深冷轧制变形对新型Ni-W-Co-Ta高密度合金显微组织与性能的影响

采用熔炼-浇铸-锻造流程制备新型Ni-W-Co-Ta高强度合金,并对Ni-W-Co-Ta合金经深冷轧制变形后的显微组织及力学性能演变规律进行表征。结果表明:随着变形量的增加,新型Ni-W-Co-Ta高密度合金中等轴晶粒沿轧制方向不断被拉长,同时产生大量的滑移带以协调剧烈的塑性变形,并最终形成纤维组织。变形量的增大导致位错密度急剧增大,位错交互作用显著加强,进而使晶粒尺寸细化至纳米量级;合金强度、硬度随着变形量的增加而显著提高,伸长率则急剧下降。断口形貌则由韧性断裂(未变形)向准解理-韧性混合型断裂转变(90%变形量)。

深冷轧制对Mg-9Li-1Zn合金微观组织及力学性能的影响

首先对Mg-9Li-1Zn(LZ91)合金进行了不同时间的深冷处理,随后进行深冷轧制。利用光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机等研究了深冷轧制对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:深冷4 h后深冷轧制的合金中α-Mg相出现了一定程度的细化,并以细针状弥散分布于β-Li相中。深冷20 h后深冷轧制的合金中α-Mg相形貌并没有发生明显改变。与室温轧制相比,深冷4 h后深冷轧制的合金的抗拉强度和屈服强度分别提高了约43和36 MPa,而深冷20 h后深冷轧制的合金的抗拉强度和屈服强度分别增加了约20和50 MPa。

7075铝合金深冷轧制及时效处理微观组织和性能

采用深冷轧制和室温轧制及峰值时效处理制备了不同厚度的7075铝合金板材,利用硬度测试、拉伸试验、X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析了轧制板材的力学性能和微观组织演变。结果表明:与室温轧制板材发生了严重边裂不同,深冷轧制板材始终未发生边裂。轧制强化效果随压下率增加而提高,80%压下率的深冷轧制样品屈服强度和抗拉强度较固溶样品分别提高155%和44%。深冷轧制样品在峰值时效后强度和塑性同时提升。20%、40%、60%和80%压下率的深冷轧制+峰值时效样品与室温轧制+峰值时效样品相比,断裂伸长率分别提高8.7%、18.5%、45.5%和57.4%,这是时效引起的位错湮灭、深冷轧制更均匀的变形和深冷轧制+峰值时效样品中细小析出相的共同作用。

新书推介:深冷轧制制备高性能有色金属材料

与传统大塑性变形方法相比,深冷轧制被认为是生产超细晶金属材料的有效工艺之一。深冷轧制改变了金属材料的塑性变形环境,与冷轧或者热轧相比,这种轧制变形获得的材料具有显著不同的组织与性能。深冷轧制抑制动态回复可以使累积的位错密度达到更高的稳态水平,而这些位错将作为启动大量形核位置的驱动力,从而形成亚微晶或超细晶粒材料。对比传统热轧与冷轧技术,深冷轧制是一项变革性技术。

深冷轧制工艺开发与发展

近年来,在国内钢铁企业中,为适应市场变化,提高产品质量和效益,开发出了一系列高附加值产品。例如:高强钢、大厚度薄板、大型板带轧机、高强度中厚板生产线等。但与这些高附加值产品相比,传统的热轧工艺在产品质量、生产效率以及经济效益等方面还存在一定的差距。因此,深冷轧制工艺成为现代钢铁企业提高产品质量和效益的一项重要技术措施。本文首先对深冷轧制工艺的开发与发展进行了全面的概述,其次对深冷轧制工艺中存在的问题进行了分析,最后从原料、设备、工艺技术、生产组织管理等方面提出了提高深冷轧制工艺水平的建议。

