钨合金力学行为的计算机数值模拟─—宏观力学性能

在微观力学行为分析的基础上，对90W合金宏观力学性能及其与微观结构因素（粘结相力学参数）之间的关系进行了计算机数值模拟研究．结果表明：钨合金性能与粘结相力学参数密切相关．随着粘结相弹性模量增加，合金的抗拉强度增加，但延伸率降低．当粘结相屈服强度800MPa时，合金抗拉强度随粘结相屈服强度增加而增大，在粘结相屈服度为800MPa时达到最大值．随粘结相抗拉强度增加，合金抗拉强度和延伸率均呈近似线性规律增加．合金延伸率对粘结相应变硬化模量极为敏感．     

应力作用下2124合金蠕变时效的组织与性能

通过硬度测试、拉伸测试和透射电镜分析等方法,研究应力分别为0 MPa和200 MPa对Al-Cu-Mg系2124合金185℃时效后的硬度、强度以及伸长率的影响,阐述应力对2124合金时效后组织与力学性能的影响.研究结果表明:在常规时效和蠕变时效2种时效状态下,200 MPa应力作用下的蠕变时效使2124合金的S'析出相分布变得不均匀,合金的强度提高,而塑性降低;在0 MPa应力作用下,合金峰时效状态下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为411.6 MPa,270.8 MPa,20.20％;在200 MPa应力作用下,合金峰值时效状态下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为441.1 MPa,321.0 MPa和16.24％,后者的抗拉强度和屈服强度比前的高,但塑性低.     

最终形变热处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织和性能的影响

采用硬度与电导率测试、力学拉伸试验、晶间腐蚀、剥落腐蚀试验以及金相(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试分析方法,研究了预变形量对Al-Zn-MgCu铝合金组织与性能的影响.研究表明:在相同预时效和再时效热处理条件下,随着预变形程度增大,合金强度先增加后减小,预变形量为5.8%时,合金抗拉强度和屈服强度出现峰值,分别为577.8 MPa和549.8 MPa,较未预变形时分别提高了25.7%和20.8%;随着预变形量增大,合金抗腐蚀性能提高.与未变形相比,预变形产生大量位错促使合金再时效热处理后晶内沉淀相尺寸逐渐增大,晶界析出相由连续链状分布变为粗大断续分布,晶间无析出带宽度明显增大.     

不同工艺低碳Nb-B贝氏体钢组织性能

对一种不添加其他微合金元素的低碳Nb-B微合金贝氏体钢在不同工艺的组织和力学性能进行研究.结果表明,终轧温度为850℃,冷却速度10℃/s左右,终冷温度560℃时,实验钢的屈服强度和抗拉强度分别为495和720MPa,-20℃冲击功和延伸率分别为159 J和23%,实验钢组织为粒状贝氏体和准多边形铁素体;终冷温度降至480℃,实验钢组织为粒状贝氏体,屈服强度和-20℃冲击功分别提高51 MPa和93 J;终轧温度降至810℃时,屈服强度相对增加24MPa;冷却速度增大到25℃/s,组织为粒状贝氏体、少量的针状铁素体和板条贝氏体,屈服强度和抗拉强度分别为655和777 MPa,而-20℃冲击功和...     

固溶后冷轧变形量对2195铝锂合金组织和力学性能的影响

对固溶后的2195铝锂合金挤压板材进行5%～25%的冷轧变形，并对变形后的板材进行了人工时效处理，通过组织分析和拉伸实验，研究了固溶后冷轧对2195铝锂合金挤压板材组织和性能的影响.结果表明：当冷轧变形量增加到20%时，板材厚度方向局部纤维状组织之间呈45°剪切带；当冷轧变形量继续增大到25%时，剪切带出现在板材整个厚度方向上.冷轧板材经过时效处理(155℃保温28 h)后，屈服强度、抗拉强度和延伸率随冷轧变形量的增加均先升高后降低.冷轧变形量为10%时，试样时效后的屈服强度、抗拉强度和延伸率达最大值，分别为575,604 MPa和13.7%.时效试样的屈强比先由未冷轧变形的90.8%增加到20%冷轧变形量的97.4%,再略降至25%冷轧变形量的97.1%.综合分析组织和力学性能，认为2195铝锂合金挤压板材固溶后的冷轧变形量应控制在10%左右.     

