不同温度轧制H68黄铜样品退火后的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了不同温度轧制黄铜H68样品退火后的晶界特征分布(GBCD)。黄铜H68再结晶样品在不同温度下(-20℃、室温、100℃)进行6%轧制,随后进行650℃×10 min退火处理。结果表明:在室温下轧制退火比在100℃轧制退火和-20℃轧制退火生成更高比例的特殊晶界,其值达到78.7%;较大尺寸(400μm)的∑3n(n=1,2,3)特殊晶粒团使外围的一般大角晶界网络连通性被阻断,实现了合金的GBCD优化。分析指出:在室温下轧制,合金的层错能有利于后续退火中形成退火孪晶,并发生Σ3n(n=1,2,3)晶界迁移与交互反应;在100℃下轧制,合金的层错能较高,有利于后续退火中生成一般大角度晶界包围的新生晶粒;在-20℃下轧制,合金的层错能较低,后续退火中晶界迁移的驱动力不足,不能实现GBCD优化。

H68黄铜动态应变时效后的组织与性能

在4.76×10-4s-1的应变速率、100K^673K的温度范围内进行了系列温度拉伸试验、恒应力时效试验以及对动态应变时效(DSA)预处理后微观组织的观察,研究了DSA对H68黄铜组织和性能的影响。结果表明,H68黄铜在250K^600K的温度范围内会出现DSA现象;在DSA温区内,出现屈服应力平台及加工硬化速率峰值。在动态应变时效过程中发生的运动位错与溶质原子之间的交互作用使材料的位错组态发生变化,在相同的预应变量下,随着DSA预处理的温度升高,材料的位错密度提高,形成更复杂、更稳定的位错组态。

同步改善黄铜H68晶界腐蚀行为和力学性能

平均晶粒尺寸为150μm的工业黄铜H68初始样品经晶界工程(GBE)处理,其特殊晶界比达到76%、平均晶粒尺寸为30μm。拉伸实验和铵盐环境中的腐蚀实验结果表明:经GBE处理的样品,不仅其抗拉强度由初始样品的234 MPa提高到297 MPa,且其晶界腐蚀抗力也得到显著改善。相比于同样晶粒尺寸的传统再结晶状态样品,经GBE处理的样品,虽其抗拉强度降低,但其伸长率却提高17%;前者在铵盐环境中沿晶腐蚀严重,而后者基本不发生沿晶腐蚀。GBE处理的样品中存在的大量特殊晶界(主要是Σ3晶界)及其对一般大角度晶界网络连通性的阻断是该样品比初始样品以及传统再结晶样品具有优异晶界腐蚀抗能力的主要原因;特殊晶界虽然具有明显的界面强化作用,但其强化效果显然不如一般大角度晶界,其原因可能与特殊晶界具有较高结构有序度有关。

黄铜H68轧制后在不同温度退火样品的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了轧制和退火对黄铜H68样品晶界特征分布(GBCD)的影响。结果表明:再结晶处理后经小变形冷轧(6%)的黄铜H68样品,在650℃×10 min退火比在270℃×10 min退火和270℃×10 min-650℃×10 min退火生成更高比例的特殊晶界。进一步分析指出:在应力大小和分布相近的条件下,650℃退火时,晶界迁移的的驱动力大,相比270℃退火更能促使样品中原有及新形成的非共格∑3晶界广泛迁移,在迁移中彼此相遇并发生交互反应,派生出Σ9和Σ27晶界,使Σ3n(n=1,2,3)特殊晶界的比例增大,当退火10 min时,特殊晶界的比例达到峰值;随后如继续保温,在界面能作用下,晶粒合并、长大使特殊晶界比例下降。

工业黄铜H68的晶界工程处理及晶界特征分布

采用电子背散射衍射等技术研究了工业黄铜H68的晶界工程(GBE)处理及晶界特征分布(GBCD)。结果表明:工业黄铜H68经固溶和预处理,再进行6%冷轧并在923 K退火10 min后,其特殊晶界比例达到76%,一般大角晶界包围的∑3n(n=1,2,3)特殊晶粒团尺寸大于300μm,较好地阻断了一般大角晶界网络的连通性,实现了GBCD优化;预处理中非共格∑3晶界的形成及再结晶引起的晶粒细化,为后续冷轧退火中诱发∑3n(n=1,2,3)晶界迁移反应提供了条件,这是H68黄铜发生GBCD优化的主要机制。

利用晶界工程技术优化H68黄铜中的晶界网络

利用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像(OIM)技术研究了形变量及退火时间对H68黄铜晶界网络的影响。结果显示,形变量对处理后样品的晶界特征分布及晶粒尺寸和晶粒团簇尺寸都有显著影响,而退火时间(10 min^3 h)所产生的影响不明显;其中经5%冷轧及在550℃下退火不同时间都能够显著提高H68黄铜的低∑CSL晶界比例到80%以上,晶界网络中形成了大尺寸的互有∑3~n(n=1,2,3……)取向关系晶粒的团簇。

