纯铝塑性变形及再结晶规律的实验研究

在一定条件下,对纯铝进行了塑性变形再结晶实验.结果表明,再结晶核心的形成产生于晶体变形最小的区域.再结晶温度在320～450℃时,一些晶粒靠吞噬其它晶粒而长大;再结晶温度从380℃继续升高时,晶粒逐渐变小;到达450℃时的晶粒大小和550℃时几乎相等.因此,加热温度越高,晶粒越粗大的论点是不正确的.     

等温热处理对挤压态镁锂合金组织、硬度及延伸率的影响

采用氩气氛下感应熔炼和正向挤压变形制备了Mg-7.5Li-3.5Al-1Zn-1Ce-0.5Sn镁锂合金板材,然后在真空热处理炉中对挤压态合金进行等温退火,并采用金相观察和布氏硬度测试研究了等温热处理对合金板材显微组织和布氏硬度的影响.通过金相显微镜观察表明,等温处理温度对合金显微组织的影响较大,在较低温度下,只发生两相的形态和体积分数的变化,合金几乎不发生或需要较长时间才发生静态再结晶.在较高温度下,合金快速发生再结晶,合金晶粒细化,但随着保温时间的延长,晶粒有所长大.不同的组织形态对应的硬度不同,α相呈球化时的硬度值最高.     

Cu-Cr-Zr合金热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,在变形温度650～850℃、应变速率0.001～10 s^-1和总压缩应变量50%的条件下,对Cu-Cr-Zr合金的流变应力行为进行研究.通过应力-应变曲线和显微组织图分析了合金在不同应变速率、不同应变温度下的变化规律.结果表明：应变速率和变形温度对合金再结晶影响较大,变形温度越高,合金越容易发生动态再结晶;应变速率越小,合金也同样容易发生动态再结晶,并且对应的峰值应力也越小.从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金热压缩变形时的热变形激活能Q和流变应力方程.研究分析Cu-Cr-Zr合金的热加工性能,可为生产实践提供理论指导与借鉴.     

Cu-Ni-Si-Cr合金动态再结晶行为及组织演变研究

利用Gleeble 1500D热模拟试验机,研究了Cu Ni Si Cr合金在不同应变速率和不同变形温度下流变应力与应变速率、变形温度之间的关系及其组织在热压缩过程中的变化.结果表明,应变速率和变形温度的变化对合金的再结晶影响较大,变形温度越高,合金越容易发生动态再结晶,应变速率越小,合金也越容易发生动态再结晶;在同一应变速率下合金动态再结晶的显微组织受到变形温度的强烈影响;并利用Arrhenius双曲正弦函数求得Cu Ni Si Cr热变形激活能Q为265.9 kJ/mol.     

15Cr-25Ni-Fe基高温合金的动态再结晶行为及机制

利用Gleeble-1500热/力模拟试验机对15Cr25NiFe基高温合金在950～1 200 ℃和0.001～10.000 s-1条件下进行了热压缩试验,采用热变形激活能模型研究了该合金两个动态再结晶区域的热变形表观激活能,结合再结晶的光学显微组织及透射电子显微组织分析该合金的动态再结晶机制.研究结果表明:应变速率0.010～0.100 s-1,温度1 050～1 200 ℃的动态再结晶区域受动态再结晶的形核过程控制,所得组织为等轴晶粒,尺寸分布较分散,晶界呈自然凹凸状.应变速率2.000～10.000 s-1,温度1 000～1 150 ℃的动态再结晶区域受动态再结晶的长大过程控制,晶粒为尺寸均匀的等轴晶粒,晶界平直,晶内有丰富的亚晶组织.     

新型高强Al-Mg-Si合金热处理工艺

结合力学性能测试、扫描电镜分析、DSC热差分析和金相组织观察,对一种新型高强Al-Mg-Si合金挤压材的固溶与时效制度进行了系统研究.同时得到了该合金挤压材不同时效温度下的力学性能,为工厂实际生产中热处理规程的制定以及深入研究提供详细的参考依据.该挤压材过烧温度572℃,熔化温度为594℃;对其进行560℃/2h固溶处理后,以及170℃/12 h人工时效热处理,可达到最佳峰值时效效果,其抗拉强度、屈服强度和延伸率可依次达到406,340 MPa和18.37%;该合金挤压材发生了充分的再结晶,致使加工硬化完全消除.     

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。     

变形条件对1235铝合金热变形微观组织的影响

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究变形条件对1235铝合金高温变形组织的影响.采用OM、TEM分析合金在不同压缩条件下的组织形貌特征,采用TCI图像分析系统测量热变形微观组织的平均晶粒尺寸.结果表明,在同一应变速率下,随变形温度的升高,其动态软化行为不同,573 K时主要是动态回复;大于623 K时,主要是动态再结晶,在673 K时的动态再结晶晶粒尺寸最小.在低应变速率下,合金的组织均匀、晶粒尺寸小,发生完全动态再结晶;在高应变速率下,合金的组织则呈拉长状,组织不均匀、晶粒尺寸相对较大,发生了局部动态再结晶.随变形量的不断增加,合金的组织由等轴状变为纤维状,大应变量时合金再次进入加工硬化状态.     

