鎢单晶体中位錯蝕斑的研究

本文指出了在钨单晶体{100}面产生金字塔形浸蚀斑,{111}面产生三角锥形浸蚀斑的浸蚀剂和浸蚀条件。通过浸蚀——抛光——再浸蚀的方法及亚晶界的分析,初步建立了位错和浸蚀斑间一一对应的关系。进一步运用这一技术研究了钨单晶中的亚晶界,通过倾侧性亚晶界的交结点的分析,指出钨单晶体中存有二组〈100〉柏格斯矢量的刃位错组成的不对称倾侧亚晶界,二组1/2〈111〉柏格斯矢量的刃位错组成的不对称倾侧亚晶界。文章还提出了分析二组非正交的异柏格斯矢量的刃位错所构成倾侧晶界(且观察面不与位错线正交)的较为一般的极图分析法。     

没有设备也要出成果——金德在、王凤芝同学坚持勤俭办科学的精神

六四金属物理的金德在、王凤芝小组的论文题目是“氯化钠单晶体中位错观察”。在半年的论文工作中,他们对二千五百多个样品进行了三千多次观察,拍摄了三百多张照片。除了验证前人的结论外,也提出了某些新的看法,把“浸蚀——退火——再浸蚀”的方法试用到亚晶界和位错运动过程的观察方面。实践证明。这是一个行之有效的     

掺杂钨带退火过程中的组织与织构演变

对掺杂钨带在1 000～1 500℃等温退火过程中的组织与织构变化进行研究.研究结果表明:未退火钨带为拉长的纤维组织,纤维宽窄不一,纤维内部存在长短不一的条形胞.于1 200℃,1h条件下退火时由于亚晶长大发生纤维宽化与纤维界的锯齿化,但无再结晶晶粒形成.当退火温度升高至1 400℃时,纤维界处出现细小的等轴状再结晶晶粒,这些再结晶晶粒的形成机制是亚晶转动.1 500℃退火后,再结晶晶粒增多,但长大不明显,这主要是由于K泡对亚晶界或位错的钉扎作用,使亚晶转动与亚晶界迁移受到阻碍,延缓了再结晶形核与核心长大.拉拔钨丝织构为[110]丝织构,钨丝轧制为钨带后,[110]丝织构转变为{001}＜110＞和{111｝＜110＞织构,1 500℃退火后,亚晶转动使钨带织构转变为沿α取向线均匀分布的{uvw}＜110＞织构,与拉拔钨丝的[110]丝织构类似.     

FGH98合金的再结晶行为

利用扫描电镜和透射电镜对热挤压态和退火态FGH98合金的相析出规律及组织特征进行了分析,并对其再结晶机制进行了深入研究.结果表明:热挤压态FGH98合金在空冷过程中已经发生了少量的再结晶现象,随着挤压温度的提高,体系内位错密度下降.退火态FGH98合金中再结晶机制主要与体系内未回溶的一次γ’相有关,在一次γ’相聚集区再结晶主要以依靠亚晶的聚合和亚晶的长大,或两者的混合机制进行形核;随着一次γ’相的减少,合金还可以通过应变诱发晶界迁移、多晶粒交汇区形核、孪晶叠加等多种方式形核.需要指出的是,FGH98合金中未回溶的一次γ’相在退火处理过程中也会通过部分的回复和再结晶发生软化效应.     

难熔金属中位错的直接观测

本文扼要地总结我们在1962—1964年间应用浸蚀法观测钼、钨单晶体中位错的工作,内容包括对於浸蚀图象的解释及它和位错对应关系的验证;以及应用这种技术在亚晶界位错结构与其三维面貌,表面集中应力所引起的位错花结,夹杂物引起的位错丛与稜柱圈组等方面的研究结果。     

