不同预时效挤压态Mg−Gd−Y−Zn−Zr合金的再结晶行为和强化机制

通过控制预时效时间制备3种不同状态的试样,研究不同预时效状态对挤压态Mg−9.5Gd−4Y−2.2Zn−0.5Zr(质量分数,%)合金的动态再结晶行为(DRX)和性能的影响。结果表明,欠时效挤压(UAE)样品的细晶体积分数为17.4%,而峰时效挤压(PAE)和过时效挤压(OAE)样品的细晶体积分数分别达到89.7%和50.4%。在晶粒内部和晶界处分布的致密、细小的β颗粒相通过粒子激发形核机制显著提高了形核位点和位错密度。然而,致密针状γ'相抑制位错滑移,延迟DRX形核。PEA和OAE样品中细小晶粒的差异归因于原始颗粒相的数量和尺寸的不同,而其拉伸性能的差异归因于不同的显微组织。由于晶界强化和析出强化机制的贡献更大,PAE样品具有更优异的拉伸性能。

轧制态TiZrNbSn合金的再结晶行为

首先对冷轧态Ti-49Zr-21Nb-1.0Sn(TZNS1.0)合金分别在600、650、700、750、800和850℃进行再结晶退火处理10、20、30、60、90和120 min,随后采用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析了热处理后合金的组织演变,计算了合金的再结晶激活能,建立了其再结晶动力学模型。结果表明:随着退火温度的升高,TZNS1.0合金的再结晶形核孕育时间缩短,β晶粒经历了回复、再结晶形核和长大阶段。随着退火时间的增加,合金的晶粒尺寸增大,但长大速度逐渐减小。TZNS1.0合金在750℃再结晶退火后,仅少数区域发生再结晶,大部分区域仍为变形组织,并存在许多小角度晶界、高密度位错和轧制织构。在800℃退火后,再结晶区域呈现大角度晶界,轧制织构和高密度位错被消除。退火温度进一步升高到850℃时,再结晶过程全部完成,合金晶粒明显长大。TZNS1.0合金的再结晶激活能为67.45 kJ/mol,850℃退火处理时,合金的再结晶动力学方程为x=1-e^(-0.05t 0.9)。

42CrMoA钢热变形过程动态再结晶行为

目的通过Deform-3D软件模拟42CrMoA钢的热压缩过程,研究在压缩量为60%、变形温度为950~1100℃和应变速率为0.01~10s^(-1)条件下42CrMoA钢再结晶模型的可靠性。方法将热压缩试样沿轴线对半分开,以试样中心和边部位置作为金相观察区,分析42CrMoA钢的热变形行为,将计算得到的动态再结晶临界模型输入Deform-3D软件的前处理模块中,模拟过程的变形参数与实验过程的相同,通过在模拟试样的心部和边部位置进行点追踪,实现模拟结果和实验结果中组织的对比分析。结果在压缩过程中42CrMoA钢真应力的变化受加工硬化和动态软化协同作用影响。随着温度的升高,试样心部和边部的再结晶体积分数均有所上升,且试样心部动态再结晶体积分数大于边部的。模拟结果显示,当温度由1000℃升高至1100℃时,试样心部动态再结晶体积分数由75.6%升高至89.5%,在相同条件下,通过金相观察到试样心部的动态再结晶体积分数由73.2%升高至85.3%。结论基于Johnson-Mehl-Avrami模型改进的Yada再结晶模型可以较好地描述42CrMoA钢的动态再结晶过程,实验结果与模拟结果间的相对误差小于8.35%,验证了动态再结晶模型的准确性。

无间隙原子钢在退火过程中的再结晶行为及其对耐腐蚀性能的影响

对一种无间隙原子(IF)钢进行了不同温度(630~780℃)和时间(0~140 min)的退火处理,对退火后该钢的显微组织进行观察,研究了其再结晶行为并建立再结晶动力学模型,获得了不同退火温度下的再结晶激活能,研究了再结晶程度对耐腐蚀性能的影响。结果表明:退火温度越高,再结晶过程所需时间越短,再结晶动力学参数n值越大,630~670℃退火时的再结晶激活能为221.7 kJ·mol^(-1),而750~780℃退火时的再结晶激活能为109.2 kJ·mol^(-1);当再结晶体积分数由18%增加至82%时,试验钢在质量分数3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度增大,而当再结晶体积分数增大至97%时,自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,随着再结晶程度的提高,试验钢的耐腐蚀性能先减弱后增强。