挤压态7A85铝合金高温热变形显微组织演变

7A85铝合金密度小、强度高、热加工性能好、焊接性能优良,而且具有较好的耐腐蚀性和较高的韧性,广泛应用于航空和航天中的受力结构件.本文通过挤压态7A85铝合金的单向等温热压缩实验,利用光学显微镜、透射电镜研究了合金在变形温度为300℃,350℃,400℃,450℃,应变速率为0.01s~(-1),0.1s~(-1),1s-1,10s~(-1)时的高温流变行为和显微组织演变.结果表明:变形温度和应变速率对挤压态7A85铝合金热压缩后的组织有重要影响.随着变形温度的升高和应变速率的降低(lnZ减小),组织中亚晶长大,位错密度逐渐降低,析出相数量减少,再结晶晶粒长大,动态软化机制由动态回复转变为动态再结晶;挤压态7A85铝合金热压缩后组织中大量的析出相弥散分布在基体内或沿晶界分布,抑制了动态再结晶的发生.     

铜锌粉末退火状态下的组织研究

针对粉末加工过程中需进行退火热处理的实际,研究了铜锌粉末在不同退火条件下的铜锌粉末组织.研究结果表明,50μm的铜锌粉末在250℃开始再结晶,随着退火温度的升高,再结晶越充分;在一定的温度条件下,延长保温时间,也可使再结晶充分;当退火热处理在400℃,1h时,就完成再结晶过程.超过400℃进行退火热处理,会出现铜锌粉末脱锌.     

Effect of Mn content on the microstructure and mechanical properties of Mg–6Li–4Zn-xMn alloys

The as-cast Mg–6Li–4Zn-xMn alloys were prepared and extruded at 280 ​°C with an extrusion ratio of 25:1. The effects of Mn content on the microstructure and mechanical properties of Mg–6Li–4Zn-xMn alloys were investigated in this study. The XRD results show that Mg–6Li–4Zn–xMn alloys consisted of α-Mg (hcp) ​+ ​β-Li (bcc) duplex structured matrix, MgLi₂Zn and Mn phases. The grains of the extruded Mg–6Li–4Zn–xMn alloys were refined by dynamic recrystallization during the extrusion process. The EBSD results show that the extruded alloys had basal textures. The grain size of the extruded alloys decreased while the basal texture was strengthened with the increasing Mn addition. The TEM results show that a large amount of nanoscale Mn precipitates existed in the extruded Mg–6Li–4Zn–1.2Mn alloy, which can effectively inhibit the dynamic recrystallized (DRXed) grains growth during the hot extrusion and is beneficial to the improvement of mechanical properties. Mg–6Li–4Zn–1.2Mn alloy in this research possesses the best mechanical properties with the ultimate tensile strength and yield strength of 321 ​MPa, 250 ​MPa, respectively.     

Effect of micro-alloying Ca on microstructure,texture and mechanical properties of Mg-Zn-Y-Ce alloys

Microstructure,texture and mechanical properties of Mg-5 Zn-0.3 Y-0.2 Ce alloys with the addition of trace xCa(x=0,0.3,0.6 wt%) were systematically investigated in this work.The results revealed that more secondary eutectic phases and smaller grain size of as-cast microstructure could be found with increasing Ca content.After hot extrusion,the Ca-free alloy showed a uniformly recrystallized grain structure,while the Ca-containing alloys possessed a bimodal grain structure composed of fine dynamic recrystallized(DRXed) grains with a size of several microns and un-recrystallized coarse grains.EBSD analysis showed that the three extruded alloys had a fiber texture of(0001) basal plane aligned with the extrusion direction.Texture intensity of the DRXed region was weaker than the deformed region.The extruded alloy with the addition of 0.6 wt% Ca exhibited the highest yield strength of 321 MPa due to the smallest DRXed grain size,the deformed region with strong basal texture and dense nanosized precipitates.     

挤压工艺对AK_(4-1ч)合金棒材晶粒大小的影响

通过调整合金成分分别配制了添加Zr,AlTiB ,AlTiC和RE的AK4 1ч实验铝合金 ,经过 2种不同的工艺生产棒材 ,在室温下测量其淬火时效态抗拉强度 ,用金相显微镜和扫描电镜观察和分析了合金在不同加工工艺状态下的显微组织和结构 ,并判定其晶粒度 .结果表明 :在设计合金成分时 ,要精确控制Cu的含量在 2 .0 %～ 2 .6 % ,以免生成难溶的含Cu相 ,降低合金的强度 ;多向强应变可细化晶粒 ,提高合金的力学性能 ;随变形程度的增加 ,晶粒尺寸减小 ;制定挤压工艺时 ,为避免产生周期性裂纹 ,建议挤压比取为 2 5左右     

Enhancement of ductility and improvement of abnormal Goss grain growth of magnetostrictive Fe-Ga rolled alloys

