稍低于动态再结晶温度下进行大变形加工后,不仅可以提高合金的强度,而且还可以较好地保留铸态合金的优异记忆性能。     

电脉冲处理对TC11钛合金力学性能及组织的影响

通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机、高频疲劳试验机、电阻率测试仪以及红外热像仪研究了电脉冲处理后TC11钛合金显微组织及力学性能的变化。结果表明,由于电脉冲瞬间引入的热能导致TC11钛合金显微组织发生局部再结晶,产生细小的再结晶晶粒。TC11钛合金在经电脉冲处理后疲劳裂纹源向内移动181μm,电阻率下降了0.366 mΩ·mm,电脉冲引起的材料内部局部温差场作用于微观缺陷,使缺陷与基体间产生压应力,促使微裂纹愈合,杂质与基体间啮合程度更高,减少TC11钛合金在受力作用时内部微裂纹的萌发概率,并且使材料内部应力集中部位发生应力松弛,显微组织转向更加均匀稳定的状态,力学性能也随之得到改善。电脉冲处理后,TC11钛合金的塑性和疲劳性能都得到提高,并且抗拉强度保持不变。     

TC11钛合金经电脉冲处理后疲劳性能的变化研究

分析了TC11钛合金材料在脉冲电流处理前后疲劳性能的变化及其机制。采用升降法和成组实验法测试TC11钛合金材料经脉冲电流处理前后两种状态下的疲劳性能,并分别拟合疲劳S-N曲线。用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分别进行金相分析和断口分析,用电阻率测试仪和显微硬度计分别测量脉冲电流处理前后TC11钛合金材料电阻率和α相的显微硬度值。结果表明,经脉冲电流处理的TC11钛合金试样的S-N曲线相对于未处理的试样的S-N曲线整体上移,处理后试样的疲劳强度极限提高了19.3 MPa。脉冲电流处理后试样的电阻率减小了0.433 mΩ·mm,试样中α相的显微硬度提高了HV 14.9,试样内部产生的局部温度差会引起合金局部产生细小再结晶晶粒。脉冲电流提高TC11钛合金的疲劳寿命是通过脉冲电流作用于材料内部的显微缺陷,使应力集中区域发生局部应力松弛,进而使材料的微观组织更加均匀和稳定来实现的。