热变形参数对铸态高强铝合金微观组织的影响

文中采用Gleeble-1500D热力模拟试验机对具有铸态初始组织的新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金试样进行了热压缩试验,分析了热变形参数对该合金铸态组织在热变形过程中演变的影响。研究结果表明,热变形过程中,铸态树枝晶粒组织在热变形过程中变形拉长的同时,晶内树枝晶界在高温压缩扩散的作用下逐渐消失,转变为均匀的晶粒组织;析出相逐渐溶入基体组织;合适的热变形参数条件下,可以获得均匀的锻态组织。     

BR1500HS高强钢与5CrMnMo模具钢的瞬态接触换热系数

利用自制的实验装置,分析热冲压传热过程并将其简化为一维传热,在一定压力和一定的保温时间下测量高强钢和模具的温度变化,基于改进的反传热算法求解在一定界面平均温度和压力以及一定的保温时间下的界面换热系数的变化。研究结果表明:换热系数随着温度和压力的升高而增大且与温度以及压力近似呈幂函数关系,高温时换热系数对压力的敏感性较低温时高。随着保温时间的增加,氧化严重,换热系数减小,且随着压力和保温时间的增加,换热系数逐渐趋于稳定。在一定保温时间下,换热系数只与温度和压力有关,且压力对换热系数的影响较温度对换热系数的影响大,将温度和压力与换热系数很好地拟合在一起,得到换热系数随温度和压力变化的表达式。     

BR1500HS超高强度钢本构模型的建立及验证

在Gleeble3500热模拟实验机上,采用等温热拉伸实验对BR1500HS超高强度钢在变形温度为1 023,1 073,1 123和1 173 K,应变速率为0.01,0.10和1.00 s-1条件下的热流变行为进行研究。根据蠕变理论及实验流动应力曲线确定材料变形激活能、硬化指数等相关材料常数并引入Zener-Hollomon参数。通过位错密度演化模型描述加工硬化和动态回复对流动应力的影响,并建立包含稳态应力σss、屈服应力σ0和动态回复速率系数r这3个参数的本构模型。研究结果表明:由建立的本构模型所绘制的流动应力曲线与实验曲线具有高度一致性,所建立的本构模型能够应用于BR1500HS超高强度钢热拉伸过程的数值模拟及热成形工艺分析。通过回归分析法建立模型参数关于Z参数的表达式,获得流变应力与变形条件的关系。     

变形条件对1235铝合金热变形微观组织的影响

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究变形条件对1235铝合金高温变形组织的影响.采用OM、TEM分析合金在不同压缩条件下的组织形貌特征,采用TCI图像分析系统测量热变形微观组织的平均晶粒尺寸.结果表明,在同一应变速率下,随变形温度的升高,其动态软化行为不同,573 K时主要是动态回复;大于623 K时,主要是动态再结晶,在673 K时的动态再结晶晶粒尺寸最小.在低应变速率下,合金的组织均匀、晶粒尺寸小,发生完全动态再结晶;在高应变速率下,合金的组织则呈拉长状,组织不均匀、晶粒尺寸相对较大,发生了局部动态再结晶.随变形量的不断增加,合金的组织由等轴状变为纤维状,大应变量时合金再次进入加工硬化状态.     

轧制工艺对Mg-Sn-Gd镁合金微观组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电子万能试验机研究了不同轧制工艺对Mg-3.2Sn-0.23Gd(质量分数,％)镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,不同道次变形量(分别为60％和30％)对镁合金的微观组织与力学性能有较大影响:60％道次变形量时轧制态组织中存在剪切带和孪晶,退火后为明显混晶组织,第二...     

CWBP与CWCPM对水泥基材料微观结构与性能的影响

为开辟建筑垃圾废砖再生利用新途径,将建筑垃圾废砖磨细成粉,即建筑垃圾砖粉(CWBP),与其他工业废渣复合形成建筑垃圾复合粉体材料(CWCPM).借助XRD,DSC-TG,SEM及MIP微观测试手段,研究了CWBP与CWCPM对水泥基材料水化产物数量、微观形貌及其孔结构的影响.研究结果表明:CWBP颗粒级配及形貌较差,活性较低;CWCPM可充分发挥各组成材料间的叠加效应,粒径较小的颗粒可填充于水泥颗粒间,有利于胶凝体系形成紧密堆积结构;CWCPM的二次水化反应降低了取向性较强、稳定性较差的Ca(OH)2含量,改善了水泥基材料内部微观形貌,细化了混凝土孔结构,可有效改善混凝土孔径分布.     