CP 276铝锂合金的高温拉伸性能

研究了ＣＰ２７６合金薄板材料在１００～２５０℃时的高温拉伸性能和高温变形组织特征。实验结果表明：ＣＰ２７６合金在２００℃拉伸时的屈服强度可达室温屈服强度的７０％以上，显示良好的高温性能；高温变形时的强化与被切割的δ＇粒子重新恢复有序结构以及热激活形成的交滑移障碍有关；随着变形温度提高，时效前的预变形引起的强化作用减弱；高温变形时，由于位错交滑移和动态回复的结果，形成了以位错网络和胞状亚结构为特征的变形组织。     

疏松含量对K465合金室温拉伸性能的影响

K465是一种镍基铸造高温合金,具有良好的高温强度和优异的组织稳定性,应用于航空发动机的工作叶片和导向叶片上.采用相同铸造工艺制备了不同疏松含量的力学性能试样,并测试这些试样的室温拉伸性能.结果 表明:当疏松含量从0.1％、1.23％到2.89％时,合金的抗拉强度从1069 MPa、1071 MPa到1091 MPa,延伸率从10％、9％到8％,对合金的拉伸性能没有造成较大的不利影响.室温拉伸断口上显示疏松不是主要裂纹源,与试样断裂没有明显的关联,当疏松含量为6.05％、7.94％和16.51％时,合金的抗拉强度从1012 MPa、990 MPa到780 MPa,延伸率从5％、3％到完全脆断,高含量疏松造成K465合金室温拉伸性能的明显下降,疏松成为主要裂纹源和裂纹的快速扩展通道.     

两步等通道角挤压AZ31镁合金的微观组织和力学性能

对AZ31镁合金经等通道角挤压（ECAE）变形后的微观组织和力学性能进行了研究．结果表明：在498-523K温度范围内变形后,合金晶粒随着变形程度增加明显细化,延伸率提高,但屈服强度降低;随着变形温度降低,变形后合金的延伸率下降,而屈服强度有所提高．基于以上两点规律提出了两步ECAE工艺,在两步ECAE变形过程中,AZ31合金的变形温度可以降低至453K,经两步ECAE变形后,获得亚微米级的亚结构AZ31镁合金的强韧性随之得到明显的改善．     

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.     

淬火水温对2219铝合金锻环组织和力学性能的影响

采用室温拉伸测试、金相显微镜、扫描电镜以及透射电镜等测试分析方法,研究淬火水温(20～80℃)对2219铝合金锻环组织和拉伸性能的影响.研究结果表明:随着淬火水温提高,锻环的抗拉强度、屈服强度和延伸率先升高后降低.当淬火水温超过60℃时,锻环延伸率各向异性倾向显著增加,其主要原因是形成粗大晶界析出相.当淬火水温为40℃时,锻环具有较好的强度和延伸率,其轴向抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为418 MPa、300 MPa和9.3%,径向抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为420 MPa、300 MPa和9.8%,切向抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为447 MPa、329 MPa和12.6%.     

Microstructural evolution and mechanical properties of a low-carbon quenching and partitioning steel after partial and full austenitization

In this work, low-carbon steel specimens were subjected to the quenching and partitioning process after being partially or fully austenitized to investigate their microstructural evolution and mechanical properties. According to the results of scanning electron microscopy and transmission electron microscopy observations, X-ray diffraction analysis, and tensile tests, upper bainite or tempered martensite appears successively in the microstructure with increasing austenitization temperature or increasing partitioning time. In the partially austenitized specimens, the retained austenite grains are carbon-enriched twice during the heat treatment, which can significantly stabilize the phases at room temperature. Furthermore, after partial austenitization, the specimen exhibits excellent elongation, with a maximum elongation of 37.1%. By contrast, after full austenitization, the specimens exhibit good ultimate tensile strength and high yield strength. In the case of a specimen with a yield strength of 969 MPa, the maximum value of the ultimate tensile strength reaches 1222 MPa. During the partitioning process, carbon partitioning and carbon homogenization within austenite affect interface migration. In addition, the volume fraction and grain size of retained austenite observed in the final microstructure will also be affected.     

