钛合金双态组织高温拉伸行为的晶体塑性有限元研究

创建一个包含多变体结构特征的双态组织几何模型,提出一种变形协调性的评估方法,采用以率相关滑移为主的晶体塑性有限元本构关系,研究了具有不同组织特征的Ti-6Al-4V合金双态组织的高温拉伸行为。结果表明：在多晶变形过程中,α_p相承载了更多的应变;在变形后的样品中,出现了大致对称分布于拉伸方向两侧的高应变交叉条带;存在于α_p与β_T之间的包围结构特征,可加剧局域应变分配的差异;随着α_p相体积分数的升高应变量降低,整体应变协调性先较快降低而后平稳;随着α_s片层厚度的增加高应变条带特征弱化,整体应变协调系数升高;含双变体α_s片层团簇结构的β_T组织,其应变协调性低于含单变体和三变体的组织。     

Rolling texture and its effect on tensile property of a near-α titanium alloy Ti60 plate

Rolling texture and its effect on tensile properties of Ti60 alloy plates were investigated in the present study. The plates wereβ-rolled at 1070℃ and(α+β)-rolled at 980℃, using uni-directionally rolling(UDR) and cross-directionally rolling(CDR) processes, respectively.β-rolled plates exhibited weak textures, which were attributed to the dispersive orientations of secondary α during the β→α phase transformation. Strong deformation textures formed in(α+β)-rolled plates as a result of slipping mechanisms: the strong T-type texture in UDR plate was related to {10 1 0}[11 2 0] slipping, while the B-type texture in CDR plate was relevant with {0001}[11 2 0] slip. Strong T-type textures led to anisotropic tensile properties. B-type textures would decrease such an anisotropy. The(α+β)-CDR process was found to be a candidate process for reducing anisotropy of Ti60 alloy plates.     

Zn含量对Al-Zn-Mg-Cu合金挤压棒材耐剥落腐蚀性能的影响

通过剥落腐蚀浸泡实验和极化曲线测试,研究了Zn含量对Al-Zn-Mg-Cu合金挤压棒材耐剥落腐蚀性能的影响,结合金相显微镜、扫描电镜、扫描透射电镜等微观组织表征方法对影响机理进行了分析和讨论。结果表明:Zn含量(质量分数)由7.93%增至9.85%时,棒材剥落腐蚀抗力下降,剥落腐蚀等级由EA变成EC,最大腐蚀深度由334 μm增至579 μm。Zn含量增加,合金中粗大第二相数量增加,时效后晶界η相尺寸和间距变小、Zn和Mg含量增加,是耐剥落腐蚀性能下降的主要原因。     

微量Sc对Al-Zn-Mg合金焊接接头组织和性能的影响

使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了Al-Zn-Mg合金和含微量钪的Al-Zn-Mg合金钨极氩弧焊接头的微观组织,并对其力学性能和耐应力腐蚀性能进行了对比。结果表明：在传统Al-Zn-Mg合金板材熔合线附近的热影响区出现再结晶和晶粒异常长大,而含钪Al-Zn-Mg合金基体中热稳定性优良的纳米Al₃(Sc, Zr, Ti)相在焊接过程中能阻碍晶界迁移,抑制再结晶晶粒的形核和长大,进而细化熔合线附近的组织。同时,含微量钪的Al-Zn-Mg合金焊接接头的强度明显比传统合金的高,其强化效果主要来源于熔合线附近区域的细晶强化和二次Al₃(Sc, Zr, Ti)相的弥散强化。     

深冷处理对低碳高合金马氏体轴承钢力学性能及组织的影响

利用洛氏硬度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等研究了低碳高合金马氏体轴承钢深冷处理后的硬度变化及组织演化。结果表明:深冷处理促使部分残留奥氏体转变为马氏体,导致深冷处理后实验钢的硬度较淬火态硬度有所升高。经深冷处理后实验钢在0~100 h回火过程中的硬度均比未深冷处理实验钢的硬度高。深冷处理促使钢中碳原子偏聚并在回火过程中以碳化物的形式析出,与未经深冷处理的实验钢相比,经深冷处理的实验钢回火后马氏体基体中的含碳量更低,表明实验钢经深冷处理后在回火过程中析出更多的碳化物。透射电镜分析表明,实验钢在回火过程中析出的大量弥散分布的纳米级M2C和M6C型碳化物是实验钢长时间回火后保持高硬度的主要原因。     