退火温度对深冷轧制6063铝合金组织性能的影响

通过深冷轧制实验,研究退火温度对深冷轧制6063铝合金显微组织及力学性能的影响,利用电子万能试验机、宏观硬度计及光学显微镜等对合金力学性能、微观组织及断口形貌进行了观察及分析。结果表明,在相同退火温度下,深冷轧制后试样的硬度及力学性能均好于室温轧制。对于6063铝合金,无论是室温轧制还是深冷轧制,随退火温度的升高,试样硬度均表现为先升高后降低,在180℃左右硬度出现峰值。经100～250℃低温退火后,试样的伸长率表现为先增加后降低,随后又增加的趋势,其间存在两个峰值,180℃为伸长率升高的高峰,200℃为伸长率降低的低峰。深冷轧制铝合金的断裂属于韧性断裂,断口形貌属于韧窝-微孔聚集型。在200～300℃退火时,晶粒粗化。

深冷轧制对AISI 310S不锈钢组织和性能的影响

采用深冷轧制技术对AISI 310S奥氏体不锈钢进行不同变形量的实验,借助OM、SEM、TEM、XRD及微拉伸试验等方法研究了不同变形量下奥氏体不锈钢的组织特性及性能变化规律。结果表明:奥氏体不锈钢在深冷轧制不同变形量下均未发生应变诱发马氏体相变,在变形量为30%时,组织内部出现高密度位错且夹杂少量的形变孪晶,随着变形量增大至70%时,组织内部出现大量形变孪晶,孪晶与位错的交互作用显著加剧;到变形量为90%时,晶粒完全碎化至纳米量级。而且随着变形量的增大,强度指标大幅度上升,屈服强度、抗拉强度分别从原始态的305 MPa、645 MPa增加至1099 MPa、1560 MPa;而伸长率则从40.8%(原始)下降至6.4%(变形量90%),拉伸断口由韧性断裂向准解理断裂转变。

工业纯铝在室温和深冷轧制条件下的微尺寸效应

对1060工业纯铝分别进行室温轧制和深冷轧制,取成品厚度为300、200、100、50和25μm 5组试样进行拉伸试验。结果表明,经过室温轧制的轧件,当其厚度减薄至100μm时出现微尺寸效应,即厚度大于100μm时随厚度减小抗拉强度增大,厚度小于100μm时随厚度减小抗拉强度减小;发现100μm是纯铝室温轧制时出现尺寸效应的临界值。与室温轧制相比,经过深冷轧制轧件微尺寸效应的临界值相同而表现形式不同,厚度小于临界值100μm后其抗拉强度随厚度减小而增加的速度加快。在相同厚度条件下,深冷轧制后的轧件比室温轧制的晶粒内部亚结构更细小,分析认为这是其强度高于室温轧制的一个原因。

退火工艺对深冷轧制AISI310S不锈钢组织和性能的影响

采用SEM、TEM及微拉伸试验等方法,对深冷轧制变形90%的AISI310S奥氏体不锈钢不同温度（500～1000℃）及时间（2～60 min）退火处理后的微观组织及性能进行了研究。结果表明：当退火温度在700℃以下时,深冷变形组织处于回复阶段;退火温度在700℃以上时,深冷变形组织处于再结晶阶段,随着退火温度升高至1000℃,再结晶程度充分完全的同时伴随着再结晶晶粒的长大,1000℃退火10 min条件下,奥氏体晶粒长大至3μm左右。在退火温度800℃下,随着退火时间从2 min增加到60 min,奥氏体不锈钢晶粒尺寸从300 nm增大至750 nm。退火温度从500℃增至1000℃,奥氏体不锈钢的强度和硬度呈现出先升高后下降的趋势,伸长率则一直呈增加趋势,断口形貌也由韧、脆性混合断裂向韧性断裂发生转变。