回火温度对600MPa级低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等实验方法,研究了不同回火温度对屈服强度600MPa级Fe-Mn-Nb-B系低碳贝氏体高强钢组织和性能的影响.结果表明:回火温度对屈服强度和抗拉强度均有较大影响.各回火温度下的低碳贝氏体钢性能与回火前相比,屈服强度均有不同程度的升高,而抗拉强度则均有不同程度的下降;600℃回火时屈服强度比回火前高出105MPa.随着回火温度的升高,屈服强度先上升后又略有下降并在600℃时达到最大值,抗拉强度下降明显,伸长率略有升高,屈强比升高.分析认为:回火前后力学性能的变化主要与回火后有更多弥散的尺寸在20nm以下的新的细小粒子析出以及马氏体占绝大多数的大块M/A岛的分解和发生位错多边形的回复有关.     

Si对快速凝固/粉末冶金(RS/PM) AZ91镁合金组织和性能的影响

采用快速凝固/粉末冶金(RS/PM)法制备了Si增强的AZ91镁合金.研究了不同Si含量对AZ91镁合金的微观组织、室温和高温力学性能的影响.结果表明:随着Si含量的增加,合金中原位生成的Mg2Si颗粒逐渐长大.Si的加入显著提高了合金的室温和高温力学性能.室温下,当Si含量≤3%时,合金的抗拉强度随着Si含量的增加而提高,当Si含量增加至5%时,合金的抗拉强度大幅度降低.其中RS/PM(AZ91+3%Si)合金表现出最优异的室温力学性能:bσ高达472.36 MPa,σ0.2和δ分别达到329.76 MPa和4.70%.合金的高温抗拉强度(473 K)随着Si含量的增加而提高.     

热轧变形量对铝热法制备的 2507双相不锈钢组织和力学性能的影响

对铝热反应制备的微纳结构2507双相不锈钢在1 000 ℃下进行了变形量为40%、60%和80%的轧制处理.利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究其轧制态显微组织.采用万能拉伸试验机和布洛维光学硬度计测试其力学性能.测试结果表明:轧制过程中,奥氏体和铁素体沿轧制方向被拉长,且奥氏体向铁素体转变.随着轧制变形量的增加,纳米晶平均晶粒尺寸变化不大,但体积分数减小.1 000 ℃下轧制变形量为40%、60%和80%后的屈服强度分别为232、284、456 MPa,抗拉强度分别为533、577、582 MPa,硬度分别为325、330、337 HV,延伸率分别为12.5%、11.1%和11.5%.     

Effects of overaging temperature on the microstructure and properties of 600 MPa cold-rolled dual-phase steel

C–Mn steels prepared by annealing at 800°C for 120 s and overaging at 250–400°C were subjected to pre-straining (2%) and baking treatments (170°C for 20 min) to measure their bake-hardening (BH2) values. The effects of overaging temperature on the microstructure, mechanical properties, and BH2 behavior of 600 MPa cold-rolled dual-phase (DP) steel were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy, and tensile tests. The results indicated that the martensite morphology exhibited less variation when the DP steel was overaged at 250–350°C. However, when the DP steel was overaged at 400°C, numerous non-martensite and carbide particles formed and yield-point elongation was observed in the tensile curve. When the overaging temperature was increased from 250 to 400°C, the yield strength increased from 272 to 317 MPa, the tensile strength decreased from 643 to 574 MPa, and the elongation increased from 27.8% to 30.6%. Furthermore, with an increase in overaging temperature from 250 to 400°C, the BH2 value initially increases and then decreases. The maximum BH2 value of 83 MPa was observed for the specimen overaged at 350°C.     

Y对Mg-Nd-Zn-Zr铸造镁合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和X线衍射仪等分析研究Y对Mg-Nd-Zn-Zr铸造镁合金组织和性能的影响,并测试其室温力学性能.研究结果表明:Mg-Nd-Zn-Zr-xY(x=0,0.6％,1.2％,1.8％,质量分数)合金铸态组织主要由α-Mg和Mg12(NdaZn1-a)相组成,Y元素主要固溶在α-Mg和Mg12(NdaZn1-a)相中;合金经530℃/14h固溶处理后组织由α-Mg、残余的少量Mg12(NdaZn1-a)相以及方块状Mg24RE5相组成;固溶态合金经200℃/12h时效处理后有大量尺寸为10nm左右的β'和β”析出相生成,能有效地强化基体;随Y质量分数增加,合金室温抗拉强度和屈服强度逐渐上升,最高分别达到271 MPa和161 MPa,较基础Mg-Nd-Zn-Zr合金有较大幅度提高.     

