40Cr钢奥氏体动态再结晶及晶粒细化

在Gleeble-1500热模拟机上以40Cr钢为对象,研究了热变形奥氏体动态再结晶行为以及动态再结晶晶粒尺寸与变形参数间的变化规律.通过控制形变温度、变形量及应变速率等工艺参数,40Cr钢高温形变动态再结晶可使晶粒细化到9 μm左右.奥氏体动态再结晶晶粒尺寸取决于Zener-Hollomon(Z)参数,提高应变速率及降低形变温度都有利于Z参数增大,流变应力峰值较高,奥氏体动态再结晶晶粒减小.在传统的动态再结晶晶粒尺寸公式中引入应变量,得出40Cr钢的动态结晶晶粒尺寸计算公式.     

变形温度对细晶高强IF钢应力-应变曲线及显微组织的影响

以细晶高强IF钢为研究对象,在东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室MMS-300热力模拟实验机上,测定了在变形速率为10 s-1,真应变为0.5,变形温度分别为750、800、850、900、9501、000℃时的应力应变曲线。通过实验发现,钢的应力应变曲线为动态回复型,不随温度而变化;流变应力随着变形温度的增加而下降;通过显微组织观察发现,随变形温度的降低,晶粒变细。     

变形温度对细晶高强IF钢应力-应变曲线及显微组织的影响

以细晶高强IF钢为研究对象,在东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室MMS-300热力模拟实验机上,测定了在变形速率为10 s-1,真应变为0.5,变形温度分别为750、800、850、900、950、1 000 ℃时的应力应变曲线.通过实验发现,钢的应力应变曲线为动态回复型,不随温度而变化;流变应力随着变形温度的增加而下降;通过显微组织观察发现,随变形温度的降低,晶粒变细.     

一种桥梁用耐候钢的静态再结晶模型

在MMS-300热/力模拟实验机上采用双道次压缩法,研究了桥梁用耐候钢在奥氏体区变形后道次间隔时间内的静态软化行为.分析了变形温度与间隔时间对静态软化行为的影响,采用应力补偿法计算了静态再结晶百分数.实验结果表明,在第一道次变形之后的5~10 s就发生了静态再结晶,变形温度、道次间隔时间对耐候钢的静态再结晶行为影响显著,变形温度越高,静态再结晶进行得越迅速.确定了耐候钢的静态再结晶激活能为190.57 kJ/mol,同时建立了静态再结晶动力学数学模型.     

4J29膨胀合金晶粒长大倾向的研究

针对在电子器件中常作为密封材料的4J29合金在生产时出现粗大晶粒造成工件开裂问题,采用热处理和单因素优选实验方法研究4J29合金的再结晶温度、预先变形率与晶粒度之间的关系。研究表明,4J29膨胀合金晶粒聚集长大是由大于70%预先变形率所造成。在实际生产中尽可能采用合理的预先变形率可以提高材料的再结晶温度和二次再结晶温度,可以防止合金晶粒聚集长大,从而保证了工件质量和使用性能。     

大变形量Al-Zn-Mg-Cu合金的热轧板再结晶行为

采用光学显微镜、维氏硬度计和透射电子显微镜研究Al-Zn-Mg-Cu合金大变形热轧板退火过程中的组织演变和力学性能变化,探讨再结晶形核和长大机制,并通过分析位错和储存能变化规律研究动态回复对再结晶的影响。研究结果表明:Al-Zn-Mg-Cu合金在390℃热轧变形时,其主要软化机理为动态回复;当变形至90%时,其组织由直径为0.3～0.6μm的位错胞和亚晶组成,这种回复时发生的多边形化促进了随后退火过程中静态再结晶的进行。根据硬度曲线和组织分析确定总变形量为90%的Al-Zn-Mg-Cu热轧板再结晶起始温度为400℃,完全再结晶温度为420℃;超过450℃时再结晶晶粒明显长大,再结晶形核机制以亚晶合并形核为主。     

