单β相镁锂合金Mg-11Li-3Al-0.4Y中温拉伸行为

采用熔铸、大变形轧制及退火等工艺制备厚度为1 mm的Mg-11Li-3Al-0.4Y合金板材,结合扫描电子显微镜、高温拉伸试验机等实验方法,研究合金在温度范围为50~200℃和应变速率范围为0.001~0.1 s-1的中温变形行为、再结晶行为和组织性能。在Arrhenius双曲正弦型方程的基础上构建适用于单β相含稀土镁锂合金的塑性变形本构方程。研究结果表明:对于单β相Mg-11Li-3Al-0.4Y合金,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,且真应力-真应变曲线中的锯齿波符合动态应变时效中的Portevin-Le Chatelier效应,这是首次在单β相Mg-Li-Al合金中观察到Portevin-Le Chatelier效应。结合断口分析,发现热轧合金板材在中温拉伸过程中,随着温度的升高,合金拉伸断裂方式由较低温度时的准解理断裂转变为较高温度下的韧窝断裂。     

Y对高锌镁合金的拉伸蠕变行为的影响

采用扫描电镜,X射线衍射仪以及高温蠕变试验机等试验手段研究了Y含量对Mg-5.5Zn重力铸造镁合金抗蠕变性能和应力指数的影响.结果表明:随着Y含量的增加,Mg-5.5Zn合金中依次出现了Mg7Zn3,Mg3Zn6Y(I-相)和Mg3Zn3Y2(W-相)3种不同类型的强化相,而合金中第二相种类、体积分数发生变化,导致抗蠕变性不断提高.在同样的蠕变条件下,高熔点稀土相比低熔点Mg7Zn3相更能降低合金的稳态蠕变速率.Mg-5.5Zn-(0.7,1.5,3.5)Y(wt%)3种合金在175℃/50~60 MPa下的应力指数n分别为5.2,3.2和2.2,在200℃/50~60 MPa下应力指数n分别为11.0,3.8和2.9.Mg-5.5Zn-0.7Y合金在175℃/55 MPa和200℃/55 MPa条件下的蠕变机制分别为位错攀移和Power-Law方程失效.Mg-5.5Zn-(1.5,3.5)Y两种合金在175~200℃/50~60 MPa范围下的蠕变机制是位错粘滞运动.     

变形Mg--1.5 Zn--x Ce合金织构及室温成形性能

实验研究了不同Ce元素含量对变形Mg-1.5Zn合金的织构及室温成形性能的影响.结果表明：在相同的热轧和退火工艺处理后,添加不同含量的Ce元素均可以有效弱化镁合金织构强度. Mg-1.5Zn合金中添加质量分数为0.2%的Ce元素后表现出了优异的室温成形性能,织构强度最大值仅为2.20,织构沿着横向分裂,并且基面法向即c轴沿着横向发生约为±35°偏转,室温下轧向方向延伸率达到23.2%,埃里克森杯突值为5.46,平面各项异性系数△r=0.01;然而,Mg-1.5Zn合金中添加质量分数分别为0.5%和0.9%的Ce元素后,织构强度增加,埃里克森杯突值减小,由于在合金中生成了粗大的第二相粒子,使得Mg-1.5Zn-xCe合金的室温成形性能变低.     

冷轧Mg-9Li-1Zn合金的退火热处理工艺

以改善冷轧Mg-Li系合金的变形能力为目的,系统研究了冷轧变形后的Mg-9Li-1Zn合金的退火热处理工艺,分析了退火温度和退火时间对合金组织和性能的影响.研究结果表明:Mg-9Li-1Zn合金适宜的退火温度为280~300℃,退火温度过高会出现晶粒长大,表面脱锂等现象.300℃退火60 min后,合金的维氏硬度值为426.7 MPa,充分完成再结晶软化的合金在后续冷轧时总变形率可达70%.合金的退火时间以保证α相的充分球化及组织的均匀化为准则,实验中确定的最佳退火制度为300℃保温60 min.     

Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金力学性能与组织演变

为了提高合金的力学性能，通过微合金化的方法设计了一种新型超轻Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金，通过熔铸、均匀化、多向锻造和异步轧制工艺获得了细晶镁合金板材。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等表征手段研究了合金微观组织的演变，利用拉伸试验机测试了合金变形前后的室温拉伸性能，研究了不同状态下合金的力学性能，讨论了合金力学性能与微观组织转变的影响因素。结果表明，在铸态Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金中存在着α-Mg基体和Mg₂Sn、AlLi、Al₂Y和Al₂Er等第二相颗粒，多向锻造和异步轧制组合工艺有效地细化了Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金的晶粒，使合金的平均晶粒尺寸减小到7.15 μm，室温下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高至255 MPa、220 MPa 和24.9%。     

Ca对医用Mg-4Zn合金轧制板材组织与性能的影响

采用金相分析、扫描电镜分析和拉伸测试等手段研究了Ca含量(质量分数0.3%,0.6%和0.9%)对高应变速率轧制Mg-4Zn基合金板材显微组织、力学性能和耐生体腐蚀性能的影响.结果表明:加入Ca可以细化Mg-4Zn合金的动态再结晶晶粒,导致合金中残余第2相的含量增加和尺寸增大,并提高其抗拉强度和屈服强度.其中,Mg-4Zn-0.9Ca合金的抗拉强度和屈服强度分别为300 MPa和278 MPa,比基体合金分别提高了12.4%和68.5%.然而,合金的耐腐蚀性能和剩余抗拉强度随着Ca含量的增加而下降,可归因于合金中残余第2相含量的增加以及尺寸增大.Mg-4Zn合金板材中第2相比较细小、分布均匀,倾向于均匀腐蚀,在0.9%NaCl溶液中浸泡7d的平均腐蚀速率为0.80mg/(cm~2·d),浸泡7d,15d后的剩余抗拉强度分别为217 MPa和205 MPa.     

Microstructure,cold rolling,heat treatment,and mechanical properties of Mg-Li alloys

The magnesium-lithium (Mg-Li) alloy exhibits two phase structures between 5.7wt% and 10.3wt% Li contents, consisting of the a (hcp) Mg-rich and the β (bcc) Li-rich phases, at room temperature. In the experiment, Mg-5Li-2Zn, Mg-9Li-2Zn, Mg-16Li-2Zn, Mg-22Li-2Zn, Mg-5Li-2Zn-2Ca, Mg-9Li-2Zn-2Ca, Mg-16Li-2Zn-2Ca, and Mg-22Li-2Zn-2Ca (wt%) were melted. During the melting process, the flux, which was composed of lithium chloride (LiCl) and lithium fluoride (LiF) in the proportion of 3:1 (mass ratio) and argon gas were used to protect the alloys from oxidation. The microstructure, mechanical properties, and cold-rolling workability of the wrought alloys were studied. The crystal grain of the alloys (adding Ga) is fine. The hardness of the studied alloys decreases with an increase in element Li. The density of the studied alloys is in the range of 1.187 to 1.617 g/cm3. The reduction of the Mg-16Li-2Zn and Mg-22Li-2Zn alloys can exceed 85% at room temperature. The Mg-9Li-2Zn-2Ca alloy was heat treated at 300℃ for 8, 12, 16, and 24 h, respectively. The optimum heat treatment of the Mg-9Li-2Zn-2Ca alloy is 300℃×12h by metallographic observation and by studying the mechanical properties of the alloys.     

