电工纯铁DT4剪切带内微观组织结构与剪切敏感性分析

采用Hopkinson 压杆冲击加载装置和帽形试样对电工纯铁进行约103s-1应变率条件下的冲击压缩实验,利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察高速冲击后电工纯铁剪切带及微观组织. 结果表明,电工纯铁中的剪切带(ASB)由带中心比较平滑、细小晶粒和带边缘被拉长的变形晶粒(过渡区)组成. 过渡区中晶粒有一定择优取向,衍射花样分别为不连续椭圆状和环状. 剪切带中心晶粒直径小于0.5μm,锻态和轧制态电工纯铁ASB中心衍射花样分别为不连续和连续环状. ASB内位错密度很低,但其相邻基体内含有高密度位错. ASB内没有相变发生.     

高速切削淬硬钢主剪切区绝热剪切失稳微观机理研究

使用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对高速切削淬硬30CrNi3MoV高强度钢形成的锯齿状切屑主剪切区内材料微观特征进行了观察,并对绝热剪切失稳的微观机理进行了分析.微观观察和分析结果表明,绝热剪切带中心由平均直径0.4～0.6μm的细小等轴晶粒组成,过渡区内为碎化并沿剪切方向拉长的马氏体板条组织.锯齿状切屑的形成应归因子主剪切区材料绝热剪切失稳的发生,在此过程中,动态回复和再结晶成为微结构演化的主要冶金过程,绝热温升起到了关键作用.等轴晶组织的形成机制为旋转式动态再结晶.     

位错密度演化模型的研究进展

作为材料微观结构状态的一个内部变量,位错密度与材料组织结构演化和力学性能密切相关。金属材料在塑性变形过程中,其位错密度会发生演化。因此,位错密度演化模型的建立是材料组织结构和力学性能研究领域的一个重要课题。本文简要介绍了位错密度的演化规律及其物理机制,综述了当前位错密度演化模型的研究进展,总结了位错密度演化数值计算方法的研究现状,介绍了位错密度对组织结构演化和力学性能的影响规律,探讨了位错密度演化研究的发展趋势。     

I型裂纹尖端无位错区近场的微观断裂模型

经微观实验及在位错理论的基础上建立了Ｉ型裂纹尖端无位错区（ＤＦＺ）近场的微观断裂模型，对其进行了数值计算。结果表明：位错密度最大值处即是实验观察到的微孔洞萌生位置。     

Ti6A14V 高效切削加工中绝热剪切带内微观组织演变及其形成机制

为了给钛合金的切削加工工艺制定提供参考,对Ti6A14V高效切削加工中绝热剪切带内微观组织演变及其形成机制进行研究。将Ti6Al4V看作切削材料,在不同情况下完成切削,选择有代表性的切屑当成制作金相的样本,给出切削实验工艺参数。选用蔡司金相显微镜对金相组织进行观察,通过Digimizer对锯齿金相的齿距、自由表面、带倾角和带宽进行测量,以体现锯齿化程度。针对金相样本,通过绝热剪切带内微观组织演变方法研究了切削速度和刀具前角对切屑的影响,以及进给速度对锯齿成形的影响,分析了Ti6Al4V切削形成机制。结果表明,在切削速度与进给速度逐渐增加,刀具前角从正值变化至负值的情况下,Ti6Al4V切削锯齿化程度增强;在切削速度、进给速度增加,刀具前角降低的情况下,绝热剪切程度增强;Ti6Al4V切削形成符合热（粘）塑性失稳机制。     

AM80-0.2Sr-1.5Ca镁合金高温压缩过程动态再结晶模拟

在Gleeble-1500热压缩实验机上对AM80-0.2St-1.5Ca锾合金进行高温压缩实验,得到了该合金在温度为300～450℃、应变速率为0.01～1 s-1条件下的流变应力曲线.结合改进的LaasraouiJonas(L-J)位错密度模型和Kock- Mecking(K- M)位错密度模型,获得AM80-0....     

