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.     

铸态AZ91镁合金的压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了铸态AZ91镁合金在变形温度为473～673 K,应变速率为0.005～5 s-1条件下的压缩变形行为.结果表明,实验合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大,并且符合Zener-Hollomon参数的幂指数关系.通过对实验数据进行多元回归分析,所得流变应力方程中的参数β、A和变形激活能Q分别为0.101 5,2.386 3×109和175.667 kJ/mol.合金在不同温度阶段呈现不同的组织特征,当变形温度为473 K时,合金显微组织以孪晶、滑移带为主;当变形温度为573～673 K时,则以动态再结晶晶粒为主.为进一步系统研究该合金的塑性加工提供一定的实验依据.     

压缩变形及退火对纯铜组织及性能的影响

借助扫描电子显微镜和显微硬度计等手段,研究了压缩变形与退火工艺对纯铜组织和性能的影响,获得了不同变形程度纯铜在不同退火条件下的组织演变和性能变化规律.研究结果表明:晶粒粗大的工业纯铜经室温压缩变形+退火可获得晶粒细小的组织.对于冷变形程度为40％的纯铜,最佳退火工艺为450℃×15 min;对于冷变形程度为80％的纯铜,最佳退火工艺为350℃×15 min,继续升高退火温度和延长保温时间都会使再结晶晶粒不断长大.与冷变形程度40％的纯铜试样相比,冷变形程度80％的纯铜试样退火后晶粒更细小.在本试验条件下,随着退火温度的升高和保温时间的延长,试样硬度总体呈下降趋势.纯铜的平均晶粒尺寸可以由铸态的150μm细化到12.15μm.     

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.     

大应变轧制技术制备细晶AZ31镁合金板材

晶粒细化可以改善镁合金的强度和延性,通过控制轧制工艺可以控制变形组织.文中研究了不同轧制道次变形量对AZ31镁合金组织和性能的影响.实验结果表明:随着轧制道次变形量的增加,轧制应变速率增加,镁合金发生了动态再结晶,获得细小的晶粒组织,板材的硬度增加;但是,当轧制道次变形量增加到一定值之后,板材的表面出现宏观裂纹;采用大的道次轧制应变技术,可以减少轧制道次,制备晶粒尺寸为2～5μm的细晶镁合金板材.     

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.     

微细晶粒超塑变形模型

本文根据微细晶粒LC4合金的超塑变形试验结果,分析了超塑变形的微观过程,提出一个基于非固有晶界位错运动的超塑变形模型。根据此模型及其本构方程,当晶粒较大变形温度较高时,ε∝σ~2/d,且超塑变形过程由体自扩散所控制,变形的激活能约等于体自扩散激活能;当晶粒较小变形温度较低时,ε∝σ~2/d~2,且该过程由晶界自扩散所控制,变形的激活能约等于晶界自扩散激活能。在8.2～11.5μm 的晶粒尺寸和445～505℃条件下,根据此模型计算得到的 LC4超硬铝的超塑变形应变速率与实测数据符合得颇好。     

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。     

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.     

Cr粉在机械球磨过程中的机械力化学效应

研究了Cr粉在机械球磨过程中粒度分布、晶粒尺寸和显微应变随球磨时间的变化规律.探讨了机械球磨过程中Cr粉的形貌特点及其细化机理.结果表明:Cr的细化主要发生在球磨前期(5h),5h后细化速率明显减缓,球磨25h时,Cr粉的表面积平均粒径(1.383μm)和体积平均粒径(2.184μm)均达到最小,平均晶粒尺寸达到15.2nm,球磨细化效果最佳,球磨30h,粒度峰右移且分布范围变宽.在球磨20h内,随球磨时间的延长,Cr粉的晶粒尺寸减小,显微应变增大,当晶粒尺寸达到15nm左右时,显微应变出现了突降,随后显微应变随着晶粒尺寸的减小而减小.Cr粉细化的机理是:球磨初期Cr粉产生强烈塑性变形,缺陷密度剧烈增加,粉体发生强烈加工硬化,加速了粉体碎化;球磨25h冷焊和碎化达到动态平衡,粉体粒度达到最小;球磨30h后,粉体表面活性增大,粉体出现再次团聚.机械球磨法可获得形状规则的类球形Cr颗粒.     

