MnE21镁合金挤压+轧制薄带的组织性能分析

为了得到板型较好的MnE21稀土镁合金薄带,采用挤压和轧制相结合的变形工艺,利用稀土元素细化晶粒的特点,对厚为1.4 mm的挤压板坯进行升温轧制得到0.5 mm和0.2 mm厚的薄带,并对其进行分析,探究材料在轧制过程中显微组织和力学性能的变化。实验不仅证实了MnE21稀土镁合金的可轧制性,还发现经过轧制,板材的各向异性逐渐减小,材料的抗拉强度和延伸率逐渐下降。     

异步轧制对AZ31镁合金静态再结晶及晶粒细化的影响

研究了AZ31镁合金薄板在异步轧制过程中,异速比、压下率及退火工艺对其退火晶粒尺寸的影响.结果表明:适当提高轧制异速比和道次压下率能够显著细化晶粒,但是异速比过高时,轧辊与轧件会产生相对滑动,细化晶粒效果降低,其中异速比为1.3时,细化晶粒效果最佳;剪切作用使镁合金中孪晶数量及分布均匀程度提高,位错缠结被"切碎",畸变能得以更均匀地分布于变形体内,是异步轧制具有良好晶粒细化效果的主要原因;此外,合理的异步轧制工艺还能缩短镁合金板带所需的中间退火和成品退火时间.     

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.     

半固态轧制对沉积态7050铝合金显微组织的影响

在560～620℃下对喷射沉积态7050铝合金材料进行了半固态轧制实验,采用扫描电镜和能谱仪、X射线衍射仪考察了材料晶粒尺寸和第二相粒子的分布随重熔温度的变化规律,以及轧制过程中重熔温度和变形量对带材显微组织的影响,分析了半固态轧制的可行性.结果表明:喷射沉积态7050铝合金的晶粒长大激活能为70.5kJ/mol;当重熔温度由560℃增加到620℃时,材料的晶粒粗化速率由1.16μm3/s增加到76.06μm3/s,液相分数由3.7%增加到64.1%;第二相粒子的分布和数量对晶粒的粗化有抑制作用;喷射沉积态7050铝合金最佳的半固态轧制重熔温度为590℃;喷射沉积态材料在半固态轧制成形时,形变的主要作用是致密化材料、破碎晶粒、促使动态再结晶的发生.     

双辊铸轧镁合金薄带冷轧实验研究

采用AZ31镁合金铸锭在实验室立式等径双辊铸轧机上进行铸轧试验;对铸轧带坯直接进行冷轧和冷轧后退火处理.研究了AZ31镁合金薄带立式双辊铸轧工艺及铸轧带坯进行冷轧、轧后退火过程的组织演变行为.采用合理的工艺参数,成功铸轧出镁合金薄带,同时由于双辊铸轧快速冷却和压力下凝固成形技术特点,改善了镁合金的凝固组织.对铸轧镁合金带坯直接进行冷轧,最大变形量可以达到40.7%.经过冷轧后的镁合金板材,在350℃下退火30~60 min,可以获得平均晶粒直径为9~10μm的等轴晶细晶组织.     

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.     

异步轧制AZ31镁合金板材组织

对不同总变形量、道次压下量、轧制温度以及轧制路径等工艺条件下所制备的AZ31镁合金板材的组织进行研究。研究结果表明：异步轧制有利于板材的晶粒细化,其晶粒粒度约为8．9μm,明显小于常规轧制板材的13．2μm;当总变形量由40％增大到80％时,晶粒粒度从40μm左右减小到30μm左右,出现了较多的孪晶;当道次压下量由5％增加到20％时,晶粒粒度从40μm左右减小到10～20μm,孪晶数量也随之减少;当温度由350℃升高到400℃时,晶粒粒度由20μm左右下降到10μm,且大部分晶粒为等轴晶;轧制路径的改变,使板材中的显微组织和孪晶数量产生改变,C路径中的晶粒细小,粒度约为10μm,D路径中的孪晶数量最少。     

