高锰TWIP钢拉伸时织构演变和孪生弱化织构的作用

研究室温下锰的质量分数分别为26％和30％的两种晶粒较粗大的TWIP钢拉断过程中织构的演变规律及孪生弱化〈111〉织构的作用.结果表明,TWIP钢拉伸时形成较强的〈111〉织构,也形成由〈111〉取向晶粒的不同孪晶产生的接近〈100〉的弱织构,从而孪生弱化了〈111〉拉伸织构.粗的奥氏体晶粒促进孪生,从而加速〈111〉织构的弱化.拉伸过程中〈111〉取向的晶粒有利于形变孪生,〈100〉取向的晶粒不利于孪生.锰含量较低的26Mn钢出现少量的形变诱发ε-M,由于ε-M主要从〈111〉取向的形变孪晶内形成,因此也出现择优取向,形成倾转的基面织构,弱化了〈111〉织构.     

异步轧制对IF钢冷轧及再结晶织构的影响

研究了异步轧制对IF钢的冷轧及再结晶织构的影响,并且将模拟的剪切应变随辊速比的变化规律应用到以Taylor模型为基础的织构模拟中,分析了剪切应变εxz值对形变织构的影响.结果表明:随着异步轧制速比的增加,冷轧的α纤维织构组分逐渐减少,γ纤维织构组分稍有增加.异步轧制时,附加的切应变是造成这种变化的主要原因;{111}〈uvw〉再结晶晶核的形成与{001}〈110〉织构组分无关.异步轧再结晶{111}〈112〉织构组分体积分数明显多于同步轧,这是由于在冷变形状态下,{111}〈112〉织构组分就明显高于同步轧制条件.     

30Mn20Al3无磁钢加工硬化行为和组织变化

研究了30Mn20Al3无磁钢冷轧板经1 000和800℃固溶处理10 min后的拉伸变形加工硬化行为和组织结构变化.结果表明:该钢的加工硬化速率在不同变形阶段随真应变的变化呈现不同的规律,加工硬化指数随真应变增加而增加.OM和TEM观察显示,变形量小时,滑移为主要变形机制;变形量增大,变形机制以形变孪晶与位错及形变孪晶之间的交互作用为主;1 000℃固溶处理的晶粒尺寸较800℃大,变形过程中产生的形变孪晶较多,且随着变形量增加,形变孪晶可持续形成,增大了TWIP效应;晶粒尺寸减小使变形过程中的形变孪晶产生的临界应力增大,抑制形变孪晶的产生,从而减小了TWIP效应.     

冷轧高纯铝板再结晶织构的演变特征

利用X射线定量织构分析术,对90%冷轧变形高纯铝板的冷轧态织构和400℃等温退火织构进行了测定和分析·结果表明,主要冷轧织构组分{114}〈221〉在向再结晶立方织构组分{001}〈100〉的转变过程中,出现一中间过渡织构组分-{001}〈110〉反高斯织构组分·主要冷轧织构组分{114}〈221〉与反高斯织构组分{001}〈110〉之间、次要冷轧织构组分{013}〈031〉与立方织构组分{001}〈100〉之间分别存在195°〈110〉和184°〈100〉的位向...     

3104铝合金板材织构和制耳行为研究

采用金相显微镜 ,X -射线衍射技术和深冲试验等手段 ,研究了主要生产工艺因素对 310 4铝合金板材织构和制耳行为的影响。结果表明 ,采用适当高的温度大压下率热轧以及在中间退火前小压下率冷轧都可以增加其立方织构 { 10 0 }〈0 0 1〉组分 ,使成品板材中同时具有较强的立方织构 { 10 0 }〈0 0 1〉和变形织构 { 110 }〈112〉 ,深冲时出现 0°/ 90°和 4 5°方向共存的 8个小制耳 ,降低制耳率 ,减小各向异性。     

不同应变速率热变形双相不锈钢的取向特征

在MMS-200热模拟实验机上,对S32750超级双相不锈钢在1 000℃,应变速率为0.01～10 s-1的条件下进行了高温压缩实验,利用电子背散射衍射(EBSD)技术对其晶体取向和晶界特征进行了分析.研究结果表明:在低应变速率时,铁素体晶粒出现〈111〉∥压缩轴织构;在高应变速率时,〈001〉织构又明显增加.铁素体晶粒随着应变速率的增加变得细小,而小角度晶界数量增加;在应变速率为10 s-1时,形变后奥氏体晶粒得到了〈110〉织构.应变速率的增加使奥氏体晶粒变大,小角度晶界数量增加.奥氏体相在小应变速率条件下变形可以获得更多的Σ3孪晶界.     

