Al-Mn-Si-X合金的再结晶行为研究

对Al-Mn-Si-X合金进行不同温度和不同时间的退火,采用金相显微镜（OM）、扫描电子显微（SEM）和电导率仪对不同状态的合金组织进行观察、能谱（EDS）分析和电导率测试,研究Al-Mn-Si-X合金的再结晶行为.结果表明：随着退火温度的升高,再结晶晶粒尺寸越来越小.Al-Mn-Si-X合金的再结晶晶粒大小主要受再结晶形核数量的影响,再结晶后期的晶粒长大现象不明显.Al-Mn-Si-X合金存在着大量细小弥散的AlMnSi/AlMnSiFe析出相,这些析出相强烈抑制了再结晶形核和再结晶后期的晶粒长大.当退火温度低时,形核激活能较大,形核率低,再结晶晶粒粗大;当退火温度高时,形核激活能较小,形核率增加,再结晶晶粒细小.     

形变热处理对2197铝锂合金组织和性能的影响

对2197合金进行形变热处理,通过力学性能试验和TEM观察分析了不同时效阶段合金的力学性能和微观组织,研究了形变热处理对2197合金的组织和性能影响,结果表明:形变热处理2197合金峰时效时主要析出相为尺寸为50～150nm分布均匀的T1相。形变热处理为T1相的非均匀形核提供了优越的形核场所,促进了T1相的析出及长大,减少了2197合金达到峰时效的时间;长宽比较大的T1相的强化效果大于δ′相和θ′相,形变热处理还可以提高2197合金的峰时效强度。     

波浪型倾斜板振动过程中晶粒直接球状长大行为

利用金相显微镜、能谱仪研究Al-6Si-2Mg合金的凝固与长大行为.研究发现在波浪型倾斜板振动条件下,合金流经斜板表面时在合金凝固过程中伴随着非枝晶组织演化行为,并存在晶粒直接球状长大行为.倾斜板为形核提供足够大的过冷度和异质形核基础,大量晶核在斜板表面和内部形成,使熔体爆发形核,在流动和振动作用下斜板表面形成的晶核游离,弥散到熔体内部,晶核在均匀的成分场与温度场条件下,可以保持直接球状生长.爆发形核与直接球状长大是波浪型倾斜振动条件下合金组织细化与球化的重要机制之一.     

镁合金高温流动特性与动态再结晶的关联机制

为了揭示"热变形—位错密度—动态再结晶—流动应力"之间的关联机制,采用元胞自动机方法定量模拟了镁合金AZ31B高温流动应力与动态再结晶微观组织演化行为.以初始微观组织和热力加工参数为输入量,位错密度为关键内变量模拟热变形过程中加工硬化、动态回复、动态再结晶形核和晶粒长大等微观组织演化过程,同时通过位错密度的统计平均值计算了宏观流动应力.结果表明:动态再结晶启动后位错密度分布呈现高度不均匀性,但其统计平均值曲线与流动应力曲线一致,呈现典型的动态再结晶特征;热力加工参数通过改变位错密度累积速度影响动态再结晶形核和长大行为;动态再结晶演化反过来又改变了材料位错密度分布进而影响后续的动态再结晶行为,导致材料流动应力发生变化.     

超纯铁素体不锈钢热变形过程中的析出行为

利用热力模拟实验机及试验轧机研究了添加Ti,V的超纯中铬铁素体不锈钢热变形过程中的析出行为变化特点,并采用热动力学计算及透射电子显微镜观察来表征析出相特征.结果表明:热变形过程中形成的析出相主要为TiC,这与热动力学分析一致.这些析出相的特征与变形温度密切相关,随着变形温度的降低,析出相TiC尺寸更加细小且分布更加弥散.这主要是由于变形温度降低时扩散速率相对较低,不利于析出相长大,而晶体缺陷增加,形变诱导析出的有效形核位置增加.这一热变形过程中的析出行为变化规律在中试试验条件下得到了验证.     