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)。

含铜铁素体抗菌不锈钢再结晶行为研究

采用光学显微镜、显微硬度计和扫描电镜对含铜铁素体抗菌不锈钢的再结晶行为进行研究。研究表明:再结晶保温时间越长,再结晶温度越低。试验钢在保温3、5、7 min条件下,再结晶温度分别为833、773、735℃;试验钢组织和硬度变化可以分为3个阶段,第一阶段试验钢发生回复,显微组织呈纤维状,硬度基本保持不变;第二阶段试验钢发生再结晶,硬度迅速下降;第三阶段试验钢基本完成再结晶而达到完全软化状态,硬度值变化趋于平稳。建立了保温时间t与再结晶温度T之间的关系模型:lnt=9682.3/T-3.56224。

新型含铝奥氏体耐热合金Fe-20Cr-30Ni-0.6Nb-2Al-Mo的动态再结晶行为

在Gleeble-3500热力模拟试验机上对一种新型奥氏体耐热合金(Fe-20Cr-30Ni-0.6Nb-2Al-Mo)进行单道次热压缩实验,结合OM、EBSD及TEM等表征手段,研究了该合金在950~1 100℃和0.01~1s-1热变形参数下的动态再结晶行为,采用回归法确定了合金的热变形激活能和表观应力指数,并以此构建其高温本构模型。实验结果表明,新型奥氏体耐热合金的应力水平随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而升高;动态再结晶行为更易发生在较高变形温度或较低应变速率下。采用lnθ-ε曲线的三次多项式拟合求解临界再结晶拐点的方法,较准确地预测了合金的动态再结晶临界点。此外,归纳出该合金在动态再结晶过程中的形核机制,主要包括应变诱导晶界迁移、晶粒碎化以及亚晶的合并。

加 Ti 对 ELC-BH 钢板热变形再结晶行为的影响

采用热模拟和金相检验等方法，研究了加Ｎｂ处理和加Ｎｂ＋Ｔｉ处理的两种ＥＬＣＢＨ钢板的热变形再结晶行为。结果表明，Ｔｉ元素的加入有利于热变形静态再结晶的发生，且变形温度愈高，再结晶进行愈充分。Ｔｉ元素过量加入不仅排除了ＮｂＮ和ＡｌＮ的析出，而且在一定程度上减少了ＮｂＣ的析出，从而减弱了对热变形静态再结晶的抑制。

B30MnSi钢的动态再结晶行为

采用Gleeble1500热模拟试验机对B30MnSi钢(%:0.32C,1.04Mn,0.85Si,0.019P,0.009S)进行变形温度为850～1000℃,应变速度为0.1～101/s的压缩变形试验,以研究该钢的动态再结晶规律。并通过回归分析得出峰值应力σm,应变εp,动态再结晶临界应变εc与温度补偿变形速率因子Z之间关系式为σm=16.689Ln(Z)-347.41;εp=0.0474Ln(Z)-1.1023;εc≈0.0393Ln(Z)-0.915。

基于元胞自动机的金属静态再结晶行为研究进展

静态再结晶是材料变形后通过热处理来改变组织状态的重要现象。本文重点综述总结了金属静态再结晶行为的数值模拟研究,首先简要介绍了计算材料科学中常用的元胞自动机(Cellular automata,CA)模拟方法,然后分别对元胞自动机模拟的动力学模型和物理模型发展进行详细综述,并分析总结了近年来元胞自动机在金属及其合金静态再结晶行为研究中的应用现状。最后,就金属静态再结晶行为的元胞自动机模拟研究提出相关建议。

连续退火过程中信号传输电缆用铜铝合金再结晶行为研究

分析了热感应连续退火和等温炉退火工艺对高频信号传输电缆用铜铝合金再结晶行为的影响规律。结果表明,利用热感应连续退火工艺,铜铝合金在290℃时开始再结晶行为,在400℃时发生完全再结晶;在温度为320℃时,合金晶界处析出金属间化合物Cu Al2和Cu9Al4,当温度增加至在430℃时,金属间化合物平均厚度分别为0.67μm和0.56μm。与等温炉式退火工艺相比,采用热感应连续退火工艺的铜铝合金达到再结晶时间短,且形成的再结晶组织细小。

微量Er和Zr对Al-Mg合金再结晶行为和焊接性能的影响

本文研究了微量Er和Zr元素对Al-Mg合金再结晶行为及组织演变的影响,同时探讨Er和Zr元素对稳定化态合金的FSW和MIG焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明:复合添加Er和Zr元素能够有效抑制Al-Mg-Er-Zr合金冷轧板再结晶和晶粒长大行为,与Al-Mg和Al-Mg-Zr合金相比,其再结晶起始温度和结束温度分别提高至225℃和450℃,稳定化态板材强度提高30 MPa以上;同时,Er和Zr元素的复合添加能够有效削弱由于焊接热量输入产生的板材形变组织再结晶软化作用,减小热影响区再结晶组织宽度,改善合金焊接接头组织,提高焊接接头性能。Al-Mg-Er-Zr合金的FSW和MIG焊接系数分别提高到85.7%和80%。