Mg-6Gd-(2-4)Y-1Zn变形镁合金的组织与性能

制备了3种不同成分的Mg-Gd-Y-Zn四元合金,并对其显微组织和力学性能进行了系统的研究.结果显示,Mg-6Gd-2Y-1Zn和Mg-6Gd-3Y-1Zn合金的铸态组织主要由α-Mg,(Mg,Zn)3Gd和18R-LPSO结构的Mg12Y1Zn1相组成.而Mg-6Gd-4Y-1Zn合金的铸态组织则主要由α-Mg,Mg24(YGdZn)5和Mg12Y1Zn1相组成.合金退火后,3种合金的退火组织均由α-Mg,Mg12Y1Zn1和14H-LPSO相组成.热挤压过程中Mg12Y1Zn1相被拉长,呈长条状沿挤压方向排列,而14H-LPSO相则分布于条状分布的Mg12Y1Zn1之间.挤压态合金经固溶和225℃时效(T6)处理后,显微组织中呈现14H-LPSO结构和β’沉淀相共存.对挤压后的合金直接进行时效处理(T5)过程中也发生了β’沉淀相,但14H-LPSO相体积分数少于T6态.3种合金中Mg-6Gd-4Y-1Zn合金在T6态的性能最好.     

Mg-1.3Mn-xCe-xZn镁合金显微组织和力学性能的研究

以Mg-1.3Mn合金为基合金,添加质量分数为1.0%或者2.0%的Ce以及质量分数为2.0%~6.0%的Zn,进行多元合金化,研究Ce,Zn对Mg-1.3Mn合金显微组织和力学性能的影响.实验结果表明：在Mg-1.3Mn合金中,一定量Ce,Zn的加入不但能明显地细化晶粒,而且能提高实验合金的抗拉强度和硬度.Mg-1.3Mn-1.0Ce-xZn合金的室温拉伸断裂机理随着Zn含量的增加也将发生改变.     

轧制变形量对Al-5Zn-3Mg-1Cu合金显微组织和力学性能的影响

采用室温拉伸试验、Kahn撕裂试验,结合光学显微镜、透射电子显微镜等方法,研究了Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金厚板在热轧过程中随轧制变形量增大其合金组织和力学性能的演变过程.结果表明:热轧变形过程中,变形量从56%增大至91%时,合金的再结晶分数由0.49%增大至43.30%,晶粒尺寸从83μm减小至10μm以下,合金的抗拉强度和屈服强度分别从542.3和520.0 MPa提升到593.4和564.9 MPa,延伸率从8.0%左右提高到11.2%;随轧制变形量的增大,合金撕裂强度和单位面积裂纹形核功呈增大的趋势.     

Ca对变形Mg-9Li-2Zn合金显微组织和机械性能的影响

实验熔制了Mg-9%Li-2%Zn(质量分数)合金并研究了添加质量分数为0.1%~0.5%的Ca对合金的影响.合金板材具有良好的冷加工性能,室温下可以轧成2 mm厚的薄板.研究了微量元素Ca对板材显微组织和机械性能的影响.室温下对板材进行拉伸测试,结果表明添加元素Ca能够提高合金的机械性能,当添加质量分数为0.1%的Ca时,板材的抗拉强度和延伸率分别提高了19%和6%,随着Ca含量的增加,强度略有提高而延伸率下降.通过显微观察可知,Ca对显微组织有细化作用,其中含Ca 0.1%时效果最明显.通过分析结果可知Ca在晶界处的吸附致使显微组织细化,进而影响了板材的机械性能.     

6.5wt%Si高硅钢冷轧薄板制备工艺、结构和性能

Fe-6.5wt.%Si合金是一种具有高磁导率,低矫顽力和低铁损等优异软磁性能的合金。但是,其室温脆性和低的热加工性能严重影响了在工业领域的应用。本实验室利用热轧、温轧、冷轧和适当的热处理相结合的方法成功轧制了厚0.05mm的Fe-6.5wt.%Si合金薄板。所获得的冷轧薄板板型良好,表面平整厚度均匀,光洁度好,在室温下具有拉伸塑性,拉伸强度为1048MPa、延伸率为1.4%。在高温退火后获得无取向高硅钢薄板。退火后,薄板的硬度下降、弹性模量升高。本文主要研究了Fe-6.5wt.%Si合金脆性本质、加工工艺、显微组织变化及其与磁性能的关系。     

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.     