热处理对增材制造AlSi10Mg合金组织性能及残余应力的影响

 增材制造AlSi10Mg合金通常存在较大的残余应力,对材料的服役使用产生不利影响,故需要采用热处理对残余应力予以控制甚至消除。利用X射线衍射、光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、背散射电子衍射、维氏硬度和拉曼光谱试验,研究了成形态和退火态合金的显微组织、性能及残余应力。结果表明,成形态合金由过饱和Al固溶体和Si相组成,其中, Si相以网状共晶硅和弥散分布的纳米硅颗粒2种形态存在。同时,成形态合金的晶粒细小,其晶粒尺寸分布的d₅₀值约为10.4 μm。250~300℃退火使合金元素从过饱和Al固溶体中析出,形成平衡相Mg₂Si和Si相;且随着退火温度升高,合金元素析出越彻底。此外,退火还引起网状共晶硅和纳米硅颗粒粗化,促使晶粒长大并诱发再结晶。由于退火后合金中的细晶强化、固溶强化和弥散强化效果减弱,故合金的维氏硬度下降。然而,退火可以显著降低合金的残余应力,下降幅度达到60%~80%。因此,为更好地实现组织和性能调控,有必要针对增材制造铝合金的特点开发新的热处理制度。     

热处理对TC4合金应力松弛行为的影响

通过应力松弛实验，研究了不同热处理状态对软合金应力松弛行为的影响。结果表明，退火状态的软合金较固熔时效态的试样应力难于松弛，但这种差异随温度的升高而减小。由实验得出的塑性应变速率与应力关系曲线均呈现两段直线，说明在应力松弛变形中存在槛应力，固熔时效态试样应力值要小于退火态。     

热处理状态及加热速度对20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大的影响

本文定量探讨了中间预处理、加热速度、原始组织及扩散退火工艺对20Cr2Ni4A合金渗碳钢奥氏体晶粒粗化温度及其长大过程的影响,并分析了上述各种热处理工艺的有效性与可行性。     

NiTiZrAlCuSiB块体非晶合金等温晶化动力学

利用铜模铸造法制备了Ni42Cu5Ti20Zr21Al8Si3.5B0.5块体非晶合金,采用示差扫描量热计（DSC）对此块体非晶合金的等温晶化动力学进行了研究。应用函数z（φ）证明了JMA模型能够用于描述所研究的Ni基非晶合金的等温晶化动力学。结果表明：该合金的等温晶化行为始于一维界面控制地形核及长大,等温晶化的主要阶段为Avrami指数大于3.0的三维形核及长大过程。等温局部晶化激活能Um0.50为561.95kJ/mol,表明该Ni基非晶合金具有很高的热稳定性。     

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。     

FGH98合金的再结晶行为

利用扫描电镜和透射电镜对热挤压态和退火态FGH98合金的相析出规律及组织特征进行了分析,并对其再结晶机制进行了深入研究.结果表明:热挤压态FGH98合金在空冷过程中已经发生了少量的再结晶现象,随着挤压温度的提高,体系内位错密度下降.退火态FGH98合金中再结晶机制主要与体系内未回溶的一次γ’相有关,在一次γ’相聚集区再结晶主要以依靠亚晶的聚合和亚晶的长大,或两者的混合机制进行形核;随着一次γ’相的减少,合金还可以通过应变诱发晶界迁移、多晶粒交汇区形核、孪晶叠加等多种方式形核.需要指出的是,FGH98合金中未回溶的一次γ’相在退火处理过程中也会通过部分的回复和再结晶发生软化效应.     

合金设计对贝氏体相变动力学影响的建模研究

采用基于形核控制机制的贝氏体等温相变动力学模型研究了合金设计对贝氏体相变动力学的影响.针对两种贝氏体高强钢，采用热膨胀仪在425~350℃开展了等温贝氏体相变实验，观察到了不同程度的贝氏体不完全相变现象.基于形核控制机制，采用切变型相变动力学模型对两种实验钢的贝氏体等温相变行为进行了建模研究，模型中同时考虑了晶界形核和自催化形核.最后，对比分析了两种实验钢中形核激活能、未转变奥氏体体积分数以及形核速率等的差异，为贝氏体高强钢的成分设计及工艺创新提供理论指导.     