冷轧及热处理对N10276合金板材性能及再结晶行为的影响

首先对N10276合金热板进行不同变形量的冷轧,随后对冷轧板在不同制度下进行热处理,研究了N10276合金板材在冷变形过程中力学性能的变化规律,以及热处理对合金冷轧板的性能及再结晶行为的影响,建立了其再结晶晶粒长大动力学方程。结果表明:随着冷轧变形量的增加,合金中出现形变孪晶与滑移线,屈服强度、抗拉强度和硬度不断增加,伸长率不断减小;随着热处理温度的升高和保温时间的延长,合金的晶粒长大速度加快,软化效果愈发明显;冷轧变形量为50%、65%和80%时合金的晶粒长大激活能分别为518585、420998和327299 J/mol,所建立的晶粒长大模型可以有效预测晶粒长大规律。

如何利用试验判断是否发生奥氏体再结晶行为？

答：是否发生奥氏体再结晶行为可以由试验后的应力一应变曲线判断，当屈服后应力一应变曲线出现一峰值或者出现抖动现象，说明发生了奥氏体再结晶行为，这是因为奥氏体再结晶会软化材料，导致应力降低，而变形会因加工硬化导致材料的应力上升。

钛添加量对高纯铁素体不锈钢再结晶行为的影响

1前言 通过添加钛以及减少碳和氮含量,开发了变形能力强和抗腐蚀性的铁素体不锈钢,因为溶解碳和氮完全被固化成Ti（C,N）。添加的钛量一般超过形成的Ti（C,N）化学计算组成,然而,应考虑添加的多余钛可能对铁素体不锈钢的一些性质产生影响。本文研究了钛添加量对高纯17%Cr铁素体不锈钢再结晶行为的影响。

一种新型镍基高温合金的动态再结晶行为

采用等温热压缩实验研究了一种新型镍基高温合金在不同热变形条件下(变形温度1040~1120℃、应变量0.35~1.2、应变速率0.1 s^(-1))的动态再结晶行为。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射仪(EBSD)研究变形温度和应变量对合金热变形过程中组织演变和动态再结晶(DRX)形核机制的影响。结果表明,根据加工硬化率曲线能够准确确定DRX出现的临界应力和临界应变。合金的DRX晶粒体积分数随变形温度和应变量的增加而增加。在高温低应变速率下,不连续动态再结晶(DDRX)和连续动态再结晶(CDRX)形核机制同时发生。随着变形温度的升高,CDRX形核机制减弱,而CDRX机制在高温条件下占据主导。随着应变量的增加,合金中DDRX机制逐渐变强。热变形后期,CDRX仅作为辅助形核机制发挥作用。另外,Σ3孪晶界的形成有助于DRX晶粒的形核。

高压扭转变形对纯W再结晶行为的影响

在较低温度条件下完成了难熔金属烧结纯W高压扭转实验,通过改变扭转圈数,利用EBSD、XRD、DSC等多种检测与计算方法分析了高压扭转变形纯W在后续加热过程中再结晶组织及行为的变化。结果表明:高压扭转变形后,纯钨组织的形变储存能增大,激活能降低,但变形后组织的再结晶温度仍处于高值。DSC测试后,原始烧结组织发生明显的晶粒长大情况,而由高压扭转法(HPT)变形产生的细晶钨再结晶组织仍较为细小,平均晶粒尺寸为4~6μm,且随着扭转圈数增大晶粒尺寸未发生明显变化,变形组织的热稳定性较好。

镧对高强IF钢连续退火过程中再结晶行为的影响

在实验室进行冷轧高强IF钢薄板的再结晶退火试验,模拟连续退火工艺,对在820℃退火温度下保温不同时间(5~125 s)的试样,用金相显微镜和维氏硬度计测试试样的显微组织和显微硬度,研究稀土La元素对高强IF钢连续退火过程中再结晶行为的影响。结果表明,在连续退火过程中,稀土元素镧强烈推迟高强IF钢的再结晶开始时间,降低再结晶反应速率,抑制IF钢的再结晶行为。

热加工参数对GH738合金动态再结晶行为的影响

采用Gleeble-1500D热加工模拟试验机及微观组织分析系统研究了热加工参数对GH738合金动态再结晶组织分布的影响规律。结果表明:影响GH738合金动态再结晶晶粒分布均匀性的主要因素是变形量,当变形量大于50%且接近70%时更易获得较均匀的再结晶组织。变形速度及温度对动态再结晶也有一定的影响:变形速率减小,变形温度升高,再结晶体积分数提高;变形速率增大,变形温度降低都导致再结晶晶粒的体积分数减小。进一步的电镜分析表明,GH738合金动态再结晶的形核机制以应变诱发形核为主。