Al-12.7Si-0.7Mg合金超塑性变形行为及变形机理

对Al-12.7Si-0.7Mg合金在Instron5500电子万能材料试验机上进行超塑性拉伸实验.通过对该合金超塑性过程中延伸率δ,应变速率敏感性指数m值的计算,获得了不同变形温度、不同应变速率下δ和m值的变化规律.该合金在温度为793 K,应变速率为1.67×10-4s-1时,合金的应变速率敏感性指数和延伸率均达到最大值,分别为0.44,379%.分别构建了该合金的功率耗散率图以及铝合金RWS变形机理图.运用功率耗散率图预报该合金的超塑性变形区域;应用铝合金变形机理图并结合该合金超塑性拉伸前后显微组织变化规律,根据不同温度下Al-12.7Si-0.7Mg合金柏氏矢量补偿的晶粒尺寸值、模量补...     

7475铝合金超塑变形中的显微结构变化

对质点强化型的高强度7475铝合金超塑变形中显微组织变化进行了研究。结果表明,在超塑变形中发生下面三个连续过程:(1)位错从晶界发出;(2)位错攀移越过晶内弥散分布的第二相质点;(3)位错消失于晶界。位错密度随应变的增加而增加。位错攀移越过弥散质点的过程是合金超塑变形的速控过程,超塑变形的主要机制是晶界滑移伴随晶内位错运动。     

大晶粒TiAl基合金的超塑性变形行为

研究了大晶粒Ti-47％Al-2％Mn-2％Nb-1％B合金的高温变形行为.该合金具有近等轴γ组织,其间均匀分布着少量极细的α2相.测试在空气中进行,试样用釉涂覆加以保护,温度为1025～1100℃,初始应变速率范围为(0.04～1.28)×10     

Mantle superplasticity and its self-made demise

The unusual capability of solid crystalline materials to deform plastically, known as superplasticity, has been found in metals and even in ceramics. Such superplastic behaviour has been speculated for decades to take place in geological materials, ranging from surface ice sheets to the Earth's lower mantle. In materials science, superplasticity is confirmed when the material deforms with large tensile strain without failure; however, no experimental studies have yet shown this characteristic in geomaterials. Here we show that polycrystalline forsterite + periclase (9:1) and forsterite + enstatite + diopside (7:2.5:0.5), which are good analogues for Earth's mantle, undergo homogeneous elongation of up to 500 per cent under subsolidus conditions. Such superplastic deformation is accompanied by strain hardening, which is well explained by the grain size sensitivity of superplasticity and grain growth under grain switching conditions (that is, grain boundary sliding); grain boundary sliding is the main deformation mechanism for superplasticity. We apply the observed strain-grain size-viscosity relationship to portions of the mantle where superplasticity has been presumed to take place, such as localized shear zones in the upper mantle and within subducting slabs penetrating into the transition zone and lower mantle after a phase transformation. Calculations show that superplastic flow in the mantle is inevitably accompanied by significant grain growth that can bring fine grained (≤1?μm) rocks to coarse-grained (1-10?mm) aggregates, resulting in increasing mantle viscosity and finally termination of superplastic flow.     

Effect of superplastic deformation on the bonding property of 00Cr25Ni7Mo3N duplex stainless steel

The superplastic deformation diffusion bonding of 00Cr25Ni7Mo3N duplex stainless steel was performed on a hot simulator. The microstructure of the bonding interface was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and electron backscatter diffraction (EBSD). The mechanical properties of the specimen were investigated by a shear strength test. The results indicated that the shear strength was improved with the increase of superplastic deformation reduction. When the deformation reduction was up to 50%, the shear strength of the specimen achieved 417 Mpa, approaching to that of the base metal. In addtion, the superplastic diffusion bonding technique was not very sensitive to surface roughness levels. When the surface roughness of the bonding specimen surpassed 0.416 μm (level G2), the shear strength achieved at least 381 MPa.     