TC11钛合金中α'相和α'相的组织演变和显微硬度

研究了TC11钛合金中α"相和α'相的显微组织转变和显微硬度。金相显微组织观察和X射线衍射分析的结果表明： 随着固溶温度的提高α"相逐渐向α'相的晶体结构转变,α相、α"相和α'相的显微组织演变规律为：α+α",α+α"+α',α+α',α'。显微硬度测试的结果表明：在935~995℃固溶后显微硬度随着温度的提高先增大后减少,在985℃固溶后显微硬度达到峰值。综合分析显微组织影响合金显微硬度的机理：在935~985℃固溶后α'片层的厚度和间距变化的幅度小,β转变组织长大缓慢,在β转变组织中先后析出α"和α'相,随着固溶温度的提高α'片层的含量随之提高产生了相变强度效果,使其显微硬度提高;在985~995℃固溶后α'片层的厚度和间距明显增大,β转变组织变粗大,α"相消失,α'相的含量降低,相变强化的效果减弱,使β转变组织的显微硬度降低。     

微观组织演变对细晶Mg-Y-Nd合金超塑性性能的影响

在初始应变速率为2×10^-2~4×10^-4 s^-1,温度为683~758 K的条件下,对用水下搅拌摩擦加工制备的细晶Mg-Y-Nd合金进行高温拉伸实验,研究了微观组织演变对其超塑性性能的影响。结果表明:因为具有细小均匀的微观组织和良好的热稳定性,Mg-Y-Nd合金在733 K和3×10^-3 s^-1初始应变速率下表现出最大的伸长率(967%),在758 K和2×10^-2 s^-1条件下表现出最优的高应变速率超塑性(900%)。在高温下暴露时间过长导致α-Mg晶粒和第二相颗粒显著长大,使试样的伸长率明显降低;因为第二相颗粒与镁基体之间有良好的变形协调性,在相界处不会产生明显的应力集中,裂纹主要在晶界生成。     

微量Mg元素添加对Cu-Cr合金析出行为及性能的影响

通过熔炼铸造工艺制备了Cu-Cr和Cu-Cr-Mg合金,评价了Mg元素对Cu-Cr合金硬度、导电和抗软化性能的影响,研究了Mg元素对Cu-Cr合金析出相的细化作用,探讨了Mg元素的迁移行为。结果表明,相比于Cu-Cr二元合金,时效态Cu-Cr-Mg合金具有更高的硬度和软化温度,且保持较高的导电性能。两种合金的主要时效强化相均为纳米Cr析出相,Mg元素的加入抑制了纳米沉淀相的长大和结构转变,峰时效态Cu-Cr-Mg合金的析出相与基体可能仍保持共格界面关系,过时效态合金中出现与Heulser相结构相同的析出相,且峰时效态Cu-Cr-Mg合金经过高温保温处理后,其强化相的尺寸明显小于Cu-Cr合金析出相。EDS的结果表明,在时效初期Mg和Cr共存于析出相内部,而在时效后期析出相内部只有Cr元素存在,Mg元素发生迁移,同时理论估算结果显示,Mg元素可明显降低Cu(fcc)/Cr(bcc)之间的界面能,导致其偏聚于基体/析出相界面处,这可能是Mg元素能够细化析出相和提高合金性能的主要原因。     

Improved Tribocorrosion Properties of Ti6Al4V Alloy by Anodic Plasma Electrolytic Oxidation

Ti6Al4V alloy has good corrosion resistance due to the formation of the passive oxide films on the surface of Ti6Al4V alloy. However, Ti6Al4V alloy has poor tribocorrosion resistance in the seawater environment. Herein the present work, plasma electrolytic oxidation (PEO) with the electrolyte of glycerol and sodium borate is used to generate PEO coatings on the surface of Ti6Al4V alloy to improve its tribocorrosion properties. The microstructure and tribocorrosion properties of PEO coatings are investigated by using scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and tribometer, respectively. The growth kinetics and the tribocorrosion mechanisms of PEO coatings are discussed in detail. It is shown in the results that PEO coatings deposited on the surface of Ti6Al4V alloy are composed of rutile and anatase phases. The surface hardness and thickness of PEO coatings are enhanced with the increase of the voltage and time. The wear rate of Ti6Al4V alloy with PEO coatings is significantly reduced in artificial seawater.