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...     

对一种Zn-Ni-Mg合金的超塑性研究

本文研究了名义成分为Zn—0.10%Ni—0.05%Mg的弥散强化锌基合金冷轧薄板的超塑性行为。当拉伸试样以适当的应变速率拉伸时,此合金在180℃以上显示了超塑性。在230℃和0.03分~(-1)的应变速率下,合金的应变速率敏感性指数达到0.48的最大值。在230℃获得的最大伸长率恒速拉伸时为335%,变速拉伸时为524%。此合金的超塑性变形激活能为21.1Kcal/mol,与纯锌的晶格扩散激活能很接近,说明锌的晶格扩散是此合金超塑性变形过程的速率控制因素。超塑性变形后的金相试验表明,此合金超塑性变形前经再结晶形成的原有等轴微细晶粒组织基本上未发生改变,同时还显示了晶界滑动的证据。此外,用透射电镜观察时,还见到了位错线与晶粒内沉淀相微粒间的交互作用。此合金的超塑性变形过程可用受晶粒内位错运动调节的晶界滑动来解释。合金中的沉淀相经电子衍射鉴定为Ni_3Zn_(22)和Mg_2Zn_(11)。本文还讨论了沉淀相微粒在高温超塑性变形过程中稳定基体微细晶粒的作用。     

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.     

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.     

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.     

变形量对Cu-Ni-Si合金再结晶行为的影响

对经过二级变形时效处理后的Cu-Ni-Si合金进行不同变形量的冷变形后,再进行退火处理,研究了变形量对合金抗软化性、再结晶组织和再结晶动力学行为的影响。研究结果表明:再结晶晶粒在晶界处形成,大的变形量能够提高再结晶的形核速率。经40%变形的合金的软化温度为470℃,再结晶温度在550℃左右;在400℃退火时,合金发生再结晶的激活能为162 kJ/mol。再结晶的激活能随变形量的增加而降低,当变形量由40%增至80%时,再结晶激活能由162 kJ/mol降至140 kJ/mol。     

粗晶Fe3Al基合金在高温变形时显微组织演变机制

采用Gleeble 1500型热模拟试验机进行单轴压缩实验,研究了Fe3Al基合金在温度为850 ℃、应变速率为10-3 s-1条件下的组织演变. 结果表明:在本实验变形条件下,Fe3Al基合金能够发生动态再结晶. 变形初期,Fe3Al可以通过晶界弓弯机制形成动态再结晶核心,即发生了不连续动态再结晶现象,但再结晶核心不易长大. 随着应变量的增加,通过连续动态再结晶形成一定量的再结晶细小晶粒.     

AZ31镁合金加工图研究

采用加工图理论系统的分析了AZ31镁合金在高温变形过程中的变形行为。结果表明:AZ31镁合金在塑性变形行为过程中发生动态再结晶,温度的升高和应变速率的降低有利于动态再结晶形核的形成与长大。采用加工图理论分析AZ31镁合金高温下的塑性变形行为并至关反映变形后AZ31镁合金材料的组织演化以及性能变化规律。由加工图可知材料的最佳变形条件:压缩变形过程温度为320℃~360℃、应变速率为0.5~0.05 s-1;拉伸变形过程温度为350℃~400℃、应变速率为0.001~0.000 33 s-1.     

大晶粒Ni-Al合金的超塑性

研究了原始晶粒尺寸为 2 2 0μm的 Ni- 40 % Al(原子分数 )单相合金的高温变形行为 .结果表明 ,该合金在 1 0 0 0～ 1 1 0 0°C温区 ,5× 1 0 -4～ 5× 1 0 -5s-1的应变速率范围内呈现超塑性变形 ,在1 0 5 0°C应变速率为 2 .5× 1 0 -4s-1时 ,最大延伸率可达 340 % ,相应的应变速率敏感指数为 0 .3,表观激活能为 2 89k J/mol.原始大晶粒组织经超塑性变形后显著细化 ,而大晶粒超塑性是由高温变形过程中发生连续回复和再结晶所致 .     

