电脉冲辅助TA2钛合金管材气胀成形实验研究

目的研究电脉冲周期对管材成形性能的影响。方法对成形温度进行热电耦合数值分析,寻找到合适的电脉冲参数。对TA2钛合金管材进行了电脉冲辅助气胀成形实验,研究电脉冲周期管材胀形率、形状误差系数、微观组织、显微硬度分布的影响,分析电脉冲辅助胀形过程中动态再结晶现象。结果随着电脉冲周期的增大,管材膨胀率增大,形状误差率减小。当电脉冲周期增大到30 s时,膨胀率达到最大值42.7%,形状误差率仅为0.259%;电脉冲作用下,管材温度曲线呈现出明显的锯齿状上升,电能转化的温升与计算结果相近;EBSD观察发现材料在较低的温度(600℃)下发生了动态再结晶现象,组织细化,塑性提高。结论随着电脉冲周期的增大,管材塑性提高,环向变形均匀性得到改善。低频电脉冲的引入使TA2钛合金再结晶温度降低,晶粒发生细化。     

Ti及TiAl合金的电致增塑性

TiAl合金和Ti合金由于缺少滑移系,是典型的难变形材料.本文探索应用高密度脉冲电流改善其成形性.所选择的材料是TiAl合金 (Ti₂AlNb)、TC4合金(Ti-6Al-4V)、TA15合金和TA1-A.研究了脉冲电流处理对变形损伤的影响,研究结果表明,在一定条件下因塑性变形而产生的微裂纹可以被治愈,并形成局部的再结晶组织,预塑性变形试样的塑性可以被完全恢复,极限变形量得到提高.对退火态的板材进行了高密度电流脉冲处理试验分析,试验结果表明,电流脉冲处理显著地改变了板材的力学性能:均匀延伸率提高、屈服应力和屈强比下降.这对改善钛合金板材成形性具有重要的意义.选用冷轧态板材进行了脉冲电流处理实验,研究结果表明,脉冲电流处理可以大幅度地提高冷轧钛合金板材的塑性,同时材料强度不降低,由于晶粒的细化作用,强韧性得到改善.本文的研究结果表明高密度脉冲电流是改善难变形合金成形性的一种有效方法.     

高能电脉冲-超声滚压耦合技术对淬火态GCr15钢表面强化研究

采用高能电脉冲辅助超声滚压技术对高频淬火态GCr15轴承钢进行了表面强化处理,并对表层硬度梯度、表面粗糙度以及摩擦磨损性能进行了表征。与普通超声滚压技术相比,声电耦合处理后样品在提高表面硬度的同时强化层深度提高约100μm,表面粗糙度Ra由1.4μm降低至0.23μm,并且在电脉冲作用下位错运动与越过能垒的能力都得到增强,从而促进表面微裂纹得到愈合,表面质量显著提高,摩擦磨损性能提高约50%。对高频淬火态GCr15轴承钢而言,脉冲电流的电致塑性效应能够促进位错运动,提高材料表面塑性变形能力,从而使超声滚压产生的塑性变形向次表层发展,显著提高强化效果。     

直流脉冲电流对4043铝合金拉伸硬化的影响

低成本消除加工硬化,愈合损伤对轧制材料具有重要意义。本文将4043铝合金在介于其名义屈服强度和强度极限之间的某一应力下进行拉伸,造成拉伸硬化和损伤后,用直流脉冲电流处理。结果表明:随着脉冲处理时间的增加,试件延伸率增加,名义屈服强度和强度极限减小;0.5 s脉冲处理试样的力学性能十分接近未损伤试样的性能;光学显微照片显示同一位置上的损伤得到部分愈合。试样拉伸造成一定损伤后,其电阻值有明显增加;脉冲电流处理后电阻减小,但没有恢复到拉伸前的电阻值。经过不同时间的脉冲处理后,其电阻值十分接近,但是力学性能差异较大,表明电阻值对材料的力学性能不十分敏感,不能完全依赖电阻值判定材料的力学性能。     

直接晶化法制备块状纳米材料的探索 Ⅱ脉冲电流作用下金属熔体结晶晶粒尺寸的理论估算

利用物理替代方法计算出球形核的形状因子k1，推导出均质形核和无晶粒吞并时晶粒尺寸改变与电流密度的关系.计算了Pb、Sn、Cu、Fe、Al和Ni等纯金属用电流变技术直接制备块状纳米材料所需要的临界电流密度值.对Pb—Sn合金的计算表明本文的理论值与国外报导的实验结果基本一致.     

Characterisation of electric current-treated austenite using misorientation angle distributions in martensite

ABSTRACT

The angle misorientation distribution of martensite formed from electric current treated and non-treated austenite samples are studied using electron backscatter diffraction. The electric currents are pulsed with a loading width of 80 μs, at a frequency of 100?Hz and current density of 4.21 A/mm² supplied by a DC Voltage. The majority of angle misorientations are < 5° and exist within the martensite grains, while only a minority of all misorientations are derived from the prior austenite grain boundary and were found to lie in the range 20–50°. Distinct textures develop in both electric current treated and non-treated samples with increased quenching temperature. Analysis of the prior austenite shows reduced grains in the electric current treated samples at all quenching temperatures considered.

This paper is part of a themed issue on Materials in External Fields.     

电脉冲处理对FeMnSiCrNiNbC合金组织及形状记忆效应的影响

为了进一步提高FeMnSiCrNiNbC合金的形状记忆性能以及提高其处理的效率,研究不同电脉冲处理对合金显微组织及形状记忆效应的影响.研究结果表明,Fe17Mn5Si8Cr5Ni0.5NbC合金经10%预拉伸变形后,经300 V、1 Hz电脉冲处理11次的丝材,其形状回复率达到86.5%,比经10%预拉伸变形后800 ℃时效15 min时获得的最大值提高8.1%.经SEM与TEM分析发现,电脉冲处理可在极短的时间内加速诱导大量、细小的NbC颗粒在基体内析出,进而有效地改善合金的形状记忆性能并提高了处理的效率.     

Use of EBSD to study electropulsing induced reverse phase transformations in a Zn-Al alloy (ZA22)

Multi‐phase identification and phase transformations in electropulsing treated Zn–Al based alloy wire specimens were studied using electron back‐scattered diffraction, back‐scattered scanning electron microscopy and X‐ray diffraction techniques. By using electron back‐scattered diffraction, two phases: η′_S and η′_T with a small difference of about 1% in lattice parameters (c₀/a₀) were identified, based on the determined lattice parameters of the phases, and the reverse eutectoid phase transformations: η′_T+?′_T+α′_T→η′_S and ?+α→T′+η were successfully detected. Electron back‐scattered diffraction appeared to be an effective technique for studying complex electropulsing induced phase transformations.