铸态镁合金大压下轧制对组织和边裂的影响

主要研究了道次压下率和轧制道次数对AZ31B扁锭坯大压下轧制所制备板材边裂以及微观组织的影响.轧制工艺为350℃下两道次或四道次大压下轧制.金相观察、边裂统计和XRD织构分析表明:当总压下率达到37%时,轧板开始出现边裂;并且裂纹深度随着压下率的增大而增加.随着压下率的增加,孪晶明显增多.当总压下率达到54%时,大部分区域已完成再结晶;进一步增大压下率,组织中出现变形局域化现象;当总压下率为82%,轧制道次增多时,边裂出现一定程度减弱,同时基面织构分布由双峰变为单峰.     

大塑性变形过程中IF钢的组织演变

在室温下,使用半连续等通道挤压法对单块IF钢试样进行重复大变形实验,通过电子背散射衍射方法,对在此晶粒细化过程中的材料组织进行了分析讨论.结果表明,在不同挤压道次中组织变形主要发生在沿两通道连接的剪切面上,且材料由切应变产生塑性变形,挤压后的试样组织在横截面上应力保持一致;随着应变的增加,材料的组织细化不断加强;10道次后,最终的大角度晶界(HAB)占总数的90%左右,同时大角度晶界的间隙减少到1μm左右,试样的平均晶粒尺寸达到055μm左右.     

轧制道次间插入冷却对特厚钢板组织与性能的影响

使用实验轧机旁冷却装置配合轧机进行轧制实验，研究轧制道次间不同冷却工艺对特厚钢板组织和性能的影响规律.研究结果表明:采用道次间冷却工艺可以在全厚度方向获得组织细化及强韧性提高效果，采用强冷道次间冷却实验钢1/4处晶粒尺寸可细化至10μm，强度为376MPa，-40℃冲击功为169J;心部晶粒尺寸可细化至15μm，强度为360MPa，-40℃冲击功为123J.本工艺可形成470μm厚表层细晶层，晶粒尺寸可细化至5μm;粗轧道次间插入冷却工艺轧制钢板强度和冲击韧性优于中间坯冷却工艺;随冷却强度增加，钢板内部组织明显细化且强度大幅提高.     

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.     

Fe--36 Ni因瓦合金的热塑性

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究Fe-36Ni合金在900~1200℃的热塑性行为,并用FactSage软件、扫描电镜及透射电镜等研究该合金热塑性的影响因素及作用机理.结果表明：合金中主要形成Al2 O3+Ti3 O5+MnS复合夹杂,夹杂物颗粒尺寸集中分布在0.5μm以下.合金热塑性在900~1050℃受晶界滑移及动态再结晶共同影响.晶界上分布的纳米级别(<200 nm)夹杂物有效钉扎晶界,抑制动态再结晶发生的同时减小晶界结合力.微米级别(>200 nm)夹杂物则促进显微裂纹在晶界滑移过程中的形成和扩展,损害合金热塑性.当温度高于1050℃时,较高的变形温度使再结晶驱动力大于钉扎作用力,合金发生动态再结晶,有效提高热塑性.在1100~1200℃区间内,枝晶间裂纹的形成、晶界滑移的加剧及动态再结晶晶粒尺寸增大都降低合金热塑性.     

Effect of initial orientation on microstructure and mechanical properties of AZ31 Mg alloy sheets via accumulated extrusion bonding