LC4铝合金超塑性变形过程的显微组织研究

本文用金相显微镜及透射电镜研究了超塑性变形对LC4铝合金显微组织的影响。该合金在超塑性变形过程中,除发生大量晶界滑动及晶粒转动外,扩散蠕变在超塑性变形总量中约占15%。在经过超塑性变形的材料内,晶粒内位错密度很低,而晶界处普遍存在由非固有晶界位错规则排列而成的位错群列。这种非固有晶界位错能在超塑性变形过程中以滑移-攀移的方式沿晶界运动,其滑移分量导致晶界滑动,其攀移分量导致扩散蠕变,可协调晶界滑动产生的变形。在超塑性变形后期,在扩散蠕变所产生的晶界旁的无沉淀区内,观察到了自晶界上大粒子处产生的棱柱位错环,导致试样最终断裂的空洞的形核与这种棱柱位错环有关。     

超塑变形中的晶粒尺寸效应

分析了晶粒尺寸在各种机制中对总变形的影响;晶粒尺寸不同时材料变形的微观特征;晶粒尺寸对晶界滑移速率的影响。讨论了超塑变形中的区间转变;定量表达了晶粒尺寸和变形温度对区间转变应变速率的影响;进而提出临界晶粒尺寸及临界变形温度的新概念及表达式。并以Al-Zn-Mg合金对以上理论分析进行了验证。     

22CrS齿轮钢变形奥氏体动态再结晶行为及组织演变

采用Gleeble1500热模拟试验机研究了一种新型Mn Cr系齿轮钢在变形量为70%,变形速率为0.1～1s-1,变形温度为850～1150℃,原始奥氏体晶粒尺寸为70～150μm条件下的动态再结晶行为及再结晶后奥氏体晶粒尺寸的变化规律·研究结果表明:在一定的变形量下,变形速率、变形温度、奥氏体晶粒尺寸是影响再结晶的3个因素,只有变形条件Z小于上临界值Zc时才会发生动态再结晶·再结晶后奥氏体晶粒尺寸 D是由变形条件Z惟一地决定而与原始奥氏体晶粒大小无关,Z增加, D减小,二者符合关系式Z=A D-3.91·     

表面机械研磨316L不锈钢诱导表层纳米化

采用表面机械研磨处理方法在316L不锈钢上制备出纳米结构表层,用X射线衍射和透射电镜研究横截面组织结构的演变过程,通过测定表层到内部的硬度变化研究纳米化对硬度的影响·结果表明:经过60min表面机械研磨处理后,在距样品表面约100μm深度形成高密度位错;随着应变量和应变速率的增加,在距样品表面约50μm深度诱发了机械孪生,形成了片层状孪晶,并相互交割细化组织;最终在样品表面形成了厚度约为20μm的纳米层,表层显微组织由晶粒尺寸为10～30nm的双相组织(马氏体和奥氏体)组成·表面纳米化是通过位错 孪晶及孪晶 孪晶相互作用实现晶粒细化·表面纳米化后,表层硬度显著提高·     

ZK31+0.3Yb镁合金的热力模拟

通过热压缩变形实验, 利用光学显微镜观察, 对ZK31 0.3Yb镁合金变形过程的流变应力和组织演变进行研究. 研究结果表明: 663 K/0.1 s-1是最佳的变形条件, 在此条件下, 合金的流变应力低, 动态再结晶充分激发, 合金的塑性好;当变形温度降至623 K和573 K时, 动态再结晶不能充分激发, 合金变形的流变应力明显提高, 尤其是573 K变形时流变应力达到185 Mpa;而变形温度提高到723 K时, 晶界处形成楔形裂纹, 合金的塑性差;在663 K时变形, 尽管应变速率降低至0.001 s-1, 合金的动态再结晶充分激发, 流变应力下降, 但变形的进程被减缓;当变速率提高到1.000 s-1时, 晶粒间的协调变形不能发挥作用, 合金的塑性最差.