热变形对CLAM钢多尺度组织的影响研究

目的明确热变形对CLAM钢多尺度组织的影响规律,进而为采用形变热处理工艺获取细小弥散的析出相提供指导。方法利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及X射线衍射(XRD)研究了CLAM钢在不同变形温度(550、650、750、850℃)和不同变形量(30%、45%、60%)下多尺度组织的变化规律。结果当变形量一致(30%)时,CLAM钢在变形温度为550℃时达到最大位错密度(2.69×10^(15)m^(–2))与最大界面长度(19910.3μm);在变形温度为750℃时,达到最小位错密度(2.53×10^(15)m^(–2));在变形温度为850℃时,达到最小界面长度(12594.3μm)。当变形温度一致(850℃)时,CLAM钢在变形量为60%时达到最小晶粒尺寸(53.24μm)、最大位错密度(4.22×10^(15)m^(–2))和最大界面长度(20657.8μm)。结论CLAM钢在热变形过程中发生了回复,并在变形温度为850℃时发生了再结晶。当变形量一致时,随着变形温度的提升,位错回复与界面迁移加速,使位错密度及界面长度逐渐降低。但是当变形温度达850℃时,受到高温淬火的影响(淬火温度与变形温度一致),位错密度出现异常增大。通过建立变形温度与位错密度的关系模型,计算出CLAM钢在850℃下因淬火畸变造成的位错增殖为(0.53±0.09)×10^(15)m^(–2)。当变形温度一致时,随着变形量的增加,加工硬化得到提高,多尺度组织得到细化,使位错密度及界面长度逐渐增大,同时再结晶的驱动力得到增加,使晶粒尺寸逐渐减小。

第二相对铸轧3003铝合金箔坯再结晶行为的影响

目的铸轧法因工艺流程短、生产效率高而被广泛应用于3003铝合金箔板的生产。但铸轧法生产的坯料组织为Mn元素过饱和的固溶体,在后续再结晶退火时易析出细小弥散的第二相,这些第二相会抑制再结晶形核使得合金组织异常粗大,为解决这个问题,需探索最优的热处理工艺。方法采用均匀化退火预处理工艺,在均匀化退火过程中使Mn元素脱溶并析出粗大的第二相,为后续再结晶退火提供形核质点。研究均匀化退火温度对该过程中析出第二相的尺寸和数密度的影响,并研究均匀化退火对再结晶析出行为、形变再结晶晶粒形貌和织构特征的影响。结果经过450、500、550℃均匀化预处理的试样析出了大量粗大的第二相,从而诱发再结晶形核,促使合金组织细化;而原始铸轧样和400℃均匀化预处理的试样在再结晶退火时析出了大量细小的第二相,阻碍再结晶的发生,从而形成粗大的晶粒组织。由于均匀化处理过程中产生粗大粒子诱发形核(PSN)作用,使得500、550、600℃预处理冷轧板退火后具有较弱的再结晶织构。结论在500、550、600℃进行预处理可析出粗大的第二相,促使合金组织细化。通过数学拟合的方法,获得粗大第二相(d>200 nm)数密度与再结晶晶粒平均尺寸之间的关系为d=75.09-30.04ρ+4.08ρ^(2)。

机械搅拌对Fe-Cr-C系明弧堆焊合金显微组织及其耐磨性的影响

采用高碳高铬铸铁药芯焊丝,通过自改装的自动搅拌式明弧堆焊机在Q235钢表面堆焊了Fe-Cr-C系耐磨高铬铸铁焊层。借助XRD、SEM、EDS和光学显微镜(OM)分析了堆焊层的物相组成,观察了堆焊层的宏观和微观组织形貌。运用洛氏硬度计和动载冲击磨料磨损试验机测试了堆焊层的表面硬度和磨损性能。结果表明,机械搅拌作用下的明弧堆焊层中裂纹明显减少,焊层内部奥氏体和碳化物更加混乱、细小,局部区域出现了波纹状组织。搅拌作用下的明弧堆焊层最高硬度达57 HRC,相对耐磨性是一般明弧堆焊层的2倍。磨损机制表现为金属的塑性变形和磨料对堆焊层的短距离切削。