数值模拟板料轧制形变累积的研究

板料轧制形变累积有利于细化晶粒组织,而多道次轧制能增大轧制板料的等效应变与等效应力,实现细化晶粒的目的.以低碳低合金钢AISI-4140板料为研究对象,应用数值模拟软件,仿真轧制过程.通过板料厚度t=4mm轧制为2mm;厚度t=4mm轧制为3mm,再进一步轧制为2mm.对比分析板料的等效应变、等效应力分布,表明在同样变形量条件下,多道次轧制比一道次变形应力大,细化微观组织作用也大.另外,轧制跟踪点的等效应变与应力值在靠近上、下轧辊比中间区域数值大,该区域的晶粒细化明显.     

水平式双辊连续铸轧铅合金板的试验研究

研制了适合铅合金板连续铸轧使用的复合型铸嘴.研究了铸轧过程中温度与轧制速度等工艺参数对轧制过程的影响,试验表明最佳铸轧温度范围为355～370℃,最佳轧制速度范围为1.1～1.2m/min.对连续铸轧法生产的铅合金板带与铸造+轧制法生产的铅合金板带进行对比测试.结果表明:二者的密度、电导率大小相当;晶粒尺寸大小相当,合金元素均成弥散分布;在力学性能方面,连续铸轧法生产的铅合金板带略低于铸造+轧制法生产的,这可能是由于合金元素Ca的缺少所致.用水平式双辊连续铸轧法成功轧制出基本满足商业使用要求的铅合金板带.     

双辊薄带连铸1.2%Si无取向电工钢组织和析出物

研究了双辊薄带连铸条件下,1.2%Si无取向电工钢初始组织和析出物形貌及分布规律.结果表明,在1 550℃浇注条件下,铸带经过空冷后以粗大的原始铸态铁素体组织为主,也有一部分相变产生的细小晶粒,晶粒尺寸范围为50~400μm.铸带中析出物为AlN和MnS,其中AlN析出分为高温析出和相变析出两种,高温析出AlN尺寸在0.5μm左右,相变析出AlN尺寸则在100 nm左右,二者对再结晶组织影响不大.MnS在铸带成型和成品退火过程中都有析出,尺寸范围为30~40nm.     

异步热轧对低合金钢显微组织及力学性能的影响

分别采用同步热轧及异速比为1.2的异步热轧对低合金钢进行热轧,研究异步热轧对低合金钢显微组织及力学性能的影响机制.结果表明,与同步热轧相比,异步热轧可显著促进低合金钢奥氏体/铁素体相变,提高热轧钢板厚度方向的组织均匀性.同步热轧工艺下,钢板表层为细晶铁素体层,厚度1/4或1/2处组织为粗大的贝氏体.异步热轧工艺下,钢板板厚方向主要为均匀的铁素体组织.两种热轧条件下,实验钢的抗拉强度和延伸率相当,分别为710~718 MPa和20%.采用异步热轧代替同步热轧后,实验钢的屈服强度由526MPa提高至561 MPa.这主要是由于同步热轧的钢板相变强化占主导,而异步热轧的钢板细晶强化相对较强.     

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.     

高温颗粒引燃转炉煤气的实验研究

为分析转炉煤气显热回收过程中被高温颗粒引燃危险性,自行设计了激光辐射加热氧化铁颗粒引燃转炉煤气实验平台.以转炉煤气/空气混合物压力及温度变化为引燃判据,研究不同初始温度及粒径颗粒引燃混合物的规律.结果表明,转炉煤气/空气混合物存在引燃敏感浓度,当受辐射颗粒粒径相同、初始温度为100℃时混合物敏感浓度比35℃时上升了5%;初始温度为35,100,200℃时,粒径1.5 mm的颗粒引燃温度比0.5 mm的分别下降137.6,145及134.5℃;颗粒粒径为0.5,1.0及1.5 mm时,初始温度为200℃时的引燃温度比35℃时分别下降了19.8,11.6及16.7℃.研究结果对高温转炉煤气进入换热器前设置除尘粒径限制具有参考意义.     