Ti微合金化Q390高强钢热变形行为研究

通过单道次压缩实验,研究了屈服强度390 MPa级Ti微合金化高强钢的热变形行为,并建立了实验钢的变形抗力模型和动态再结晶数学模型.结果表明:随着变形温度的降低,变形抗力逐渐增大;随着应变速率的增大,应力-应变曲线由动态再结晶型转变为动态回复型.Q390钢的动态再结晶激活能为257.142 k J/mol.建立的高精度的数学模型可表征Ti微合金化Q390钢的高温变形行为.与常规成分体系相比,Ti微合金化成分设计的实验钢轧制时所需的轧制力较小,更容易发生动态再结晶,有利于奥氏体晶粒的细化,可有效地提高钢材强韧性.     

回复与再结晶退火对新型HSn701黄铜组织及性能的影响

设计了一种新型HSn70-1黄铜合金,其冷拉拔加工率为55%.应用偏光显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、万能材料试验机和电化学工作站等设备,研究了不同的退火温度对新型合金显微组织和性能的影响.结果表明：加入少量Sn,Al,P,Ni合金元素构成了新型HSn70-1合金,合金元素以固溶体的形式存在于晶粒内部,其组织为α单相;合金在不同温度下保温2 h,200℃时发生应变时效,300~450℃为再结晶过程,450~550℃为晶粒长大阶段,550~600℃晶粒基本完全长大.随着退火温度的升高,合金的硬度、抗拉强度和屈服强度逐渐降低并趋于缓慢,其伸长率变化相反;合金自腐蚀电流密度、失重率逐渐降低并趋于稳定;开路电位逐渐变大,最后趋于稳定,新型HSn70-1黄铜的耐腐蚀性逐渐变好.     

钛和钒对高锰钢高温热延性的影响

运用Gleeble-3500热力模拟试验机对700～1200℃温度范围内高锰钢Mn13单独加入钛(质量分数0.10％)、复合添加钛(质量分数0.11％)和钒(质量分数0.20％)后的高温热延性进行测试.采用扫描电镜和X射线能谱分析仪对不同温度下拉伸断裂后试样的断口形貌以及断口处的析出粒子进行了分析.温度-断面收缩率曲线表明在高锰钢中加入0.10％钛后,其断面收缩率出现了一定程度的下降,这表明钛的加入恶化了高锰钢的热延性;在此基础上加入0.20％钒,高锰钢的热延性出现了进一步的下降,即钛和钒的复合加入严重恶化了高锰钢的热延性.利用Thermo-Calc热力学计算软件对单独含钛以及复合含钛钒的高锰钢在700～1600℃存在的平衡析出相进行了计算,计算结果表明Ti(C,N)的平衡析出温度均约为1499℃,远大于其液相线温度,这说明Ti(C,N)在高锰钢的液相中就可以开始析出.扫描电镜-能谱分析结果表明在奥氏体晶界以及三叉晶界处存在大量的Ti(C,N)和(Ti,V)C粒子,这些粒子的出现抑制了动态再结晶的发生,并且加速了晶界附近裂纹的扩展.     

挤压温度对Mg-3Zn-2.5Al-2.5Ca合金的微观组织和力学性能的影响

采用金相分析、扫描电镜分析、X射线衍射分析和拉伸测试等方法研究了不同挤压温度对Mg-3Zn-2.5Al-2.5Ca(ZAC333)合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明,铸态组织的平均晶粒尺寸为185μm;随着挤压温度从623K降低到523K,由于发生了明显的动态再结晶,合金的平均晶粒尺寸从6.32μm减小到3.36μm.ZAC333铸态合金中沿着晶界分布的半连续Al_2Ca和连续Ca_2Mg_6Zn_3第2相在热挤压过程中也发生了明显的破碎而沿着挤压方向分布.与铸态合金的力学性能相比,挤压态ZAC333合金的力学性能有明显的提高.挤压态合金的抗拉和屈服强度分别从176 MPa和284 MPa提高到292 MPa和334 MPa,而延伸率从18%降低到9%.ZAC333合金性能的改善主要归功于热挤压过程中的动态再结晶细晶强化和第2相粒子破碎而产生细化弥散强化的共同作用.