The influences of initial microstructures on the mechanical properties and the recrystallization texture of magnetostrictive 0.1at% NbC-doped Fe₈₃Ga₁₇ alloys were investigated. The directionally solidified columnar-grained structure substantially enhanced the tensile elongation at intermediate temperatures by suppressing fracture along the transverse boundaries. Compared with tensile elongations of 1.0% at 300℃ and 12.0% at 500℃ of the hot-forged equiaxed-grained alloys, the columnar-grained alloys exhibited substantially increased tensile elongations of 21.6% at 300℃ and 46.6% at 500℃. In the slabs for rolling, the introduction of <001>-oriented columnar grains also promotes the secondary recrystallization of Goss grains in the finally annealed sheets, resulting in an improvement of the saturation magnetostriction. For the columnar-grained specimens, the inhomogeneous microstructure and disadvantage in number and size of Goss grains are improved in the primarily annealed sheets, which is beneficial to the abnormal growth of Goss grains during the final annealing process.     

Recrystallization and mechanical properties of WE43 magnesium alloy processed via cyclic expansion extrusion

In this study, cyclic expansion extrusion (CEE), as a relatively new severe plastic deformation (SPD) process, is applied to a rare earth (RE) containing Mg alloy WE43. The effects of the processing temperature and the number of passes are also investigated. The results showed that dynamic recrystallization (DRX) occurred after CEE processing at 400℃, and a bimodal structure with ultrafine DRXed grains surrounded the unrecrystallized grains. However, the DRX at 330℃ was retarded because of the existence of RE elements. The tensile tests showed that a simultaneous increase in the strength and the ductility of WE43 is obtained after CEE processing at 400℃ via two passes. Furthermore, the highest ultimate tensile strength of 440 MPa was achieved after the second pass of CEE at 330℃, and the highest ductility of 21% was attained after the second pass of CEE at 400℃. The microhardness measurements showed that the hardness increased from HV 80 to HV 114 and HV 98 after two passes of CEE processing at 330 and 400℃, respectively. In conclusion, increasing the processing passes could increase the mechanical properties and the volume fraction of the recrystallized grains. Moreover, increasing the temperature reduced the strength and the microhardness even if the elongation increased.     

高挤压比下挤压工艺对AZ31B镁合金组织与力学性能的影响

研究了高挤压比条件下挤压温度、速度对AZ31B镁合金微观组织、力学性能的影响。采用光学显微镜观察了显微组织,拉伸试验测试了力学性能,并配合扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌。结果表明,高挤压比条件下,动态再结晶较为充分,少量晶粒长大,混晶组织消失。低温、高速挤压有助于晶粒细化,并使晶粒尺寸分布均匀,因而可获得高的抗拉强度、屈服强度以及良好的塑性。350 ℃,2 m/min条件下挤压,试样抗拉强度与延伸率最高,为336.5 MPa与 23%。低温、高速下的挤压试样的拉伸断口韧窝较深且细密,呈现明显的韧性断裂特征,而高温、低速的断口为混合断裂。     

稀土Y对挤压态Mg-5Li合金组织及性能的影响

采用表面覆盖剂及氩气保护的熔炼方法制备了Mg-5Li-x Y(x=0,1,2,3,4)合金,研究了稀土元素Y对挤压态Mg-5Li合金的显微组织及力学性能的影响.研究结果表明,Mg-5Li合金中的Y元素主要是以稀土化合物Mg24Y5的形式存在于合金中;挤压变形后,合金发生了明显的动态再结晶,出现了大量的等轴晶,弥散分布的Mg24Y5相阻碍了动态再结晶过程中的晶粒长大,晶粒明显细化.挤压态Mg-5Li-3Y合金获得了优异的力学性能,其抗拉强度和断裂伸长率分别达到了231.63 MPa和9.35%,合金断裂方式主要为韧性断裂.     

挤压比对低温挤压ZA15锌合金组织和力学性能的影响

利用拉伸试验和扫描电镜,研究了在150℃,挤压比对反向挤压ZA15锌合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明:随着挤压比的增加,ZA15锌合金室温抗拉强度有所提高,但都在150 MPa以下.其伸长率在160%~180%,具有室温超塑性.这主要是由于均匀化后形成的(α+η)片层共析组织经塑性变形后转变成以η相为基体,α相呈粒状弥散分布组织.这意味着采用低温常规挤压制备ZA15锌合金即可获得室温超塑性,同时,其力学性能也能够满足热喷涂ZA15锌合金线材的新标准要求.     

高强度铝合金热挤压件表面质量的预测

表面质量是衡量高强度铝合金挤压件性能的重要指标之一.掌握有关控制表面质量的机理有助于更好地降低生产残余,提高生产率,降低费用和节省能源.挤压速度、挤压毛坯的温度、型腔温度、模具的表面粗糙度以及挤压毛坯的化学成分是影响热挤压件表面质量的主要因素.常见的挤压件表面缺陷包括表面裂纹、晶粒粗大、初熔和模痕等.从再结晶、表面裂纹、等晶粒挤压三个方面对铝合金挤压件表面质量进行有限元模拟,将分析结果与实验观察相对照.