钢铁材料热轧过程组织演化的数学模型研究

材料研究的深入和相关工业的需求，推动材料向模型化、定量化的方向发展。模型化和组织演变预测技术是研究钢铁热轧过程预测不同化学成分、不同工艺条件下组织演变规律与性能的投资小、见效快的好方法。本较系统总结了钢铁材料热轧过程中动态再结晶组织演化的数学模型，静态再结晶组织演化的数学模型和晶粒尺寸数学模型的描述，并给出了它们的适用条件及范围和发展方向。     

焊接接头微观组织演化的可视化模拟

本文主要针对焊接接头微观组织演化建模及其可视化方法进行研究。采用元胞自动机模型,通过对焊接接头的微观组织晶粒生长进行模拟来分析和研究微观组织的形态学和动力学特征;通过微观组织图像人工生成技术,直观、精确地展现出微观组织演化的可视化效果。实验结果表明,经过回归分析得到的晶粒生长指数同主流的Burke经验公式相符,使用元胞自动机算法对微观组织演化进行的可视化模拟得到了令人满意的效果。     

恒定剪切作用下全尾膏体微观结构演化特征

全尾砂膏体作为一种塑性流体,其内部结构的形貌特征与浆体流动性能紧密相关,研究剪切过程中微观结构的演化特征,对于分析膏体管道输送及制备工艺中的流动行为具有十分重要的意义.本文借助扫描电镜技术,拍摄了不同搅拌时间的膏体微观结构图像.综合应用计算机图像处理技术和分形理论,估算了膏体微结构的分形盒维数,提出以结构系数λ作为微结构形貌特征的表征指标,建立了搅拌过程中微结构时间演化过程的数学模型.某铅锌尾矿膏体相关实验的结果表明：其结构系数λ随搅拌时间急剧减小,并逐渐趋于平缓,最终达到某一平衡状态.通过对实验数据的拟合,得到其演化模型相关的破坏系数及恢复系数,分别为0.171及0.491.     

反向凝固1Cr18Ni915F复合铸带微观组织特征和界面剪切强度

采用反向凝固法在实验室条件下研究奥氏体不锈钢复合带制取的工艺过程,通过对 复合铸带试样的金相和扫描电镜研究,发现了复合铸带由具有不同微观组织特征的３个区域 组成,即碳素钢母带区、不锈钢新相层和界面过渡区．复合铸带界面剪切强度试验的结果表明, 反向凝固奥氏体不锈钢复合铸带的界面结合性能完全达到国标的要求．     

压下率对42CrMo钢塑性成形与微结构演化的影响

以热物理模拟试验为基础,得到42CrMo钢发生动态再结晶的数学模型.采用热力耦合的弹塑性有限元法对42CrMo钢圆柱试样在形变温度为1 050℃、应变速率为0.1 s-1的热变形过程进行数值模拟,讨论该热变形过程中压下率对42CrMo钢试样应力/应变分布情况与微结构演化规律的影响.模拟结果表明:在热变形过程中,试样各部位变形不均匀,试样心部的等效应变最大,且变形不均匀性随着压下率增加先增大,然后趋于稳定;试样各部位的等效应力分布不均匀,其最大值一般位于心部大变形区与自由变形区和粘着区的交界处,平均等效应力在压下率约为20%时达到峰值;由于变形的不均匀性导致了动态再结晶的不等时性,动态再结晶首先发生在心部大变形区,然后,向自由变形区和粘着区延伸,而且该条件下动态再结晶临界应变约为20%;试样心部等大变形区的动态再结晶晶粒较细,而粘着区等小变形区的动态再结晶晶粒较粗大,随着压下率的增大,动态再结晶晶粒继续长大.     

合金凝固过程中晶粒尺寸和形貌演变的预测

利用合金凝固热力学原理,考虑形核和长大因素,建立了预测晶粒尺寸的理论模型,利用该模型对近液相线半连续铸造6061铝合金的晶粒大小进行了计算,所得结果与实验吻合.在所计算的几个条件中,最大误差小于7μm.通过对凝固过程中液固界面法向生长的扰动分析,得出球形晶粒周边主导波长及对应于一定波数的临界晶粒直径表达式.利用此关系可以很好地解释球晶生长及其向一定形貌的枝晶转变的条件及机理;对于分析凝固组织中不同形貌晶粒的形成及演化具有参考价值;对于半固态合金组织性能预测及其制备工艺优化具有实际意义.     

AISI304不锈钢在冷加工过程中的微观组织变化

在不同温度下对AISI304不锈钢进行不同方式、不同程度冷加工,用铁素体测量仪测定马氏体相变量,研究了冷加工与马氏体相变的关系;将AISI304不锈钢在低温(液氮,-70#℃)条件下进行不同程度拉伸,采用透射电镜观测位错分布,研究了冷加工与位错密度的关系.结果表明:冷加工在一定条件下可以产生形变诱发马氏体,其含量随冷加工变形量的增大而增加;同时,冷加工导致AISI304不锈钢中金属晶粒拉长,其位错密度随冷加工变形量的增加而增大.     