IF钢生产过程中的织构演变

对IF钢生产过程中热轧、冷轧及退火试样的织构演变进行研究.分别借助EBSD和XRD测定和计算了热轧、退火及冷轧试样的取向分布函数及相关织构组分的体积分数.结果发现,热轧板在变形过程中发生了动态再结晶,晶粒为细小的等轴晶,为后续组织发展提供了基础;热轧后试样中的织构很弱,不会影响冷轧织构组分及含量.冷轧过程是织构形成的主要过程,试样中含有4种主要的织构组分:{001}〈110〉、{111｝〈110〉、{111}〈112〉和{112}〈110〉.退火过程中发生再结晶,4种冷轧织构组分在退火过程中均分别转变为{111｝面织构.     

Fe-28Mn-3Si-3Al TWIP钢变形的微观组织特征

采用扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射技术对TWIP钢拉伸变形后的组织进行了观察和分析. 研究结果表明,热处理后的TWIP钢中存在60%的退火孪晶,变形后孪晶量减少为32%. 在拉伸过程中,具有退火孪晶的晶粒内部首先发生变形,产生的变形孪晶遗传了退火孪晶的取向. 变形过程中孪晶和位错相互作用、孪晶和孪晶相互作用以及孪晶取向改变引发滑移的综合结果使TWIP钢同时获得高塑性和高强度,因此变形过程中孪生变形是TWIP钢的主要变形机制.     

单晶铜纳米线弯曲、扭转的变形机制的分子动力学研究

本文利用分子动力学方法研究了〈001〉/{100}和〈110〉/{111}两种单晶铜纳米线在弯曲、扭转载荷作用下的变形机制和力学行为.在〈001〉/{100}铜纳米线的弯曲过程中,当弯曲角度很大时,我们观察到了一些五重变形孪晶.分析表明,配位数为12的其它原子类型与hcp原子类型间的相互转化是导致出现这种五重变形孪晶的重要因素.这个结果与文献（Appl Phys Lett,2006,89：041919）所报道的纳米晶铜在拉伸状态下所观察到的五重变形孪晶的形成过程截然不同;然而该孪生变形机制并未在相应的？110？/{111}单晶铜纳米线的弯曲加载过程中被发现.此外,通过对〈001〉/{100}和？110？/{111}单晶铜纳米线进行扭转模拟,我们发现,这两种纳米线的扭转塑性变形分别是以从表面边角和侧表面发射全位错为主的变形机制.     

超高速碰撞下体心立方纯铁的变形孪晶

采用非火药驱动二级轻气炮技术将2017Al合金弹丸以3km/s速度撞击纯铁靶板,通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了纯铁材料的微观组织演化.根据微观组织的不同特征可将纯铁靶板分为细晶区、高密度孪晶区和低密度孪晶区.在低密度孪晶区的主要变形方式为{112}面的孪晶,而高密度孪晶区主要变形方式为{112}面的孪晶和{110}、{112}及{123}面的位错之间的交互作用.超高速碰撞下孪晶形成机制与普通变形条件下没有区别,但是孪晶形貌区别较大,高密度位错聚集在孪晶界附近造成孪晶界面模糊;螺位错在孪晶界上分解导致沿着孪晶界发生弯曲和凹痕甚至孪晶的断裂.     

Influence of slip system combination models on crystal plasticity finite element simulation of NiTi shape memory alloy undergoing uniaxial compression

The influence of various slip system combination models on crystal plasticity finite element simulation of Ni Ti shape memory alloy subjected to uniaxial compression deformation is investigated according to three combinations of slip systems, including combination of {010}100and {110}111slip modes, combination of {110}100and {110}111slip modes and combination of {110}100, {010}100and {110}111slip modes, which consist of 18, 18 and 24 slip systems, respectively. By means of simulating mechanical response,strain distribution, stress distribution and Schmid factor, it can be found that in terms of simulation accuracy,combination of {110}100and {110}111slip modes is in good agreement with combination of {110}100,{010}100and {110}111slip modes. The contribution of {110}100slip mode to plastic strain is primary in plastic deformation of Ni Ti shape memory alloy, whereas {010}100slip mode, which makes small contribution to plastic deformation, can be regarded as the unfavorable slip mode. In the case of large plastic strain, the {010}100slip mode contributes to the formation of(001) [010] texture component, while {110}100and {110}111slip modes facilitate the formation of γ-fibre(111) texture.     

定向凝固Fe—6.5%Si合金室温三点弯曲过程中的滑移

分析了定向凝固Fe-6.5％Si合金室温三点弯曲试样中的滑移带,采用EBSD方法测定了晶界位向差和晶粒取向.结果表明,在横向试样近下表面两个位向差为29.3°的晶粒中,滑移带在{001}面上分别与〈010〉方向成25°和60.7°.经分析,这两组滑移带都不属于{110}〈111〉滑移系,而可能属于{112}〈111〉或{123}〈111〉滑移系.     

