热轧变形对高碳TWIP钢组织缺陷和力学性能的影响

为解决高碳Fe-20Mn-3Cu-1.3C TWIP钢凝固组织中易形成显微疏松、损害合金的力学性能的问题,研究了在相同热轧温度下,改变轧制变形总量对合金微孔缺陷的消除及拉伸力学性能的影响.研究表明:通过热轧变形可以有效地减少Fe-20Mn-3Cu-1.3C TWIP钢的微孔缺陷,提高组织致密度;随着热轧变形量的增加,合金的综合力学性能显著提高,当热轧变形量达到91%时,该合金中的微孔面密度由固溶态的1.67%降低至0.71%,抗拉强度达到1223.7 MPa,延伸率达到86.8%,强塑积高达106217.2 MPa.%,比未热轧变形处理提高了78.3%,显示出优异的综合力学性能,表明消除微孔缺陷是充分发挥其高强韧性的关键.

成分互补熔体温度处理对高硅铝合金组织的影响

研究了成分互补熔体温度处理工艺对Al-20Si合金组织的影响规律。研究表明,该工艺能够对高硅铝合金的初生Si相产生明显的变质效果,经成分互补熔体温度处理工艺处理后,初生Si的晶粒在100min内尺寸可稳定在36μm左右,这表明对高硅铝合金的变质效果具有长效性,是一种简单实用的高硅铝合金变质处理工艺。

高强韧TWIP铸铁的形变组织与力学性能

采用熔炼法制备出新型Fe-15Ni-12Mn-3.5C-2.5Si高强韧合金铸铁,该合金铸铁经高温固溶碳原子后,表现出高的塑性变形能力,连续冷轧变形量可达50%。拉伸试验结果表明,轧制后的试样经再高温固溶处理,合金的抗拉强度为730.81 MPa,伸长率高达20%,是同类型QT700-2球墨铸铁的伸长率的10倍,并具有较高的加工硬化特性。研究表明,该合金铸铁经固溶处理后组织由奥氏体、球状石墨及少量碳化物组成,良好的塑性是通过奥氏体基体密集孪生切变实现的,其高塑性源于TWIP效应;提高固溶处理温度,铸铁的抗拉强度略有降低而塑性大幅度提高。这种高强韧球墨铸铁合金对于制备减振降噪、安全性高的发动机曲轴、主轴等结构件具有重要的应用前景。

成分互补熔体温度处理对高硅铝合金的初生硅相组织的影响

本文研究了成分互补熔体温度处理工艺对于含20%Si的高硅铝合金对组织的影响规律,研究表明,该工艺能够对高硅铝合金的初生Si相产生明显的变质效果,经成分互补熔体温度处理工艺处理后,初生Si的晶粒在100min内尺寸可稳定在36μm左右,这表明对高硅铝合金的变质效果具有长效性,是一种简单实用的高硅铝合金变质处理工艺。

铜含量对高碳TWIP钢组织和力学性能的影响

采用真空熔炼法制备了Fe-20Mn-XCu-1.3C系高强度高塑性合金钢。通过单向拉伸试验和OM观察,研究了铜含量的变化对该合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:Fe-20Mn-XCu-1.3C系合金拉伸变形前后均为单相奥氏体组织。随着铜含量的增加,合金的屈服强度和伸长率提高,而抗拉强度降低,Fe-20Mn-3.0Cu-1.3C合金的抗拉强度为1256MPa,伸长率为77.6%,强塑积达到97465.6MPa.%,具有优异的综合力学性能。铜含量的增加提高合金的层错能,推迟了变形过程中孪晶的形成并降低了孪晶的形成速率,使位错滑移更容易发生。Fe-20Mn-XCu-1.2C系合金具有较高的加工硬化速率水平,其加工硬化速率随着铜含量的增加而降低。

熔体预结晶状态对Al-20% Si合金中初生Si相的影响

通过将Al-30%Si高温熔体与已开始结晶的Al-10%Si熔体相混合,并在不同过热条件下凝固,研究过共晶Al-20%Si熔体的预结晶状态对合金凝固组织的影响.结果表明:改变了合金预结晶状态的混合熔体可以获得分布均匀、尺寸小于40μm的初生Si,且过热处理可以进一步细化初生Si相.分析表明,将900℃的Al-30%Si熔体与580℃的Al-10%Si熔体混合可使Al-20%Si混合熔体的温度大幅降低至670℃,远低于两熔体混合前温度的平均值740℃,从而增大了合金液在凝固时的过冷度,细化初生Si相.过热混合熔体时,由于熔体微区仍存在成分和温度的不均匀性,使初生Si尺寸进一步减小.

碳含量对Fe-Ni-Mn-Si-C系TWIP钢应变硬化行为的影响

采用单向拉伸、金相组织观察、TEM等方法,研究了3种不同碳含量Fe-Ni-Mn-Si-C系TWIP钢的拉伸应变硬化行为。研究结果表明,随着碳含量的增加,合金的强度和伸长率均提高,当碳质量分数为1.0%时,该TWIP钢具有较好的综合力学性能,强塑积达到83 160 MPa.%。3种TWIP钢的真应力-真应变曲线均不完全遵循Hol-lomon的线性关系。在低应变阶段,碳含量高的合金应变硬化指数略低于碳含量低的合金。而在高应变阶段,n值随碳含量的增加而增大并维持于一定值。该类TWIP钢的微观变形机制是:当真应变ε<0.12时,位错滑移为主要的变形机制;当0.12<ε<0.42时,强化机制以应变诱发孪晶为主。碳含量的增加,推迟了形变孪晶的产生,延长了应变硬化行为的第2阶段,提高了合金的强度与韧性。