热轧工艺中加热温度对IF钢组织性能的影响

选取Ti-Nb-IF钢热轧工艺中的加热温度为影响因素,采用显微观察、TEM二相粒子分析、织构分析等实验分析手段,研究了1 140℃和1 214℃两种热轧加热温度制备的Ti-Nb-IF钢样品在随后的冷轧、退火和平整过程中显微组织演变和织构演变特征的影响及最终产品的力学性能.结果表明,低温加热有利于IF钢屈强比的降低及深冲性能的提高,加热温度为1 140℃比1 214℃,其屈服强度可降低30 MPa,塑性应变比可提高0.16.其主要原因为低温加热工艺保障IF钢热轧后产生粗大的二相粒子和细小铁素体晶粒,在随后的冷轧和退火处理过程中产生分布均匀和强的γ再结晶织构.     

铝锂合金冲击韧性与温度的关系

研究了Al-2.2Li-2.2Cu-1.5Mg-0.12Zr合金的冲击韧性α_k与温度T的关系.结果表明,在本实验温度范围(90～573K)内,室温(303K)下α_k值最小,α_k-T曲线以303K和223K为界呈V形和倒V形分布,室温下冲击试样主要是沿晶断裂,而223K时主要是穿晶断裂.     

Effects of Ce-rich RE on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd alloy with duplex structure

The effects of Ce-rich RE on the microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd-x RE(x = 0, 1, 2, 3 wt%) alloys were investigated. The results indicated that the as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd alloy mainly consisted of α-Mg, β-Li, AlLi, MgLi2 Al and Al2 Nd phases. With the addition of Ce-rich RE in the alloy,Al3 RE and Al2 RE phases generated and gradually grew into net-like or block-like structure. With the addition of RE, Al-RE phases generated by consuming Al element and, thus, less Al element was dissolved in the matrix and less AlLi phase formed. Furthermore, less AlLi phase means that more Li element released to cause the increase ofβ-Li phase and refine the α-Mg phase. Under the influence of these factors, adding more RE led to higher elongation and lower tensile strength and hardness. With the addition of Ce-rich RE, the yield strength and ultimate tensile strength of the as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd alloy gradually decreased from 180 to 152 MPa and from 215 to 193 MPa, respectively, while the elongation was remarkably improved from 21.1% to 40.2%.     

不同初始态Mg-Zn-Gd加工过程中组织和性能的演变

主要研究了初始状态分别为轧态和退火态的Mg-2%Zn-1%Gd合金在360℃进行单道次66%大压下轧制和其后的退火加工过程中组织和性能的演变规律.通过金相观察、拉伸实验和杯突实验分析表明:不同初始状态Mg-Zn-Gd合金随着加工过程的进行其力学性能及演化规律也明显不同.这是由对应组织中的剪切带、孪生密度和晶粒尺寸共同决定的.初始退火态Mg-Zn-Gd合金经大压下轧制和热处理加工之后表现出了更优秀的机械性能和更小的各向异性,其最终伸长率可达289%.初始为退火态的Mg-Zn-Gd合金板材最终制得的薄板在室温下的成形性更好.     

400MPa级超级钢热连轧过程中温度及MFS的预测

采用有限单元法对热连轧生产过程中沿带钢厚度方向的温度场分布进行了预测,计算中考虑了带钢在机架间从表面的辐射和对流传热,在轧制过程中与轧辊表面的热传导和变形热·在温度场模型基础上,同时考虑动态、亚动态及静态再结晶的影响,尤其是低温区形变诱导相变软化作用,建立了计算精轧过程应力应变曲线的流变应力模型,并对400MPa级超级钢细晶化工业轧制中各道次的平均流变应力进行了预测,该模型的计算结果与Sims结果吻合较好,反映了工业生产实际