多晶纯铝晶内局部变形组织分析

用显微硬度方法在晶粒尺度范围内对多晶纯铝进行了晶内塑性变形,研究了退火前后压痕周边变形组织形貌.实验发现,仅在退火后的压痕周边出现了不同形态的滑移带,在滑移带的区域发现有大量位错露头并在某些局部范围内呈有序排列状态的现象,同时观察到滑移带直接穿越晶内偏聚区界的现象.文中分析了没有在晶内压痕周边区域内发现再结晶现象的原因,讨论了退火温度及时间、压下量及晶粒取向等因素对滑移带形成的影响.研究表明,与整体变形方式不同,晶内变形方法可以更方便地研究多晶材料塑性变形及再结晶时的一些组织特点.     

多晶镍纳米线拉伸变形过程尺寸效应的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法研究了不同尺寸多晶镍纳米线在受拉过程中的塑性变形行为,详细分析了多晶镍纳米线直径尺寸对其流变应力以及塑性变形机制的影响。从模拟结果中可以看出,在多晶镍纳米线受拉产生变形的过程中,晶界滑移主导晶间变形机制,位错形核滑移主导晶内变形机制。随着多晶镍纳米线半径的增加,平均流变应力逐渐增加,但增幅趋于平缓。这是由于径向分布的晶粒个数随着纳米线直径的增加而增加,限制了晶界的滑移,使更多的位错形核于晶界,在滑移扩展过程中相遇发生堆积缠绕,进而对纳米线产生强化作用。位错密度随纳米线直径的增加增幅逐渐降低,导致了流变应力增幅趋于平缓。     

大变形轧制超细晶TWIP钢的组织及性能研究

通过大变形异步-同步轧制及随后600 ℃和700 ℃退火处理,成功制备了超细晶高锰TWIP钢,并研究了退火处理对大变形TWIP钢的组织和性能的影响.研究结果表明:经96%异步-同步大变形轧制后,材料组织显著细化,抗拉强度从621 MPa大幅提升至2 050 MPa; 经过600 ℃退火后,大变形轧制TWIP钢的组织基本完成了再结晶,材料的平均晶粒尺寸约为500 nm,抗拉强度1 079 MPa,延伸率达到了29%; 而经过700 ℃退火后,大变形TWIP钢的组织发生了完全再结晶,平均晶粒尺寸约为600 nm,抗拉强度达到了1 101 MPa,延伸率达到了54%.退火后的组织中存在大量的层错、位错胞等亚结构.相对于大变形轧制态和600 ℃退火态,700 ℃退火态的超细晶TWIP钢的优异的综合力学性能,主要源于孪晶诱发塑性变形机制及合金较低的层错能.     

形变对板条马氏体回火组织的影响

对Q235级低碳钢板条马氏体在550 ℃多道次单向压缩变形后退火和室温大塑性变形轧制后在此温度退火的显微组织演变规律进行了对比研究,结合未变形板条马氏体在此温度的回火组织演变,讨论了变形对马氏体分解过程、铁素体再结晶晶粒尺寸和析出碳化物形貌的影响. 实验结果表明,变形显著影响马氏体分解过程,促进渗碳体的析出和铁素体回复及再结晶. 热变形组织铁素体再结晶晶粒尺寸在0.5 μm左右;渗碳体形貌从细棒状向球状转变,随变形量增大渗碳体尺寸增大,继续保温60 min导致铁素体晶粒长大到1 μm左右,晶粒内部的渗碳体消失,原先在铁素体晶界析出的渗碳体球化、粗化. 冷轧试样在550 ℃退火保温时间在30 min内得到0.3～0.4 μm超细晶粒和尺度小于150 nm的弥散渗碳体颗粒组织;随退火保温时间延长到60 min,铁素体再结晶晶粒长大到1.9 μm,渗碳体颗粒尺寸约160 nm.     

DZ40M合金再结晶形核的唯象行为

以DZ40M合金为研究对象,采用金相组织观察和EBSD晶粒取向分析技术,分析了DZ40M合金的再结晶形核位置与形核后的晶粒取向之间的关系.研究表明:DZ40M合金经压痕变形后,在退火过程中发生的再结晶晶粒主要在初生碳化物周围和枝晶间形核;初生碳化物处形核的再结晶晶粒主要位于〈112〉取向上,而枝晶间形核的再结晶晶粒为〈110〉取向.合金中的二次碳化物M23C6在晶界、亚晶界和位错上析出,能够阻碍再结晶核心的形成.当退火温度低于1423 K时,M23C6的析出数量较多,尺寸小且间距小,可以有效地抑制合金的再结晶形核,降低再结晶形核率.     