退火工艺对AZ31B镁合金铸轧板组织和性能的影响

研究不同退火温度、时间对普通铸轧和复合能场(电磁场+超声波)铸轧AZ31B镁板组织及性能的影响。研究结果表明:铸轧镁板的再结晶温度在复合能场作用下降低了约50℃;250℃退火时,普通铸轧镁板无明显再结晶,复合能场铸轧镁板局部再结晶;在300℃,4 h时,铸轧镁板均充分再结晶,复合能场铸轧镁板晶粒细小,组织均匀,平均晶粒直径为8~13μm,而普通铸轧镁板晶粒平均晶粒直径为14~19μm;400℃退火时,晶粒开始粗大,1 h时复合能场铸轧镁板与普通铸轧镁板的平均晶粒直径分别为28~33μm和20~25μm。退火后,铸轧镁板内析出相数减少,复合能场铸轧镁板析出相弥散分布在晶界上,普通铸轧镁板析出相较多并富集在晶界和晶界附近。退火后铸轧镁板的塑性变形能力明显改善,在300℃,4 h时,复合能场铸轧镁板的硬度、抗拉强度、屈服强度、伸长率比普通铸轧镁板分别提高了4.7%,17.2%,34.1%和74.6%。     

20CrMnTiH齿轮钢高温塑性变形特性

以20CrMnTiH齿轮钢为研究对象,在变形温度850~1 150 °C和应变速率0.01~10 s-1的变形条件下,采用高温压缩热模拟实验研究其塑性变形特性.发现：变形温度850 °C时的流动应力为1 150 °C时的2~3倍,应变速率10 s-1时的应力值为应变速率0.01 s-1时的2~3倍,在高温和低应变速率的条件下发生了连续动态再结晶;从微观组织来看,随变形温度升高,再结晶晶粒沿着初始晶粒的晶界长大并形成新晶粒,变形温度1 050 °C时,多次动态再结晶使得晶粒长大明显.根据采用双曲正弦函数修正的Arrhenius方程,利用线性回归法求出相应的热变形激活能为371.053 kJ/mol.利用加工图确定了相应的热变形过程最佳工艺参数范围,即变形温度为1 020~1 150 °C,应变速率为0.5~2.5 s-1.

     

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.     

Ce元素对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织与热变形行为的影响

采用Gleeble-1500D热模拟机,对Mg-5.5Gd-4.5Y- 1Nd-xCe-1Zr(x=0和0.2％,质量分数)合金进行热压缩变形实验(实验温度为375～525℃,应变速率为0.01、0.1和1 s-1,最大变形量为50％),并对合金的塑性变形行为以及变形后的组织进行研究.研究结果表明:合金在变形温度为375℃、应变速率为0.01 s-1条件下开始发生动态再结晶;随着变形温度的升高或应变速率的降低,再结晶体积分数逐渐增加,再结晶晶粒粒径逐渐变大;添加Ce元素可提高再结晶体积分数,减小再结晶晶粒粒径;固溶过程中出现的“椭球状”Mg12Ce粒子对再结晶有粒子激发形核(PSN)作用;这2种合金在375～525℃下的变形表观激活能分别为191和212 kJ/mol.     

Ni-48Al金属间化合物的超塑性

研究了原始晶粒尺寸为 2 0 0 μm的 Ni- 48Al单相金属化合物的高温变形行为 .结果表明 ,该合金在 1 0 2 5～ 1 1 0 0°C,应变速率 1 .2 5× 1 0 -4～ 2× 1 0 -3 s-1内呈现超塑性变形 ,在 1 1 0 0°C、应变速率 1 .1 2 5× 1 0 -3 s-1时 ,最大延伸率可达 1 88.2 % .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 ,大晶粒超塑性变形机理为高温变形过程中发生的连续动态回复与再结晶     

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。     

轧制态5083铝合金的超塑性

为获得轧制态5083铝合金超塑性变形行为的工艺参数,对超塑性变形行为及其原理进行了研究。结果表明：在300℃条件下,当应变速率为1.67×10^-4s^-1时,材料的伸长率最高,达到126.1%。在此条件下轧制态5083铝合金呈现良好的超塑性,材料在超塑性变形过程中表现出明显的应变软化现象,伴随有锯齿形流变现象;断裂形式为韧性断裂,断口形貌由韧窝和撕裂棱组成。该结果为轧制态5083铝合金的工业化生产提供了数据参考。     