大变形量Al-Zn-Mg-Cu合金的热轧板再结晶行为

采用光学显微镜、维氏硬度计和透射电子显微镜研究Al-Zn-Mg-Cu合金大变形热轧板退火过程中的组织演变和力学性能变化,探讨再结晶形核和长大机制,并通过分析位错和储存能变化规律研究动态回复对再结晶的影响。研究结果表明:Al-Zn-Mg-Cu合金在390℃热轧变形时,其主要软化机理为动态回复;当变形至90%时,其组织由直径为0.3～0.6μm的位错胞和亚晶组成,这种回复时发生的多边形化促进了随后退火过程中静态再结晶的进行。根据硬度曲线和组织分析确定总变形量为90%的Al-Zn-Mg-Cu热轧板再结晶起始温度为400℃,完全再结晶温度为420℃;超过450℃时再结晶晶粒明显长大,再结晶形核机制以亚晶合并形核为主。     

铝箔微观组织对其力学性能的影响

采用拉伸实验和透射电子显微镜分析了铝箔微观组织对厚度为6～7 μm的铝箔力学性能的影响. 实验结果表明: 铝箔中化合物的形貌及析出位置较退火工艺对铝箔抗拉强度的影响更大, 处于晶界的块状化合物破坏了晶界的整体联系, 增加了铝箔微观组织的不均匀性;提高铝箔强度时应尽量避免化合物在晶界处析出. 亚晶的尺寸与位错密度紧密相关, 亚晶尺寸小, 单位体积内亚晶界增加, 位错密度也随之增加. 铝箔具有较小的亚晶尺寸, 因而具有较高的抗拉强度.     

3004铝合金再结晶织构及其显微组织

应用取向分布函数(ODF)和透射电镜(TEM)研究了3004铝合金再结晶织构及其显微组织·结果表明:在退火样品中存在较强的再结晶U({001}〈100〉)立方织构,且该织构随退火温度的升高而增强,在350℃和450℃时强度级别分别达8级和12级,再结晶R/S({124}〈211〉)织构、S({123}〈634〉)和C({112}〈111〉)织构组分强度较低·TEM形貌像表明:经250℃,120min退火后,样品中回复过程已基本完成;在300℃以上退火时,随着退火温度的升高,再结晶晶粒不断长大,第二相粒子继续析出,弥散地分布于晶粒内的亚晶界上,并被位错所包围,在再结晶过程中起到了促进形核的作用·     

条状晶位错运动的晶体相场模拟

【目的】研究条状晶内不同矢量位错相互作用的情况,以揭示其运动和能量变化规律。【方法】采用晶体相场(PFC)模型,模拟4块取向差较小的条状晶所形成的4条亚晶界在应力作用下的湮没机制,并从位错运动和能量变化角度分析该机制。4条亚晶界中,2条是对称倾侧亚晶界,2条为非对称倾侧亚晶界结构。【结果】取向差较小的条状晶所形成的晶界为亚晶界,亚晶界上双位错组的数量由相邻两晶粒的取向差的大小决定;而在应力作用下,亚晶界的湮没过程主要有3个阶段:位错攀移及体系能量升高的第1阶段,位错分离及体系能量下降的第2阶段,位错相互作用及体系能量波动升高的第3阶段;由于存在非对称倾侧亚晶界,整个湮没过程比对称倾侧亚晶界的湮没过程较复杂一些。【结论】位错的相互作用存在4种情况:两位错相向运动,当位错矢量方向完全相反且在同一直线上时,相遇后发生湮没;位错相向运动,但运动方向不在一条直线上且距离较近,则可以相互吸引,最后依然可以湮没;如果运动方向不在一条直线上且距离较远,则无法相互吸引,它们只会朝着各自的运动方向继续运动;如果运动方向在一条直线上,但是位错方向不完全相同,它们相遇后不会湮没,而是组合形成一个复合位错。     

初始原子排列对亚晶界湮没影响的晶体相场模拟

【目的】研究初始原子对亚晶界湮没机制的影响。【方法】采用晶体相场模型模拟亚晶界结构在应力作用下的湮没过程,并从位错运动和能量变化角度对湮没过程进行分析,同时讨论初始原子在两晶粒交界处的对齐程度对其后亚晶界湮没的影响。【结果】研究表明,初始晶界原子排列错位1/4晶格常数时,首先位错在晶界处攀移,然后位错同时分离成两个,一个分离出的位错停留于原位,另一个则进入亚晶内部进行攀移和滑移直至相遇湮没,之后原来停留于原位的位错在攀移一段时间后也进入亚晶内部进行攀移和滑移,最终相遇湮没,形成单晶。而初始晶界原子排列错位1/2晶格常数时,湮没过程与初始晶界原子排列错位1/4晶格常数时的情况存在很大的差异。【结论】亚晶界湮没过程中,位错直接进入亚晶内部进行攀移和滑移,位错间发生复杂的相互作用,最终位错全部湮没,形成单晶。同时体系能量将随应力的增加而波动下降,形成4个明显的峰谷。     