超轻细晶Mg-8.4Li合金的低温超塑性

Mg-8.4Li合金铸锭经573 K×24 h均匀化处理和473 K温轧得到1.5 mm厚板材,总加工率为92.5%.该板材经盐浴再结晶退火后在473 K,应变速率1.67×10-3s-1条件下获得500%的超塑延伸率.唯象学计算的应变速率敏感性指数为0.47,反映晶界滑移是其主要变形机理.利用透射电子显微镜和光学显微镜研究了板材573 K×1 h盐浴退火和超塑性变形后的组织,发现盐浴退火后的晶粒尺寸为2.4μm,超塑变形后标距内晶粒尺寸为5.8μm,发生了一定程度的晶粒长大,这与原子扩散机理有关.利用扫描电镜观察了超塑变形后试样的断口形貌,发现断口中韧窝细小而深,呈圆形分布,保持了晶粒等轴化...     

铁素体区热轧IF钢冷轧退火时织构的形成与演变

通过金相观察和织构ODF分析,系统地研究了铁素体区热轧IF钢织构的形成机制及其在冷轧和退火过程中织构转变的特点和机理.结果表明:铁素体区热轧IF钢时,在交滑移机制的作用下,主要得到纤维状的形变组织和较强的α丝织构和较弱的γ丝织构,同时有少量的再结晶晶粒存在;冷轧过程中,在位错滑移、晶粒转动以及晶内剪切带的共同作用下,形成典型的纤维状组织,α丝织构和γ丝织构都明显得到加强;退火时,再结晶组织和织构的形成主要受很强的定向形核机制和弱的选择长大机制控制.     

5A90铝锂合金的超塑性变形行为

采用光学显微镜、电子背散射衍射、电导率测试以及超塑性高温拉伸实验研究5A90铝锂合金超塑性变形行为和变形机理。研究结果表明:经450℃/30 min再结晶退火后,在变形温度为500℃、应变速率为8×10~(-4)s~(-1)的超塑性变形条件下,可使伸长率由未退火状态的630%提升至1 120%;在超塑性变形过程中,晶粒由长条状逐渐变为等轴状,而退火后的晶粒更加细小且等轴化程度更高,再结晶退火还可以提高材料内部的空位浓度并增加大角度晶界所占的比例,这都有利于伸长率提高;在最适宜超塑性变形条件下,该材料的应变速率敏感性指数m为0.63,因此,其主要变形机制为晶界滑移,但在变形后期扩散机制成为一种协调机制。     

Mg-9Gd-4Y-0.6Mn合金在293～723 K时的变形行为及微观组织演变

研究Mg-9Gd-4Y-0.6Mn 合金在应变速率为0.01 s-1、变形温度为293～723 K时的压缩塑性变形行为, 并在光学显微镜下观察合金在不同变形温度下的表面滑移线及孪生变形形貌与内部微观组织. 研究结果表明： 合金流变应力应变曲线在不同温度呈现出不同的形状, 加工硬化、动态回复和动态再结晶在不同的温度各自起到了重要的作用;在523 K以上时非基面滑移已被激活, 形变孪生在296～723 K范围都存在, 在673 K以上出现动态再结晶;动态再结晶晶粒优先在原始晶界和粗大第二相粒子处形核, 同时在723 K还观察到晶界弓出形核和＂孪生＂动态再结晶现象.     

晶内位错在8090铝锂合金超塑性变形中的作用

研究了 8090 合金超塑性变形中的位错行为。透射电镜观察表明晶内位错产生于三角晶界,晶界台阶和粒子处。在变形初期,晶内位错滑移相当活跃;在变形中期,晶内位错发生回复形成亚晶界;至变形末期,虽然位错回复过程没有停止,但位错滑移协调机制变得更重要了,研究指出,位错滑移是变形初期的主要变形机制。动态回复和位错滑移都是晶界滑动的协调机制。而且,螺型位错与空位交互作用形成不能滑动的卷位错提高了晶内畸变能,促进了动态再结晶。     

退火过程中AA3003铝合金的析出与再结晶

通过硬度测试、电阻测试以厦光学显微镜观察，研究不同冷变形量的AA3003合金在退火过程中析出与再结晶的相互作用厦其对显微组织的影响。研究结果表明：在300℃和500℃退火时均有大量第二相粒子析出，在300℃退火时，析出相优先在位错、亚晶界等点阵缺陷处形核，较大的冷轧变形量将导致更多的析出，而且在300℃退火时，析出发生在再结晶之前，导致再结晶晶粒粗大；而在500℃退火时，再结晶发生在析出之前，析出与冷轧变形量无关，并可获得晶粒细小的再蛄晶组织。     

双相纳米结构CuZr合金力学行为的模拟研究

采用分子动力学方法研究了在拉伸载荷作用下,晶粒尺寸对纳米多晶Cu和双相纳米结构CuZr复合材料塑性变形机制的影响.研究结果表明,小晶粒尺寸的纳米多晶Cu的变形机制以晶粒旋转以及晶界迁移为主,并伴随着少量位错的成核与滑移.晶粒尺寸较大的纳米多晶Cu的塑性变形机制则以裂纹的成核与生长为主.对于双相纳米结构Cu/CuZr复合材料,非晶相的塑性变形在复合材料的塑性变形过程中起主导作用,且这种现象与晶粒尺寸无关.此外,当晶粒尺寸增加到一定尺寸时,复合材料的晶界处也出现了晶界裂纹,但非晶相明显延缓和阻碍了裂纹的成核与扩展.研究表明非晶相的引入能有效提升纳米多晶Cu的塑性.     