不同应变速率热变形双相不锈钢的取向特征

在MMS-200热模拟实验机上,对S32750超级双相不锈钢在1 000℃,应变速率为0.01～10 s-1的条件下进行了高温压缩实验,利用电子背散射衍射(EBSD)技术对其晶体取向和晶界特征进行了分析.研究结果表明:在低应变速率时,铁素体晶粒出现〈111〉∥压缩轴织构;在高应变速率时,〈001〉织构又明显增加.铁素体晶粒随着应变速率的增加变得细小,而小角度晶界数量增加;在应变速率为10 s-1时,形变后奥氏体晶粒得到了〈110〉织构.应变速率的增加使奥氏体晶粒变大,小角度晶界数量增加.奥氏体相在小应变速率条件下变形可以获得更多的Σ3孪晶界.     

轧制变形量对高纯铝三叉晶界、晶界形变及退火行为的影响

采用电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)技术研究了不同变形量高纯铝试样的变形行为和退火后三叉晶界及晶界的迁移行为.研究结果表明,冷轧变形后三叉晶界附近的点对原点的取向差与泰勒因子及施密特因子有很好的一致性.具有较大施密特因子或者较小泰勒因子的晶粒的取向差较大,并且随着变形量的增大取向差的最大值也增大.Kernel平均取向差(Kernel average misorientation,KAM)图表明塑性变形时,三叉晶界和晶界处应变集中.对于冷轧变形量为17%的三叉晶界,施密特因子最大的晶粒内部滑移带终止于晶内,主要原因是相邻晶粒变形时为了相互协调,晶界附近的晶粒间发生了较大偏转,出现了晶界影响区外;对于变形量为35%的三叉晶界,除了出现晶界影响区外,在施密特因子最大的晶粒内三叉结附近出现了折痕.随后试样经过第一次400?C退火15 min,三叉晶界及其相关晶界发生了迁移,并且晶界在原来的位置留下了鬼线.晶界都是由施密特因子较小的晶粒向施密特因子较大的晶粒迁移,也就是由硬取向的晶粒向软取向的晶粒迁移,并且迁移后晶界变得更弯曲,晶界的迁移距离比三叉结的大,说明在此温度下退火后,三叉结对晶界的迁移有拖曳作用.三叉晶界及其晶界的迁移量随着变形量的增大而增大,这是因为变形量大、储能高,给三叉晶界及晶界提供的驱动力也大.最后试样经过第二次400℃退火17 min,为了降低第一次退火后残留的应变能,晶界又进一步迁移.     

应变速率对GH625合金热变形过程组织演变的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对GH625合金进行了以不同变形温度、不同应变速率变形到真应变值为0.7的热压缩试验,以研究其热变形过程的动态再结晶组织演变.利用光学显微镜（OP）和透射电镜（TEM）分析了应变速率对GH625合金热变形过程中的组织演变及动态再结晶形核机制的影响.结果表明:应变速率·ε=10.0s^-1时,实际变形温度高于预设温度,产生变形热效应.GH625合金热变形过程的组织演变是一个受应变速率和变形温度控制的过程,在应变速率·ε≤1.0s^-1时,GH625合金动态再结晶晶粒的尺寸及体积分数随着应变速率的升高而降低,动态再结晶形核机制是由晶界弓弯的不连续动态再结晶机制和亚晶旋转的连续动态再结晶机制组成;在应变速率·ε=10.0s^-1时,由于变形热效应使动态再结晶晶粒的尺寸及体积分数迅速升高,动态再结晶机制则是以弓弯机形核的不连续动态再结晶机制为主.     

微细晶粒LC4铝合金的超塑性研究

LC4铝合金的常规热轧板材经适当形变热处理后,制得了晶粒尺寸细化到6.8μm的薄板。该材料在445～505℃和10~(-3)～10~(-4)秒~(-1)应变速率的拉伸条件下显示出典型超塑性材料的力学特征。在Ⅱ区内的应变速率敏感指数约为0.5,最大延伸率达500%。由lnε(恒定应力)与1/T间的关系求得此合金的超塑性变形激活能为41.4±2.5K cal/mol。此合金的超塑性变形过程是由金属的体自扩散所控制。