In this study, effects of initial orientation on microstructure evolution and mechanical properties of AZ31 Mg alloy sheets via accumulated extrusion bonding (AEB) was systematically studied. The samples with RD and TD parallel to extrusion direction (ED) were labeled as RED and TED, respectively. RD and TD pieces alternately stacked was named as RTED. The results revealed that under three-dimensional compressive stress, {10-12} tensile twinning dominated the first stage deformation in container. As the plunger continuous press down, dynamic recrystallization (DRX) occurred, and the newly fine DRXed grains along original and twin grain boundaries gradually consumed the matrix and twin grains. The microstructure was completely transformed into recrystallized grain structure at sizing band with an average grain size of ∼0.9 ​μm in TED sample, smaller than that of RED sample. After the alloys extruded out of the die, DRXed grains significantly grew to ∼4.5 ​μm and 3.5 ​μm for RED and TED samples, respectively. A laminated microstructure was obtained with average grain sizes of∼4.4 ​μm in RD layers and 3.5 ​μm in TD layers for RTED sample. The AEB processed samples exhibited an ED-tilt double-peak basal texture with similar texture intensity. The tensile tests results indicated that attributed to the combined effect of grain refinement and texture evolution, the yield strength and fracture elongation of RED and TED samples was significantly improved. The heterogeneous microstructure in RTED sample induced an extra work hardening (HDI-work hardening) in tensile deformation and resulted in a further improved elongation of 32.0%.     

600mm 35CrMo钢立式连铸圆坯宏观组织分析

基于中原特钢股份有限公司立式连铸工艺与CAFE形核理论,建立了Φ600 mm 35CrMo钢立式连铸圆坯传热凝固耦合模型,采用薄片移动边界法对圆坯宏观组织进行数值模拟,分析了钢液浇注过热度和二冷水制度对宏观组织的影响,并在现场进行了Φ600 mm 35CrMo钢圆坯的连铸生产。结果表明:圆坯宏观组织形貌模拟结果与现场低倍组织相一致,过热度为40℃时中心等轴晶率为29.16%。当过热度由30℃升高到50℃时,晶粒数由9 332个减小到7 155个,降低了23.33%;晶粒平均半径由1 302μm增大到1 622μm,增大了24.58%;中心等轴晶率由35.75%减小到21.13%。当冷却强度由弱冷变为强冷时,晶粒数由9 391个减小到7 228个,晶粒平均半径由1 259μm增大到1 576μm,中心等轴晶率由36.05%减小到23.04%。     

光滑试样疲劳短裂纹的形成与扩展

对两种晶粒尺寸的中碳钢光滑试样进行了旋转弯曲疲劳试验；应用复型技术监测了短裂纹形成与扩展过程，研究了晶粒尺寸对短裂纹行为的影响。结果表明：裂纹形成几乎贯穿于整个疲劳过程；裂纹形成寿命小于失效寿命的１０％；表面长度小于２ｍｍ的短裂纹扩展寿命占整个疲劳寿命的８５％以上；晶粒尺寸和微观结构对短裂纹形成和扩展都有很大影响。     

高压辊磨机操作因素对粉碎产品粒度特性的影响

采用高压辊磨机破碎贫赤铁矿,分别研究了辊面速度、辊面压力、矿石含水率等操作因素对中料和边料产品粒度特性的影响.结果表明:增加辊面压力,中料和边料产品粒度变细,中料产品粒度分布更加集中,边料产品粒度分布更加均匀;提升一定的辊面速度,中料产品粒度变细,粒度分布更加集中,继续提升辊面速度,中料产品粒度特性无明显变化,辊面速度变化对边料产品粒度特性影响不明显;提高给料矿石的含水率,中料和边料产品细度变化不明显,中料产品粒度分布更加集中,边料产品粒度分布更加均匀.     

Effects of size reduction on deformation,microstructure, and surface roughness of micro components for micro metal injection molding

The fabrication of 17-4PH micro spool mandrils by micro metal injection molding was described here. The effects of size reduction on deformation, microstructure and surface roughness were studied by comparing a φ500 μm micro post and a φ1.7 mm cylinder after debinding and sintering. Experimental results show that slumping of the micro posts occurred due to a dramatic increase in outlet vapor pressure initiated at the thermal degradation onset temperature and the moment of gravity. Asymmetrical stress distribution within the micro component formed during the cooling stage may cause warping. Prior solvent debinding and adjustment in a thermal debinding scheme were useful for preventing the deformation of the micro components. Smaller grain size and higher micro hardness due to impeded grain growth were observed for the micro posts compared with the φ1.7 mm cylinder. Surface roughness increased with distance from the gate of the micro spool mandril due to melt front advancement during mold filling and the ensuing pressure distribution. At each position, surface roughness was dictated by injection molding and increased slightly after sintering.     