冷变形对690合金微观组织及电化学行为的影响

利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站等研究了不同变形量690合金微观组织及在3.5%NaCl水溶液中的电化学行为。首先对试样进行0～30%冷变形,然后经715℃×10 h时效处理。结果表明:变形量由0%增加至30%,晶界应变集中程度因子先增大后减小,变形量为20%时晶界应变集中程度因子最大;时效处理前对690合金施加适当的冷变形(≤10%)能够提高在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性,变形量为10%时生成的钝化膜的保护作用最强,耐腐蚀性能最佳;随变形量的增加,维钝电流密度和钝化膜的施主/受主密度减小,点蚀电位的变化不明显;变形量大于20%时,随变形量增大钝化膜内的施主/受主密度增加,钝化膜的稳定性降低,点蚀电位降低。     

回火温度对1500MPa级直接淬火钢组织与性能的影响

设计了一种新型1500MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo多组元系低合金、超高强度工程结构钢,研究了回火温度对直接淬火钢组织与力学性能的影响.结果表明,抗拉强度随回火温度的升高而不断降低,屈服强度随回火温度升高先升高后下降,延伸率和冲击功均随回火温度升高呈现先升高、后降低、再升高的变化趋势.分析认为,回火过程组织演变的物理机制一方面包括板条马氏体和位错亚结构的回复、再结晶软化过程,另一方面包括残余奥氏体的分解与马氏体中过饱和碳的脱溶及析出第2相的强化机制综合作用.250℃回火后,板条马氏体内析出ε碳化物;400℃回火后ε碳化物明显粗化,产生回火脆性;600℃回火后部分析出相在奥氏体中形核,在马氏体基体内长大和粗化,最终形态为近似球形,另一部分析出相在马氏体内形核、生长,呈现椭球形或矩形.     

热变形工艺对Incoloy800H合金微观组织的影响

为提高Incoloy800H合金的质量,在Gleeble-3800热模拟试验机上,采用等温压缩的方法,研究了Incoloy800H合金的热变形行为。试验结果表明,在950～1 200℃,变形量为10%～60%,变形速率为1s-1试验条件范围内,合金具有良好的塑性,变形后试样表面质量良好;试样发生明显动态再结晶,温度越高,变形量越大,再结晶孕育期越短。该合金析出相多为TiC,TiN和Cr的碳化物,呈薄片状、菱形或不规则块状,尺寸大多在2～3μm。固溶处理后,基体析出大量的弥散细小的碳化物,在晶界处为薄片状,为裂纹易于产生与扩展的区域,对组织性能不利。     

增强材料的微观结构对环氧胶粘剂性能的影响

分别采用具有不同微观结构的增强材料纳米二氧化硅(nano-SiO2,零维)、钛酸钾晶须(PTW,一维)和纳米有机蒙脱土(OMMT,二维)增强增韧改性环氧树脂胶粘剂,对比研究了3类增强材料对环氧胶粘剂的粘接强度、表观粘度、浇铸体冲击韧性和耐热性能的影响.结果表明:当分别加入2%,6%和6%(w/w)的nano-SiO2,PTW和OMMT时,胶粘剂的综合力学性能和耐热性有显著增加;当添加量分别为2%时,胶液(A组分)表观粘度明显下降.3种增强材料的改性效果为:OMMTPTWnano-SiO2.     

材料物理参数对摩擦副热变形影响的研究

为了深入研究材料物理参数对液粘调速离合器摩擦副的热变形影响,建立了摩擦副的热机耦合数学模型,采用有限元法对液粘调速离合器应用于软启动工况时摩擦副的热机耦合过程进行求解,详细分析了热传导系数、弹性模量和热膨胀系数对摩擦副应力场分布的影响。研究结果表明:摩擦副内、外径产生反向轴向位移,位移场中可见碟形翘曲变形;增大对偶片和摩擦衬片的热传导系数均有助于减小摩擦副的热应力;减小对偶片的弹性模量或热膨胀系数能有效减小摩擦副各表面的应力。     

热处理对B1500HS钢激光拼焊板力学性能的影响

利用单轴拉伸试验机、扫描电子显微镜、能量色散谱仪、光学显微镜、维氏硬度仪等研究了热处理前后B1500HS钢激光拼焊板的淬火性能.结果表明:热处理前B1500HS钢拼焊板焊缝强度远高于母材区,硬度分布极不均匀;热处理后,B1500HS钢拼焊板的元素分布几乎没有变化,整体强度有了大幅的提高,但塑性下降程度较大,其中横向塑性最差,经维氏硬度测试,发现焊缝至母材区的硬度过渡平滑.硬度值平滑过渡使得应力和应变分布更加均匀,保证了母材和焊缝力学性能的良好连续性,可以显著提高B1500HS钢拼焊板的成形性能.     

时效时间对变形铝硅合金组织与性能的影响

研究不同固溶态Al-12.7Si-0.7Mg变形合金在180℃进行不同时间的人工时效处理,分析了时效时间对合金组织和力学性能的影响.结果表明:不同固溶态合金的时效强化的曲线表现出不同的单、双峰时效强化特征.变形铝硅合金经520℃固溶30 min随后180℃时效强化曲线存在明显的时效强化双峰,并且第二个时效强化峰高于第一个时效强化峰.时效强化的单、双峰现象与合金的时效析出相的类型、尺寸以及析出序列密切相关.合金亚稳相的转变有明显的时间间隔,使合金时效强化曲线出现了双峰现象.     