金属间化合物大晶粒超塑性

在所研究的Fe3Al，Fe3Si，FeAl，Ni3Al，NiAl和TiAl等金属间化合物中均发现大晶粒超塑性．金相分析表明，超塑性变形过程中晶粒明显细化；透射电子显微学(TEM)和位向成像显微学(OIM)分析表明，超塑性变形过程中大量亚晶形成亚晶网络，且随变形量增大，网络内小角度及大角度亚晶界密度不断增高，即发生连续动态回复与再结晶．高温塑性变形是通过位错的滑移和攀移进行的，而亚晶界的迁移、滑动和转动起到协调变形的作用，保持了材料在宏观上的超塑性．     

小角对称晶界及亚晶界湮没过程的晶体相场模拟

【目的】研究六角相的位错相互作用的情况,以揭示其运动及能量变化规律。【方法】采用晶体相场(Phase-Field Crystal,PFC)模型,模拟小角对称双晶所形成的晶界及亚晶界在应力作用下的湮没机制,并从位错运动及能量变化角度分析该机制。【结果】亚晶界运动分为3个阶段:第一阶段是体系能量增加,反映了位错的攀移和滑移过程,以及生成的亚晶界迁移;第二阶段是体系自由能量降低的阶段,反映了亚晶界位错相互之间靠近吸引,发生湮没的过程;第三阶段是重复前两个阶段,最后位错全部湮没消失,形成完整单晶。【结论】PFC模型能较好地用于研究六角相双晶在施加应力作用下由位错形成的晶界(包括亚晶界)的运动。     

钨丝的回复和再结晶形核机制研究(英文)

采用扫描电镜、透射电镜系统地研究了在1000～2400K温度范围内退火的dia.0.43mm的纯钨和掺杂钨丝的显微组织变化。研究结果表明,这两种钨丝在退火过程中所出现的纤维宽化现象主要是由于平面亚纤维边界离解、亚纤维聚合所至。这种纤维宽化并非为一次再结晶或原位再结晶,而是加工态钨丝回复过程中的一个特殊阶段。纯钨和掺杂钨丝主要都是通过宽化纤维中的粗大亚晶空间胞壁离解、粗大亚晶的二次聚合而形核。但是由于钾泡对于位错和晶界运动的钉扎作用,掺杂钨丝的纤维宽化和形核过程严重受阻,其回复和再结晶过程缓慢、同步发生并延缓到2000K高温。     

塑性加工提高白口铸铁强韧性的电子显微分析

本文介绍利用透射电镜观察塑性加工后,白口铸铁形变、呈复和再结晶过程的组织及亚结构的变化。经研究发现:塑性加工的白口铸铁中共晶碳化物位错滑移、交割并形成位错网络,出现共晶碳化物亚晶块,继而“破碎”并钝化。而基体的位错增殖且晶粒细化,有分布较均匀的粒状碳化物。故此,白口铸铁强韧性有较大提高。     

Ta-7.5％W在退火过程中的组织和织构演变

通过金相组织观察、透射电子显微镜(TEM)及显微硬度测试,研究冷轧变形量为95％的Ta-7.5％W合金箔材在1 050,1 200和1 360℃退火时的组织和性能变化,并采用取向密度函数(ODF)分析在此过程中其织构演变规律.对其实验结果进行研究发现:冷轧态Ta-7.5％W合金硬度为HV 300,经1 360℃退火后硬度迅速减小,说明此时合金已发生回复再结晶.轧制后的Ta-7.5％W合金箔材具有各向异性,在轧面∥{111}取向上形成位错胞亚结构,在轧面∥{100}取向上形成了形变带,冷轧态的主要织构为{001}〈110〉,{112} 〈110〉和{110}〈110〉织构;在1 200℃退火时,在轧面∥{111}取向上,再结晶通过亚晶界迁移、亚晶长大形核,而在轧面∥{100}取向上,主要是通过亚晶转动、聚合形核;{001}〈110〉织构增强,{112}〈110〉织构减弱;在1 360℃退火时,{001}〈110〉织构急剧减弱,{111}〈112〉织构增强.     