退火对深冷轧制AISI310S奥氏体不锈钢组织和耐蚀性能的影响

借助光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)及电化学实验等方法研究了退火工艺对深冷轧制AISI310S奥氏体不锈钢显微组织和耐蚀性能的影响。结果表明:退火温度小于700℃,深冷变形组织处于回复阶段,退火温度大于700℃,深冷变形组织处于再结晶阶段,再结晶晶粒尺寸处于亚微米量级;随着退火温度增大至1000℃后,再结晶晶粒明显长大至2μm左右。极化曲线测试结果表明,与深冷变形奥氏体不锈钢相比,经退火处理后奥氏体不锈钢具有更高的自腐蚀电位,更低的腐蚀电流密度和更好的抗腐蚀性能。

退火工艺对深冷轧制6061铝合金显微组织及力学性能的影响

利用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了退火工艺对深冷轧制6061铝合金微观组织、力学性能及断口形貌的影响。结果表明:经深冷轧制后试样的微观组织显著细化,平均晶粒尺寸小于500 nm,可观察到位错聚集和弥散分布的纳米尺寸析出物;在相同退火温度下,深冷轧制试样的强度及伸长率均优于室温轧制;随着退火温度的升高,试样强度表现为先升高后降低,在退火30~60 min时强度出现峰值;试样的拉伸断口属于韧窝-微孔聚集型,随着退火温度的升高,韧窝尺寸逐渐变深。

深冷轧制制备超细晶纯铝的微观组织与热稳定性研究

采用深冷轧制的方法制备了超细晶纯铝,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及背散射电子衍射等技术表征了不同应变量下纯铝的微观组织;并且利用自动硬度计分析了纯铝的力学性能;同时对应变为2.7时的试样进行退火处理,研究了超细晶纯铝的热稳定性。研究表明,纯铝变形过程中,随着应变的增加,晶粒尺寸明显得到细化,达到饱和状态时晶粒尺寸为340 nm,其形貌主要是层片结构,且存在大量的小角度晶界;变形态纯铝的显微维氏硬度随着应变的增加而逐渐增加,当晶粒尺寸为340 nm时,硬度可达到44 HV;此外,超细晶纯铝在退火过程中的晶粒尺寸随着温度的升高而增加,在200℃下退火30 min后晶粒尺寸为1μm。

一种Fe-Ni-Co合金深冷轧制过程的显微组织及力学性能

对Fe-Ni-Co(Fe-32.5%Ni-3.72%Co)合金进行了不同压下量的深冷轧制,利用光学显微镜、XRD等分析手段研究了合金的低温变形过程中的组织演变。研究结果表明,深冷处理后合金中形成了体积百分含量为20%左右的变温马氏体;随后的深冷轧制工艺触发了合金中形变诱导马氏体,并且马氏体转变量随着压下量的增加而增多。当累积压下量达到80%,合金中的马氏体含量达到了72.4%。由于低温变形使合金中形成了大量的马氏体,合金的显微硬度值迅速升高,80%累积压下量的深冷轧制后试样的显微硬度增加到375Hv。

深冷轧制态H65黄铜板料抗拉强度的尺寸效应

借助光学显微镜、透射电镜、X射线衍射及微拉伸试验等方法研究了深冷轧制工艺对H65黄铜板显微组织和抗拉强度的影响,分析了试样厚度引起的微尺寸效应对其力学性能的影响规律。结果表明:H65黄铜在深冷轧制不同变形量下均无新相产生;经过不同变形量的深冷轧制,H65黄铜板厚度从500μm减薄至70μm,显微组织逐渐细化并出现纤维组织,厚度为100μm时,组织内部出现了高密度位错和大量形变孪晶,孪晶与位错的交互作用显著;随着厚度的减小,强度上升,抗拉强度从原始态的474 MPa增加到734 MPa,表现出"越小越强"的尺寸效应。

深冷轧制对AA6069铝合金组织和性能的影响

为优化AA6069铝合金的综合力学性能,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、差示扫描量热法,以及硬度、强度测定,研究分析了深冷轧制和室温轧制对AA6069铝合金组织和性能的影响。结果表明,对比室温轧制,深冷轧制后样品组织更细小,经热处理后其屈服强度、抗拉强度及伸长率均显著提高(Rp0.2=425 N/mm^2,Rm=488 N/mm^2,A=7.4%);无论是室温轧制还是深冷轧制,拉伸试样断裂方式均为韧性断裂,深冷轧制铝合金的断口韧窝尺寸较大;在后续时效过程中,经深冷轧制合金的强化相比室温轧制的更易析出。