应用格子 Boltzmann方法直接数值模拟研究钢中夹杂物上浮及碰撞行为

采用格子Boltzmann方法对钢液中夹杂物上浮及上浮过程中的碰撞行为进行直接数值模拟研究。结果表明,不同尺寸夹杂物颗粒上浮速度的模拟结果和理论值基本一致,表明本文所采用的数值算法能够精确有效地对钢液中固相夹杂物颗粒运动行为进行研究。当钢液中直径为80μm的夹杂物颗粒位于直径为40μm的下方并一起上浮时,直径为80μm的夹杂物颗粒会逐渐追赶上直径为40μm的夹杂物颗粒并发生碰撞形成大尺寸凝聚体,凝聚体的上浮速度显著大于二者单独上浮时的上浮速度。对于直径为40μm的夹杂物来说,形成凝聚体后的上浮速度比单独上浮时的上浮速度增加300%。实际炼钢过程中,采取必要的措施增加夹杂物颗粒之间上浮过程中的碰撞凝聚,对于提高夹杂物颗粒的上浮速度,尤其是小尺寸夹杂上浮去除速度,提高钢液的洁净度具有重要的意义。     

FGH96合金双道次热变形及其热加工图

采用 Gleeble-1500热模拟试验机对 FGH96合金进行双道次真应变量为0.6+0.6和0.3+0.9的等温间断热压缩试验,研究了变形温度为1050~1125℃、变形速率为0.001~0.1 s -1时合金的热变形行为和组织演变.热变形过程中合金发生了再结晶,第一道次较小的真应变量减轻了合金的开裂.当第一道次真应变量小时,随着温度和变形速率的上升,合金道次间再结晶软化率增加.不同应变量以及不同道次真应变量均对合金热加工图产生明显影响.在相同变形条件下,当能量耗散率随应变量的增加而下降时,合金中组织由细晶向粗晶转变,反之则由粗晶向细晶转变;当能量耗散率不随应变量的变化而变化时,能量耗散率低于20%的合金中出现大量的不完全再结晶组织,能量耗散率高于35%的合金中出现细小完全再结晶组织.     

Cr12N钢高压凝固钢锭的气泡分布

在冶炼Cr12N铁素体高氮钢时,发现钢锭中有气泡产生,但随着凝固压力的增加,气泡含量越来越少。当熔炼压力0.6 MPa,凝固压力由1.0 MPa增加到1.6 MPa时,气泡数量的平均值由46.37个/mm2降到9.46个/mm2,气泡量下降到原来的20.4%;直径大于20μm的气泡数量下降到原来的17.4%,而直径小于5μm的气泡数量增加了37.7%。熔炼压力0.3 MPa凝固压力1.6 MPa的钢锭,下表面的气泡平均面积含量是上表面气泡含量的23.9%,边缘位置处的气泡平均面积含量是中心位置处的25.9%。根据建立的计算钢锭中实际氮含量模型可知,当熔炼压力为0.6 MPa凝固压力增加到1.8 MPa时,可得到没有气泡的高氮钢锭。     

热轧态与回火态 AH80 DB 低碳贝氏体钢组织与冲击韧性

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对热轧态和回火态AH80DB低碳贝氏体钢的显微组织、马氏体/奥氏体( M/A)岛、第二相的析出行为以及晶界取向差、有效晶粒尺寸进行研究,揭示回火后低碳贝氏体钢冲击韧性得到改善的原因.结果表明：两种试样的组织均由板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,其中回火态试样中针状铁素体组织较多.热轧态钢中存在较大尺寸M/A岛且呈方向性分布,大角度晶界比例占17.33%,有效晶粒尺寸为3.57μm;而回火态钢中M/A岛的尺寸较小,大角度晶界比例增加3.43%,有效晶粒尺寸减小0.56μm.热轧态钢中析出相主要是( Nb,Ti) C,尺寸在50~150 nm之间,回火态试样中析出较多细小的球状( Nb,Ti) C析出相,尺寸在10 nm左右.     