直流磁控溅射铬膜附着性的影响因素研究

讨论了采用直流磁控溅射法在锆合金表面镀铬时，基体的粗糙度、退火工艺、薄膜厚度及溅射前的基体离子轰击对铬薄膜附着性的影响。以自动划痕测试仪测试样品的膜/影基结合力，结果表明：退火处理能大幅度增强铬膜的附着性；薄膜厚度的增加却会使其附着性降低；而基体粗糙度对附着性并无大的影响。     

锆基非晶合金激光微织构处理及摩擦磨损性能

研发了一种基于纳秒激光表面微织构的功能化表面制备工艺.此工艺将激光表面加工与低温热处理相结合,先使用一定工艺窗口下的激光加工过程实现非晶合金表面微观形貌的织构化,再使用低温热处理过程调控激光织构非晶合金的表面能/表面化学.研究结果表明:激光加工与低温热处理共同作用下制备的非晶合金表面展现出了表面微纳结构与表面化学的改变,从而实现了超亲水向超疏水特性的转变.同时,微摩擦实验结果表明激光织构化超疏水表面可以在润滑介质的帮助下有效提升其抗摩擦磨损性能.     

喷丸及退火处理对1Cr28Ni9Ti合金抗高温氧化性能的影响

研究了经过喷丸处理及400℃退火处理的1Cr18Ni9Ti合金试样在900℃空气中的循环氧化性能。经SEM，EDS分析及氧化动力学研究发现：喷丸处理虽然促进了铬的选择性氧化，但却使合金表面的压应力增大，所形成的氧化膜的抗剥落性能也不好；退火处理不仅使喷丸试样表面的应力得以消除，并且起到了低温预氧化的作用。经过退火处理的合金表面形成了附着性良好的选择性氧化铬膜，其氧化增重与氧化膜剥落量下降，起到了很好的保护作用，提高了合金的抗高温氧化性能。     

高速钢中形核—长大动态再结晶

详细研究了高速钢中形核—长大方式动态再结晶时形核机制、长大过程，描述了各阶段的组织特征。分析了第二相析出对这一过程的影响。     

TC合金粉末热等静压零件表面形貌研究

对等离子旋转电极(PREP)法制备的TC4合金粉末,采用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS),研究了两种热等静压(HIP)工艺下TC4零件表面形貌和表面附近微观组织.结果表明:同时升温升压的HIP工艺得到宏观波浪状致密零件表面,波峰呈圆形,波谷存在尖角,表面轮廓最大高度不超过最大粉末颗粒半径,零件表面与内部组织相同,主要是典型细小板条状α+β组织;先升温后升压的HIP工艺得到宏观平直的致密零件表面,表面粗糙度与控形型芯表面粗糙度相当,零件表面附近为等轴细晶区,零件内部为粗大魏氏体组织;两种HIP工艺得到的TC4零件表面均未发现明显的控形型芯元素扩散.     

冷轧Mg-9Li-1Zn合金的退火热处理工艺

以改善冷轧Mg-Li系合金的变形能力为目的,系统研究了冷轧变形后的Mg-9Li-1Zn合金的退火热处理工艺,分析了退火温度和退火时间对合金组织和性能的影响.研究结果表明:Mg-9Li-1Zn合金适宜的退火温度为280~300℃,退火温度过高会出现晶粒长大,表面脱锂等现象.300℃退火60 min后,合金的维氏硬度值为426.7 MPa,充分完成再结晶软化的合金在后续冷轧时总变形率可达70%.合金的退火时间以保证α相的充分球化及组织的均匀化为准则,实验中确定的最佳退火制度为300℃保温60 min.     

砂带磨削表面质量的试验研究

本文通过砂带磨削摆线轮齿面的大量试验,讨论了砂带大曲率弯曲时磨削较高精度复杂曲面零件的表面粗糙度和残余应力;分析了工艺参数对磨削表面质量的影响规律,给出了相应的经验计算式,为提高砂带磨削表面质量及合理选择工艺参数提供了依据。     

钨对1295℃/10 h热处理后Ti-Al-Nb-W-B合金微观组织的影响

将铸态Ti-Al-Nb-W-B合金经过热等静压和均匀化热处理后，再在1295℃保温10h。将铸态、均匀化处理态及热处理态合金的扫描电镜背散射电子像进行比较研究。研究结果表明：经过1295℃热处理后Ti-Al-Nb-W-B合金的晶团显著长大，相对细小的晶团长大成粗大的晶团组织；当合金中钨的含量低于0．7％时，在晶界或晶内均有析出相，且呈弥散分布；锯齿状晶界显示出层片的非连续长大，说明在层片组织生成的同时，层片也在发生非连续长大；钨含量对析出相的数量有较大影响，对晶团的形成、长大等影响较小，对层片的影响较小。