连续挤压及热处理对H68黄铜组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和液晶电子拉力试验机研究了连续挤压和退火处理对H68黄铜的组织、抗拉强度、延伸率和拉伸断口的影响。结果表明,经连续挤压和退火处理后,H68黄铜的延伸率随着退火温度的增加而增加,抗拉强度随着退火温度的增加略有下降;组织主要由粗大的等轴晶经不规则的长条状转变为多个小晶粒包围一个大晶粒的排布;其拉伸断裂方式由准解理断裂经韧窝断裂转变为韧窝-微孔聚集型断裂;具有较好的塑性变形能力,且随着退火温度的增加逐渐提高。

H68黄铜挠性波导管制造缺陷分析

挠性波导管在生产过程中经常出现波导管齿形不规则、缩齿困难以及齿根撕裂的问题。以H68黄铜挠性波导管为例,通过对影响其质量的壁厚、软化退火工艺、酸洗工艺、滚齿模结构和钎焊工艺等因素进行了分析,得知造成以上缺陷的主要原因是毛坯管壁厚超差、滚齿模结构引起滚压轮同齿条啮合过紧、间隙不均以及退火温度选择不当。最后通过对H68黄铜波导管进行不同温度退火试验和物理性能检验,确定了最佳制造工艺方案。

H68黄铜弹壳开裂原因分析

通过化学成分分析、裂纹宏观和微观检验、显微硬度测试与微区成分能谱分析等方法,分析了H68黄铜弹壳开裂失效的原因。结果表明:材料本身存在冶金缺陷β相偏析与零件收口处退火不良是造成弹壳开裂失效的原因。

金属盘管的室温拉伸试验方法

分别采用试样两端压扁法、人工掰直法和矫直机矫直法对H68黄铜盘管和BFe10-1-1白铜盘管进行室温拉伸试验,并对试验结果进行分析。结果表明:对于壁厚不小于1 mm、断后伸长率不小于60%的金属盘管,试样端部压扁后,可以有效地进行室温拉伸试验;对于壁厚小于1 mm、断后伸长率小于40%的金属盘管,采用正压法可以提高试验成功率;当试样允许矫直,或屈服强度无要求时,将试样进行整体矫直更容易操作。

细长多台阶底火体的精密冷挤压成形技术研究

采用多道次冷挤压成形工艺完成了H6 8黄铜制细长多台阶底火体的精密成形。冷挤压成形的底火体 ,除上、下两端面留有适量的机械加工余量外 ,其余部分不再后续切削加工就能达到底火体的尺寸精度和表面粗糙度要求 ,而且由于形变强化作用使冷挤压成形的底火体有较高的强度和足够的韧性 。

黄铜样品冷轧后在650℃退火不同时间的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了黄铜H68初始样品经6%轧制后在650℃退火不同时间的晶界特征分布(GBCD)。结果表明:特殊晶界比例随退火时间增加而增大,退火10 min时达到峰值76%;同时互成Σ3n(n=1,2,3)界面关系的特殊晶粒团平均尺寸超过300μm,使外围的一般大角晶界网络连通性被阻断,实现了GBCD的优化。分析指出:退火中非共格∑3晶界优先在三叉晶界(triple junctions)处形核并在界面应力(SIBM)作用下迁移,迁移中发生∑3n(n=1,2,3)晶界的交互反应,这可能是样品晶界特征分布随退火时间演化的主要机制。

细小深盲孔黄铜壳体冷挤压工艺

选择合适的软化退火工艺规范,制订合理的工艺方案,正确选用模具材料和特殊的模具结构,可用冷挤压成形工艺完成H68黄铜壳体的精密成形。用此工艺成形的零件除上下两端面留有适量的机械加工余量外,其余部分不再后续切削加工就能达到壳体零件的设计要求,同时,由于形变强化,使冷挤压成形的壳体具有较高的强度和足够的韧性,克服了切削加工壳体在使用过程中存在的鼓胀问题。

MST法研究CF裂纹扩展行为

提出了用非常规的圆截面小锥度光滑试样研究腐蚀疲劳(CF)裂纹扩展行为的新方法,即MST法(Multipe Small-angle-cone-specimen Test)。以黄铜在Mattson溶液中的腐蚀疲劳为例介绍了本方法的试验程序和结果。本方法所需要的试验装备简单、省时间、费用低,便于观察裂纹扩展与显微组织的关系,并且可测定多裂纹体系中表面裂纹朝纵深方向的扩展速率,在试验过程中不必停机及清洗试件使裂纹扩展的电化学环境和力学条件不受干扰,比较切合CF的真实情况。

黄铜弹壳裂纹失效分析

通过断口宏微观观察、能谱分析、金相和硬度检测等方法,分析黄铜弹壳开裂失效的原因。结果表明,故障属于管理和工艺综合问题,真空包装中存在少量空气残留,在内应力和过盈配合应力的联合作用下,发生应力腐蚀开裂。改进措施:进行充分退火,并在真空包装内增加固体吸附剂,针对应力腐蚀敏感的黄铜产品,从腐蚀环境、加工工艺和管理上综合改善。