正火对高Cr马氏体耐热钢组织和性能的影响

通过光学显微镜、透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)分析,研究了正火处理对高Cr马氏体耐热钢显微组织、力学性能及断裂机理的影响.结果表明,900~970℃正火后,晶粒尺寸十分细小,在10μm以下.1060~1200℃正火晶粒尺寸迅速增长,1060℃正火晶粒尺寸约为33μm.经过1060℃×2h正火+760℃×3h回火热处理后,室温和600℃高温拉伸屈服强度分别达到535MPa和380MPa,综合力学性能优良,而1060℃长时间正火对力学性能并无明显影响.1060℃×2h正火+760℃×3h回火热处理后得到破碎的晶粒细小回火马氏体组织,晶界上200~300nm M₂₃C₆和晶内5~50nm MX型弥散析出有效地阻碍位错运动,进而提高了材料力学性能.     

Static Recrystallization Behavior of SCM435 Steel

The static recrystallization behaviors in SCM435 steel were investigated by two-pass hot compression tests on MMS-200 thermosimulation machine. Effects of deformation temperature, strain rate,deformation degree and the initial austenite grain size on static softening were analyzed. The stress compensation method was used to calculate the static recrystallization. The kinetics model of the static recrystallization of SCM435 steel was established and the obtained activation energy for static recrystallization was 182. 8 kJ /mol. Results showed that within a certain time interval( 1-100 s),the static recrystallization fraction X of SCM435 steel increased as the deformation temperature,the deformation rate and the amount of deformation increased,and it decreased as the initial grain size increased and increased as the time interval increased.     

温度对X12CrMoWVNbN10-1-1钢组织及力学性能的影响

对X12Cr Mo WVNb N10-1-1耐热钢进行了300~600℃之间的高温力学试验,利用OM,SEM与TEM观察分析各温度下材料的微观组织及断口形貌,研究了温度对材料组织及高温力学性能的影响.结果表明:随温度升高,300~400℃,析出的脆性M3C相的数量和尺寸不断增加,且出现偏聚,析出强化和形变强化作用逐渐增强,塑性变形中,脆性相M3C处更容易出现应力集中,裂纹的产生、扩展更快,更易断裂,材料的塑性随之下降.400~600℃,碳化物发生转变,M3C相快速重熔分解,M7C3及M23C6开始析出,使得析出相的数量和尺寸下降,强化作用减弱;同时,动态回复作用越来越强,材料的强度快速下降,塑性快速上升.     

变形温度对Fe-11Mn-4Al-0.2C钢奥氏体稳定性的影响

以锰元素质量分数为11%的冷轧中锰钢为研究对象,通过分析在不同变形温度下实验钢的显微组织和力学性能的变化规律,研究变形温度对奥氏体稳定性的影响,最终确定Mσs的温度为20~25℃.结果表明,随着拉伸温度的升高,实验钢的奥氏体稳定性逐渐增高,应变硬化能力逐渐降低.在Mσs点附近进行拉伸时,实验钢中应力诱发马氏体相变和应变诱发马氏体相变两种机制并存,TRIP效应对实验钢强度和伸长率的贡献最大,因此综合力学性能最好.通过理论模型计算可得实验钢的奥氏体平均晶粒尺寸为0.70~0.71μm.     

放电等离子烧结热变形Nd-Fe-B磁体的磁性能研究

采用放电等离子烧结技术,利用不同速率的快淬薄带制备出各向异性的热变形Nd-Fe-B磁体,运用振动样品磁强计和扫描电子显微镜对热变形磁体的磁性能和微观结构进行研究.结果表明：随着快淬薄带速率的增加,获得最佳磁性能的热变形温度也逐渐增加,三类热变形Nd-Fe-B磁体获得最佳磁性能的热变形温度分别为650,680和700°C;磁体最佳磁性能中的剩磁和最大磁能积随着快淬薄带速率的增加而降低,而内禀矫顽力却略有增加.磁体的晶粒尺寸随着热变形温度的增加而增大;相同热变形温度下,磁体的晶粒尺寸随快淬速率的增加而减小.     

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