退火温度对20MnSi钢ECAP变形组织的影响

采用C方式等径弯曲通道变形(ECAP)法制备了平均晶粒尺寸～0.20 μm的亚微晶20MnSi钢,研究了退火温度对ECAP变形组织的影响.结果表明,随退火温度升高,ECAP变形获得的亚微晶铁素体变形组织在原位逐渐演变为再结晶组织,300～500℃退火1 h后,亚微晶铁素体组织稳定,晶粒无明显长大.退火温度高于500℃后,铁素体晶粒开始明显长大,650℃退火后的铁素体平均晶粒尺寸～8μm.经ECAP变形的珠光体组织在较低温度退火时,渗碳体具有较强的球化能力.     

钪对铝锂合金再结晶温度的影响

通过硬度测量和微观金相观察,研究了钪对铝锂合金再结晶过程的影响.结果表明,向铝锂合金加入微量的钪,可以在合金中形成尺寸细小、密集度高而且弥散分布的Al3Sc和Al3(Scx,Zr1-x)相粒子,能有效阻碍位错的移动和亚晶界的迁移与合并,稳定亚晶结构,对晶界有很强的钉扎作用,从而抑制了再结晶晶粒的形核与长大,提高了铝锂合金的再结晶温度.     

400℃退火对ECAP形变Q235钢的强度和位错强化的影响

将经过淬火预处理和等通道转角挤压加工(ECAP)的Q235钢进行400℃退火.采用拉伸试验、X射线衍射(XRD)分析及描述强度-位错密度关系的Taylor公式,研究400℃退火对ECAP形变低碳钢的强度和位错强化的影响.拉伸试验表明:400℃退火使ECAP形变Q235钢强度降低,屈服强度从825 MPa下降到725 MPa,加工硬化能力和塑性显著提高.基于XRD分析和Taylor公式的定量计算说明,400℃退火对ECAP形变Q235钢的位错强化影响很小,实际强度的降低不是来自于位错强化的降低,而是来自于其他强化机制(晶界、亚晶界等)的降低.     

700 MPa冷轧低合金超高强钢的典型连续退火工艺

为了开发新一代冷轧低合金超高强钢,利用连续退火实验机对Ti-0.12%、Nb-0.076%的冷轧低合金超高强钢进行连续退火实验,设计了760~830℃四种不同退火温度,研究了退火温度对实验钢的相组成、晶粒尺寸和力学性能的影响.在800℃退火、400℃过时效的条件下,可得到铁素体和少量贝氏体的组织,铁素体晶粒尺寸约为1.4μm,屈服强度可达700 MPa.同时利用扫描电镜和透射电镜观察到钢中存在大量纳米尺寸的亚晶结构、少量位错以及纳米级的Ti、Nb的析出物,这些微结构单元对强度有较大的提升作用.     

工业纯铁中氢扩散及捕获行为研究——Ⅱ.冷变形和退火α-Fe中的氢捕获

用电化学氢渗透技术测量了20—80℃氢在冷变形和退火工业纯铁中的表观扩散系数,用正电子多普勒增宽技术测量了其线形参数.根据Oriani低占据分数(θ_x<<1)模型分析扩散数据得出位错应力场,晶界及亚晶界对氢的捕获能(△Ex)分别是24300±2200J/mol和14400—18100J/mol.冷变形后的α-Fe在低温退火后(变形38%—50%低于450℃,变形13%—25%低于250℃),其主要氢捕获阱是位错,高于上述温度退火后,晶界和亚晶界成为氢的主要捕获阱.