TiB2含量对原位自生TiB2/2219铝基复合材料组织与性能的影响

利用混合盐高温反应法制备了原位自生TiB2/2219铝基复合材料铸锭. 通过光学显微镜、扫描电镜、X射线等显微组织表征方法以及弹性模量、室温拉伸和室温摆锤冲击实验等测试手段,研究了TiB2含量对原位自生TiB2/2219铝基复合材料组织和性能的影响. 研究表明,当TiB2质量分数由0提高到5%时,TiB2颗粒尺寸和TiB2/2219铝基复合材料铸锭的平均晶粒尺寸逐渐减小,固溶时效态的TiB2/2219铝基复合材料板材的弹性模量和强度显著上升,但延伸率和冲击韧性下降. 当质量分数为5%时,TiB2/2219铝基复合材料板材的弹性模量、抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到88.7 GPa、（474.2±2） MPa、（400.6±1） MPa和（4.7±0.1）%.     

Microstructure and mechanical properties of the micrograined hypoeutectic Zn–Mg alloy

A biodegradable Zn alloy, Zn–1.6Mg, with the potential medical applications as a promising coating material for steel components was studied in this work. The alloy was prepared by three different procedures: gravity casting, hot extrusion, and a combination of rapid solidification and hot extrusion. The samples prepared were characterized by light microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and X-ray diffraction analysis. Vickers hardness, tensile, and compressive tests were performed to determine the samples’ mechanical properties. Structural examination reveals that the average grain sizes of samples prepared by gravity casting, hot extrusion, and rapid solidification followed by hot extrusion are 35.0, 9.7, and 2.1 μm, respectively. The micrograined sample with the finest grain size exhibits the highest hardness (Hv = 122 MPa), compressive yield strength (382 MPa), tensile yield strength (332 MPa), ultimate tensile strength (370 MPa), and elongation (9%). This sample also demonstrates the lowest work hardening in tension and temporary softening in compression among the prepared samples. The mechanical behavior of the samples is discussed in relation to the structural characteristics, Hall–Petch relationship, and deformation mechanisms in fine-grained hexagonal-close-packed metals.     

压力对A380铝合金的铸造组织和力学性能的影响

对A380铝合金进行了挤压铸造成型和传统重力铸造成型,并制得试样.采用偏光显微镜、扫描电镜、定量金相分析、拉伸性能测试等手段,研究在不同压力下挤压铸造A380铝合金的铸造组织和力学性能.结果表明:当压力在0~75MPa范围内时,随着压力的增加,一次枝晶臂尺寸和气孔率得到大幅下降,共晶组织体积分数增加;二次枝晶臂间距减小;针状富铁β-Al5FeSi相尺寸大幅度减小,同时有部分汉字状α-Al8(Fe,Mn)3Si2相生成.当压力在75~100MPa范围内时,压力继续增加对合金组织细化、第二相形貌改善和力学性能提高的作用不明显.挤压铸造试件与重力铸造试件相比,气孔率减小,显微组织细化,力学性能显著提高.当压力为75MPa时,挤压铸造A380铝合金的铸态抗拉强度和伸长率分别比重力铸造提高19%和65%.     

纳米贝氏体的热力学分析及强韧化研究

针对目前高碳高硅低温贝氏体(纳米结构贝氏体)相变速度缓慢的现状,采用贝氏体相变热力学理论分析主要合金元素对低温贝氏体相变驱动力的影响,设计了新型纳米结构贝氏体钢成分0.83C-2.44Si-0.43Mn-0.73Al.利用膨胀仪研究该成分贝氏体钢在不同温度下的相变整体动力学,综合使用扫描电子显微镜、X射线衍射、电子背散射衍射等方法研究热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响.结果表明,350益等温转变贝氏体的抗拉强度为1401 MPa,延伸率为42.21%,强塑积可达59136 MPa·%,在室温拉伸过程中发生明显的相变诱导塑性效应;230益等温转变组织中贝氏体铁素体片层厚度小于100 nm,抗拉强度达2169 MPa.