钢铁材料热轧过程组织演化的数学模型研究

材料研究的深入和相关工业的需求 ,推动材料向模型化、定量化的方向发展。模型化和组织演变预测技术是研究钢铁热轧过程预测不同化学成分、不同工艺条件下组织演变规律与性能的投资小、见效快的好方法。本文较系统总结了钢铁材料热轧过程中动态再结晶组织演化的数学模型 ,静态再结晶组织演化的数学模型和晶粒尺寸数学模型的描述 ,并给出了它们的适用条件及范围和发展方向     

单级时效处理对6082铝合金型材微观组织的影响

为优化时效处理参数,探索时效处理对材料的强韧化影响机制,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子背散射衍射(EBSD)研究了单级时效处理对6082铝合金挤压型材微观组织演变的影响.结果表明:时效处理可以使6082铝合金棒材挤压成型材的过程中储存的残余应力得到有效去除,晶粒出现细微长大现象,平均尺寸由7.02μm增长为9.80μm;平均晶界角度降低,从25.51°降到16.06°,低角度晶界比例显著提高,从47.91%提高至67.47%;时效处理可以使晶粒{100}和{110}方向的晶粒分布发生明显的变化,明显增强了试样在{100}和{110}方向的织构.这些转变有利于6082铝合金挤压型材综合性能的提高.     

金属热变形时组织演化的有限元模拟及性能预报

提出了流变应力的描述方法，该方法考虑了热变形时组织演化的影响，在此基础上，提出了一种新的金属热变形时组织演化的模拟方法，并确定了组织演化模拟程序中后些关键性因素，还讨论了冷却过程中的组织变化性能预报问题，对Ｑ２３５低碳钢的双道次压缩过程的组织演化情况进行了模拟，并和实验结果进行了对比。     

高强度钢正交切削过程中剪切变形局部化研究

通过正交切削实验对高强度钢30CrNi3MoV锯齿形切屑内剪切变形局部化的临界切削条件和绝热剪切带的分布规律以及微结构特征进行了研究．结果表明,因切屑剪切区内发生剪切变形局部化,在一定临界切削速度下切屑由带状屑转变为锯齿形切屑;对临界切削速度的理论预测和实验结果基本一致．随着切削速度的增加,剪切带的宽度和间距随之减小．在锯齿形切屑内发现两种剪切带即形变剪切带和白色剪切带．TEM观察表明,白色剪切带中心为等轴晶粒,剪切带内的组织结构经历了一系列复杂的演变过程．     

相场法模拟定向凝固微观组织演化研究进展

定向凝固是一种新型的铸造成型技术,能够很好地呈现出凝固过程中界面形态的演化过程,而相场法在如今微观组织数值模拟领域中是最具有优势的一种研究方法.介绍了相场法数值模拟的基本原理,阐述了国内外学者对二元或多元合金在受流场、溶质间相互作用和各向异性、过冷等因素条件影响下自由枝晶和小晶面枝晶的相场法模拟的研究进展,说明了采用相场法耦合溶质场和计算相图等方法在其他微观组织中的应用,并且指出了相场法在模拟定向凝固微观组织领域中所存在的不足之处以及未来的发展趋势.     

H型钢热轧过程微观组织的数值预报

将热力耦合有限元方法与金属微观组织演变数学模型相结合,提出了热变形过程微观组织的数值预报方法。作为应用,模拟了Ｈ型钢热轧过程的微观组织演变。预报值与实测值吻合良好,表明本文方法己能成功预报热变形后的金属微观组织。     

PbS对高铅锡青铜合金离心铸造微观组织的影响

采用离心铸造方法制备了高铅锡青铜合金,研究了Pb S对高铅锡青铜合金离心铸造微观组织及硬度的影响.研究结果表明,未加Pb S时铅偏析严重,铅呈块状及条带状集中分布;加入Pb S后,形成Cu2S化合物均匀分布在晶界上成为结晶核心,Cu2S不断增加连络成网络状,阻碍铅的偏析;随着Pb S质量分数的增加,铅偏析程度减小,晶粒逐渐细化,硬度增加;加入3.0%Pb S时,铅偏析程度最小,铅分布均匀,晶粒得到细化.