深冷轧制对稀土Ce改性SAF 2507超级双相不锈钢组织和性能的影响

对稀土Ce改性SAF 2507超级双相不锈钢试样进行变形量为30%~90%的深冷轧制,借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及微拉伸实验等方法研究了不同变形量下超级双相不锈钢微观组织及力学性能的变化规律。结果表明:在深冷轧制变形过程中,超级双相不锈钢中的铁素体组织内出现了大量位错,随着变形量的增加,位错密度显著增加的同时形成数量众多的位错缠结、位错胞乃至亚晶,相应的晶粒尺寸细化至纳米量级;奥氏体组织内出现大量形变孪晶,同时发生了形变诱导马氏体转变,且马氏体体积分数随着变形量的增加而显著增加;铁素体和奥氏体组织在大应变的作用下沿变形方向被不断拉长,逐渐形成纤维组织;相应的强度指标显著增加的同时塑性指标则明显降低。拉伸断口形貌也由典型的韧性断裂(深冷变形前)向韧性-准解理混合型断裂(深冷变形后)转变。

深冷轧制对Cu-2.89Ni-0.61Si-0.14Mg合金组织和性能的影响

对Cu-2.89Ni-0.61Si-0.14Mg合金进行了深冷轧制和室温轧制。利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、电导率仪、硬度计、万能试验机等方法,对比研究轧制温度和轧制道次对合金的组织和性能影响。结果表明,轧制道次相同时,深冷轧制能提高合金的导电率、硬度和强度,细化析出相,使合金具有良好的抗过时效能力。轧制温度相同时,随着轧制道次的增加,合金的硬度增加。

PSB785精轧螺纹钢控冷轧制工艺实践

为使PSB785精轧螺纹钢筋强度与塑性相匹配,采用以下工艺:(1)钢坯加热出炉温度为960～1 020℃,开轧温度为970℃;(2)轧件进精轧机温度为850～890℃,钢筋的终轧温度为930～1 000℃,自回火温度为680～700℃;(3)上冷床温度为560～600℃。采用设计工艺生产的25,32 mm PSB785精轧螺纹钢筋的抗拉强度为1 021～1 055MPa,延伸率为8.5%～9.6%,金相组织为珠光体+铁素体,晶粒度为9.0～9.5级,穿水层为回火索氏体,穿水层深度为1.24～1.46 mm,符合GB/T 20065—2006《预应力混凝土用螺纹钢筋》,可满足用户的使用要求。

应用轻质白油研制铝冷轧制油

以轻质白油为原料，通过蒸馏切割，生产铝冷轧制油基础油，质量指标接近Ｍｏｂｉｌ石油公司的Ｇｅｎｒｅｘ５０系列油。添加适当的添加剂，可生产质优的铝冷轧制油。

快速退火对深冷轧制6063铝合金组织性能的影响

利用电子万能试验机、万能硬度计和光学显微镜研究了快速退火工艺对深冷轧制6063铝合金显微组织、硬度、力学性能及断口形貌的影响。结果表明,经相同退火工艺处理,深冷轧制后试样的硬度及力学性能均好于室温轧制。无论是室温轧制还是深冷轧制,随退火温度的升高,试样的硬度和强度均表现为先升高后降低,在200℃左右出现峰值。经150~250℃快速退火后,试样的延伸率表现为先增加后降低,随后又增加。对深冷轧制试样进行200℃、5 min的快速退火处理可获得最优的硬度和强度,快速退火10 min试样的延伸率好于退火5 min的试样。深冷轧制6063铝合金的断裂为韧性断裂,断口形貌为韧窝-微孔聚集型。当退火温度超过200℃时,经深冷轧制试样的显微组织中部分区域发生再结晶。