热处理对高强变形锌合金ZAT10组织与性能的影响

以高强变形锌合金ZAT10为研究对象,通过热分析仪(DSC)、X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)、力学性能测试以及模拟海水腐蚀实验,研究高强变形锌合金的相组成以及热处理对高强变形锌合金的相组织、力学性能和抗腐蚀性能的影响.研究结果表明:高强变形锌合金ZAT10是由η锌相和(α+η)相的层片状共析体组织组成;280～300℃热处理1h使ZAT10锌合金层片状共析体组织转化为粒状组织,350～360℃热处理1h则层片状组织消失;热处理温度从250℃升到350℃,ZAT10合金的抗拉强度由391 MPa增加到498MPa,伸长率由20％下降至5％;随着热处理温度的提高,合金的抗腐蚀性能提高.     

压电功能梯度材料细观结构参数对材料性能的影响

基于压电功能梯度材料物性参数沿厚度为幂函数变化的梯度模型, 引入反映设计与实现间误差的修正因子, 分析中采用含压电耦合项的修正层合理论, 将压电功能梯度板分为厚度足够小的若干薄层, 从而可近似地认为每层的材料特性为均匀的. 仅考虑电场作用, 对四边简支的压电功能梯度矩形板的位移和应力场做了解析分析. 在此基础上分析了材料组分分布、 每一层的厚度和层数等材料细观结构参数对材料性能的影响. 结果表明, 在一定区域, 细观结构参数对材料性能有重要影响. 当超出某一范围后, 细观结构参数的变化对材料性能影响甚微.     

热处理对变形Zn-Cu-Ti合金组织和性能的影响

采用真空熔炼—热挤—冷轧的工艺制备了 Zn-Cu-Ti 合金,分析了合金的显微组织及演变过程,研究了不同热处理工艺对 Zn-Cu-Ti合金中的第二相和力学性能的影响。随着退火温度的升高,第二相的长大程度和溶解程度均增大,合金的硬度升高至77HV,抗拉强度升高至312 MPa;随着退火时间的延长,第二相不断增大,合金的硬度也不断提高;随着退火温度升高,在第二相的溶解程度和第二相的长大程度的交互作用下,合金的塑性先降低后升高。     

外加载荷对2124合金微观组织和性能的影响

采用透射电镜、拉伸等实验研究了2124合金在190和170℃加载时效后的组织和性能的变化规律.结果表明,由于位错提供了足够的错配度,S相在各个方向上的取向和数量基本相同;外加载荷对Al-Cu-Mg合金中S相的择优取向没有较明显的影响,但其尺寸相对较小,外加载荷对GPB的尺寸和取向分布都没有影响;在190℃加载时效时S相...     

氮分压对Ta-Ru-N薄膜微观组织和性能的影响

采用反应磁控溅射技术,在单晶Si(100)面基底上制备了4个氮分压条件下Ta-Ru-N扩散阻挡层薄膜。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)以及四探针电阻测试仪(FPP),对所制备薄膜的相结构、表面形貌和电学性能进行了表征,研究了氮分压对薄膜微观组织和性能的影响。研究结果表明:制备的Ta-Ru-N薄膜为非晶态,适量氮气的加入能够提高薄膜表面的平整度,薄膜方阻随着氮分压的增加而逐渐增加。     

时效对无铅易切削Al-Cu合金的微观组织结构与性能的影响

采用力学性能测试、X射线物相分析、扫描电镜背散射和能谱分析、透射电子显微分析和金相实验方法,研究时效工艺对固溶-冷拉处理的Sn和Bi微合金化的无铅易切削Al-Cu合金棒材显微组织结构特征和力学性能的影响,并采用晶间腐蚀法研究合金的腐蚀性能。研究结果表明：合金最适宜的时效热处理工艺为160℃/6 h,在此工艺条件下,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为473 MPa,391 MPa和11.2%。合金的物相组成为Al基固溶体,Al7Cu2Fe,CuAl2以及低熔点物质Bi,SnBi和Sn;合金的晶间腐蚀深度为0.4 mm,其综合性能与含铅2011合金的相当。     

变形及热处理制度对Q420厚板组织与性能的影响

介绍了规格100 mm Q420特厚板的物理模拟过程,分析了不同变形和热处理工艺对Q420特厚板组织和性能的影响,并得出不同质量级别Q420厚板的最佳生产工艺.结果表明:采用TMCP工艺钢板的强度、塑性和韧性均优于采用UPR工艺的钢板,且相应位置铁素体晶粒较细小;热轧钢板正火热处理显著改善了钢的塑性和韧性,但是降低了钢的强度;不同热轧工艺厚板在相同的正火温度下,热处理后钢板的强韧性相差较小,热处理前的轧制方式对热处理后钢板的组织和性能影响不大.