薄带连铸取向硅钢的热轧孪生行为

薄带连铸流程下取向硅钢粗大λ晶粒(〈100〉//ND,normal direction)的“遗传”会导致磁性能恶化.为解决这一问题,针对取向硅钢的热轧孪生行为开展研究,结果表明:凝固组织粗大的取向硅钢在650℃热轧时可产生大量112〈111〉形变孪晶,这与具有高层错能的硅钢在较高温度下难以孪生变形的传统认知不同.热轧过程中复杂的应力状态降低了变形孪晶的取向依赖性,由于具有更高的储存能,孪晶界/孪晶界及孪晶界/晶界交叉点成为再结晶形核的优先位置,大大提高了常化过程中的再结晶率,受沿孪晶界应变分布及孪晶间距离的限制,沿孪晶界形核的再结晶晶粒通常呈“饼状”,最终形成以细小且取向漫散的再结晶晶粒为主的常化组织,消除了初始凝固组织中有害的粗大λ晶粒.     

离心浇铸挤压复合钢管界面组织与性能

采用离心浇铸挤压工艺制备了20Cr/1Cr18Ni9Ti复合钢管. 通过扫描电镜研究了试制复合钢管界面区域的显微组织,利用拉伸实验和热疲劳实验测试了其力学性能. 结果表明,采用离心浇铸挤压工艺生产的复合钢管实现了界面完全冶金结合,界面结合强度大大提高,界面处存在的过渡区增强了复合管的加工、使用性能. 采用此新工艺生产的复合钢管具有较好的组织和性能,并且工序简短,生产成本低.     

含裂纹bcc铁拉伸与疲劳的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法研究了含(0 1-1)[011]型中心裂纹的金属α-Fe在拉伸载荷和疲劳载荷作用下裂纹扩展的微观机制.研究结果表明:在拉伸载荷作用下,材料因应力集中导致了由bcc到hcp的相变,裂纹呈现严重钝化扩展现象,整个过程还伴随着层错、孪晶等现象的发生; 在循环载荷作用下时,位错沿滑移面(-2 1 -1)和(2 -1 1)快速发射,从而使得裂尖处应力得以快速释放,疲劳裂纹扩展相当缓慢,裂纹出现止裂现象,整个疲劳加载过程未发现孪晶、相变等现象.     

预压缩对挤压态镁合金屈服行为的影响

利用WDW3100电子万能试验机沿挤压态AZ31镁合金试样的挤压方向进行预压缩,研究了在不同施载模式下试样的屈服行为.结果表明:一方面,沿挤压方向的预压缩显著地降低了其拉伸屈服强度,使得其拉伸屈服强度与无预应变的压缩屈服强度几乎相等.造成这一现象的原因是经预压缩后的试样再拉伸时发生了退孪生.另一方面,沿挤压方向的预压缩显著地提高了垂直于挤压方向的压缩屈服强度.在不同施载模式下,分析{10-12}孪生施密特因子表明,孪生体系的最大施密特因子的大小对镁合金屈服强度有重要影响.对于{10-12}孪生主导的塑性变形,如果存在大量相同最大施密特因子的晶粒,则其具有相等的屈服强度,反之则不同.     

Phase formation,texture evolutions,and mechanical behaviors of Al0.5CoCr0.8FeNi2.5V0.2 high-entropy alloys upon cold rolling

The cold rolling (CR) reduction dependence of microstructure evolutions and mechanical properties for Al_0.5CoCr_0.8FeNi_2.5V_0.2 high-entropy alloy (HEA) were investigated. The HEA remains FCC structures consisting of nanoscale ordered L1₂ phase, confirming the phase formation prediction. With increasing CR reduction, the textures transform from random ones to FCC rolling ones accompanied by dense slip bands and deformation twins. Under a 50% CR reduction, the deformation textures started to become evident and were governed by typical {111}<112>F, {110}<100>Goss and {112}<111>Cu texture components. When the CR reduction approached 90%, the deformation textures mainly contained the {110}<111>A, {114}<110>X, and {112}<111>Cu texture components. As a result, both Vickers hardness and ultimate strength increased, but the ductility decreased roughly. The enhanced strength should be attributed to the anisotropy and work hardening behavior from textures. The plastic deformation for the samples under low CR reductions was dominated by deformation twins and slip bands. However, under high CR reductions, the textures severely impeded the further propagation of pre-existing slip bands, leading to the rapid decrease of ductility. Therefore, the CR reduction should be carefully designed before optimal heat treatments to enhance the strength and ductility synergy.