Ni-42Al单相金属间化合物的超塑性

研究了原始晶粒尺寸为200μm的富Ni单相Ni-42Al金属间化合物的高温变形行为及组织演变规律.结果表明,该合金在1 000~1 100℃、应变速率(0.125~2)×10-3s-1内呈现超塑性变形,在1 075℃、应变速率为10-3s-1时,最大延伸率可达306%.研究发现,该合金的应变速率敏感指数m与应变温度及应变速率相关.实验条件下,m值在0.2~0.3变化.显微结构分析表明,原始大晶粒组织经超塑性变形后显著细化,大晶粒超塑性变形是通过位错的交滑移与攀移等交互作用发生的连续动态回复和再结晶导致的.     

等径弯曲通道变形制备超细晶铝合金的组织性能

用等径弯曲通道变形(ECAP)的方法制备出超细晶铝合金材料,并研究了在不同道次条件下其显微组织的演化过程.研究表明,随着强烈塑性变形的增加,显微组织中开始形成大量晶粒尺寸小于1μm的位错胞组织,当其晶界取向差增大时,亚晶粒变为越来越细的板条状组织.当经过8道次ECAP变形后,晶粒尺寸由变形前的约50μm细化为约0.2μm.该超细晶铝合金材料在150℃的退火条件下,其晶粒尺寸稳定在0.2～0.3μm的范围内.在温度为500℃、应变速率为10-3s-1的拉伸实验中,该超细晶铝合金材料的最大延伸率高达370%,呈现出良好的超塑性.     

计算机模拟厚板弯曲变形材料的再结晶过程

文章分析了厚板弯曲的应变沿板厚方向的分布状态,考虑了应变中心层区域处应力加载过程对于应变储能的影响,建立了厚板弯曲再结晶过程的模型,利用Monte Carlo方法模拟得到了变形材料的再结晶晶粒尺寸分布,结果表明,晶粒尺寸分布具有局部不均匀性,但在整个分布范围,再结晶晶粒尺寸分布仍然服从对数正态分布规律。所建立的再结晶模拟模型能够预测不同变形量状态下的再结晶退火显微组织。     

工业纯钛板材冷轧及退火微观组织和织构演变规律

采用先进电子背散射衍射（EBSD）技术,深入研究了冷轧工艺变化和道次间退火处理对工业纯钛板材微观组织和织构演变的影响规律。通过对比不同一次冷轧变形量样品经退火和二次冷轧加工后的EBSD取向分布图、取向差角分布图和极图得知,一次冷轧产生的孪晶对退火再结晶晶粒尺寸及晶粒取向（织构）产生重要的影响,进而又影响二次冷轧的变形组织和织构特征,使二次冷轧变形孪晶的生成受到一定程度的抑制,孪晶分数随着轧制变形量的提高呈现先升高后降低的规律,同时会降低二次冷轧组织中{0001}基面织构组分。     

热变形对超高强度管线钢组织及变形抗力的影响

运用光学显微镜和电子显微镜对不同热变形条件下组织、析出相进行观察与分析.研究结果表明:在1020℃奥氏体再结晶区轧制时,Nb,Ti以复相形式诱导析出,对组织细化产生一定影响.在保证积累压下量不变的情况下,奥氏体未再结晶区采用大压下量、少道次的轧制工艺对热变形奥氏体晶粒尺寸影响不大,对晶内变形带、亚结构和最终组织形貌及尺寸起到一定的作用.同时分析了再结晶轧制温度及未再结晶区轧制规程对变形抗力的影响     

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.     

异步冷轧纯铁回复与再结晶的电子背散射衍射研究

本文采用异步轧制工艺成功制取等轴状超细晶纯铁,通过DSC曲线确定其退火工艺,使用电子背散射衍射（EBSD）观测超细晶工业纯铁在不同温度退火后的组织形貌和晶粒尺寸,研究其回复再结晶行为.结果表明,在400℃时,材料开始发生回复,再结晶形核开始,随着退火温度的提高,再结晶程度加深.当退火温度达600℃时,再结晶过程基本完成.     

铝锂合金超塑性变形模型

透射电镜(TEM)观察表明 8090 和 CP276 铝锂合金在超塑性变形最佳条件下,除位错滑移、攀移和扩散蠕变外,还发生贯穿变形始终的动态回复和动态再结晶,研究指出,8090和 CP276 铝锂合金的超塑性变形是位错滑移、在晶界上的位错攀移、三角晶界处阻碍晶粒的动态再结晶及扩散蠕变共同协调晶界滑动的过程,其中,在晶界上的位错攀移及三角晶界处阻碍晶粒的动态再结晶是两个交替作用的速控过程。本文提出了有动态回复和动态再结晶参与协调晶界滑动的超塑性变形复合模型。由该模型解释了 8090 铝锂合金冷、热轧态及 CP276铝锂合金超塑性能的差异。