异步轧制无取向硅钢的再结晶织构演变

在无取向硅钢冷轧过程中采用同步轧制和速比为1.06,1.125,1.19的异步轧制,以考察异步轧制对冷轧和再结晶织构的影响.研究发现,异步轧制减弱冷轧织构中{001}～{112}〈110〉组分,增强{111}〈112〉并减弱{111}〈110〉组分.{111}〈112〉和{111}～{225}〈110〉形变晶粒内剪切带处分别形成η(〈001〉∥RD)及偏离其15°的η′(Ψ=75°,θ=0～45°,φ=0°)再结晶晶粒,η′因晶核尺寸优势发展成为主要织构组分.异步轧制下形变织构的变化有利于改善再结晶织构特征及性能,其影响随速比增大而增强.     

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.     

Effect of cold rolling process on microstructure and mechanical properties of high strength β titanium alloy thin sheets

The microstructure and mechanical properties of Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe high strength titanium alloy sheets prepared by unidirectional cold rolling and two-step cross cold rolling were investigated. Results showed that the β phase grains were refined significantly by cold rolling followed by solution treatment for a short time.Compared to unidirectional cold rolling, the short time solution treatment after two-step cross rolling could significantly reduce the non-uniformity of the microstructure of the alloy sheets. After aging treatment at 550 ℃,the anisotropy of the mechanical properties still existed in the unidirectional rolled sheets, and the tensile strength was highest along the rolling direction. After solution and aging treatment, the anisotropy of the mechanical properties of the two-step cross rolling process sheet was not obvious than unidirectional cold rolling,and alloy had good strength and plasticity matching.     

Effect of cryogenic rolling and annealing on the microstructure evolution and mechanical properties of 304 stainless steel

Metastable 304 austenitic stainless steel was subjected to rolling at cryogenic and room temperatures, followed by annealing at different temperatures from 500 to 950℃. Phase transition during annealing was studied using X-ray diffractometry. Transmission electron microscopy and electron backscattered diffraction were used to characterize the martensite transformation and the distribution of austenite grain size after annealing. The recrystallization mechanism during cryogenic rolling was a reversal of martensite into austenite and austenite growth. Cryogenic rolling followed by annealing refined grains to 4.7 μm compared with 8.7 μm achieved under room-temperature rolling, as shown by the electron backscattered diffraction images. Tensile tests showed significantly improved mechanical properties after cryogenic rolling as the yield strength was enhanced by 47% compared with room-temperature rolling.     

单道次热轧对Fe-15Si硅钢氧化层形貌的影响

将Fe-15Si硅钢试样分别在1000~1200℃空气条件下氧化30min，观察发现在1000℃和1100℃时，氧化层与基体界面处存在硅酸亚铁，而当温度为1200℃时，硅酸亚铁不但存在于界面处，同时也存在于氧化层中.将各温度下得到的带有氧化层的试样进行单道次热轧试验，压下率分别为10%和30%，发现1000℃和1100℃时，较高的压下率使氧化层破碎更加严重，但是单道次热轧未能改变氧化层的结构；当温度为1200℃时，由于液态的硅酸亚铁的出现，单道次热轧能够将界面处的液化的硅酸亚铁层挤压到氧化层中，消除了硅酸亚铁层的钉扎基体的效应，改善了氧化层与基体界面的平直度.     

Microstructure evolution and mechanical properties of a hot-rolled Ti alloy

The microstructure evolution and mechanical properties of a hot-rolled Ti-5.1 Al-2.5 Cr-0.5 Fe-4.5 Mo-1.1 Sn-1.8 Zr-2.9 Zn titanium alloy sheet along the thickness direction were investigated.The results indicated that the hotrolled titanium alloy sheet presented different microstructures along the thickness direction owing to the uneven distribution of stress and temperature during the hot rolling.The grains in central region underwent a larger deformation,leading to relative complete grain fra...