初始晶粒尺寸对大应变轧制AZ31镁合金板材显微组织和力学性能的影响

对自行熔炼制备的AZ31镁合金铸锭进行挤压并在350℃进行不同时间的退火处理,以得到具有不同初始晶粒尺寸的板材,然后对其在40%和80%的压下量下进行轧制,研究了初始晶粒尺寸对轧后板材显微组织和力学性能的影响。结果表明:经大应变轧制(压下量80%)后,合金组织得到明显细化,孪生诱发动态再结晶和旋转动态再结晶是大应变轧制过程中主要的再结晶机制;随着初始晶粒尺寸的增大,晶粒转动作用受到抑制,孪生作用增强,孪生诱发动态再结晶成为再结晶的主导机制,从而获得了均匀的再结晶组织和优异的力学性能;当压下量为80%时,初始大尺寸晶粒板材的平均晶粒尺寸为5μm,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为311.3 MPa,206.8MPa和28.3%。

分步退火及初始晶粒对Hastelloy C-276合金晶界特征分布影响

不同初始晶粒尺寸的Hastelloy C-276合金经冷轧变形后,分别采用一次退火和二次退火方法进行热处理,其晶界特征分布采用电子背散射衍射技术进行表征.结果表明,初始较大晶粒组织有利于晶界特征分布的优化,特殊晶界比例比小尺寸晶粒组织提高了近10%,达到了78.8%,同时形成了平均尺寸为200μm晶粒团簇组织.在相同晶粒尺寸条件下,采用二次退火工艺可以明显改善合金的晶界特征分布,∑3n晶界比例得到较大幅度的提高,并形成了良好的团簇组织.这是由于较多的非共格∑3晶界,容易产生∑9和∑27晶界,从而形成更多的三叉晶界,阻断了大角度晶界的连通性.

初始晶粒尺寸和预先回复对激光加热下Cu再结晶织构的影响

分别对不同初始晶粒尺寸的冷轧及冷轧后经回复的纯 Ｃｕ进行了激光超快速加热再结晶处理发现细晶冷轧样品完全再结晶时其织构由立方与冷轧织构组分构成，而粗品样品为单一的立方织构；经低温回复的样品再结晶后的立方织构强度明显高于未经回复的样品．冷轧样品经短时（１１．２５ ｍｓ）激光加热，金相组织仍呈冷轧状态，而冷轧织构强度显著降低，未发现立方织构增强、分析认为，在激光加热条件下，再结晶初期各取向晶粒形核机会都增加，限制了立方晶粒形核的优势。

SA508-3钢初始晶粒度对热变形后微观组织的作用规律

为研究初始晶粒度对SA508-3钢热变形后微观组织的作用规律,将Φ10mm×15mm圆柱形试样置于电阻加热炉中加热并保温不同时间,以获得不同的初始晶粒度。运用面积法测得保温0min、30min和60min后的微观组织晶粒尺寸分别为650μm、950μm和1200μm。设计并进行了楔形试样高温镦粗实验,研究了SA508-3钢不同初始晶粒度在热变形过程中的动态再结晶体积分数和动态再结晶晶粒尺寸的演化规律。结果表明,当楔形试样压下率为50%时,不同初始晶粒尺寸对发生完全动态再结晶的临界应变有较大影响,初始晶粒尺寸越大,发生完全动态再结晶的临界应变越大。当动态再结晶完全发生时,3种不同初始晶粒尺寸对应的热变形后平均晶粒尺寸分别约为70μm、73μm和75μm。表明当变形量超过临界应变促使发生完全动态再结晶时,初始晶粒尺寸基本不影响热变形后的晶粒尺寸。

镓元素与初始晶粒尺寸对小变形条件下纯铝再结晶行为的影响

为了研究临界应变再结晶法单晶制备技术,对具有不同初始晶粒尺寸的纯铝与Al-1.8at%Ga合金在小变形条件下的再结晶行为开展了实验。结果表明,粗大纯铝晶粒可通过临界应变再结晶法制备,其临界应变量随再结晶退火温度的升高而降低。镓元素添加后提高了铝的晶界迁移速率,使得Al-1.8at%Ga合金的再结晶临界应变量小于纯铝。纯铝再结晶临界应变量随初始晶粒尺寸的减小而降低,粗大初始组织更适于临界应变再结晶法单晶制备。

初始晶粒尺寸和强化相对GH4096高温合金热变形行为和再结晶的影响

以镍基变形高温合金GH4096为研究对象,进行了不同组织状态下的热压缩实验,分析了该合金热变形流变行为特点,并采用OM、SEM、EBSD和TEM等手段研究了热压缩过程中初始晶粒尺寸(晶界面积和数量)和强化相对动态再结晶行为及组织演变的影响。结果表明:在1050~1120℃温度范围内,随着初始晶粒尺寸的减小,峰值流变应力降低,动态再结晶分数增加,实现完全动态再结晶所需热变形温度降低,发生动态再结晶的临界应变降低;在亚固溶温度下热变形时,动态再结晶晶粒尺寸与初始晶粒尺寸和变形量没有相关性;计算了与初始晶粒尺寸相关的热变形激活能,并建立了与热变形前的初始晶粒尺寸相关的热变形本构方程;研究了铸态组织中强化相γ’相形态对热变形行为的影响,在亚固溶温度下热变形时,随着强化相γ’相尺寸的增加,可一定程度降低热变形峰值流变应力,降低动态再结晶的临界应变,提高动态再结晶分数。分析讨论了GH4096合金不同组织状态下的主导动态软化机制。

初始晶粒尺寸和轧制间回复退火对Ni-9.3at%W合金基带立方织构形成影响的研究

无磁性、高强度Ni-9.3at%W(Ni9W)合金由于其较低的层错能,难以通过传统的轧制及再结晶退火得到强立方织构。本工作采用熔炼制坯路线,结合均匀化退火和中间再结晶退火的方法得到了晶粒尺寸细小,合金元素W均匀分布的Ni9W坯锭,通过总变形量为99%的轧制,中间引入四次轧制间回复退火得到了厚度为80μm的Ni9W轧制基带,最后采用两步再结晶退火的方式得到了再结晶立方织构含量为80.2%(<10o)的Ni9W合金基带。

300M钢奥氏体晶粒等温长大模型

为研究300M钢奥氏体晶粒保温长大规律,在不同保温时间（5~120 min）和保温温度（900~1150℃）下开展了加热炉保温实验,并通过腐蚀法获得了不同条件下的晶粒尺寸。实验结果表明,晶粒尺寸随保温温度的升高和保温时间的延长而增大,但晶粒长大速率随保温时间的延长而减小。晶粒尺寸与保温时间整体上呈幂指数小于1的幂函数形式。同时,温度越低晶粒尺寸越快趋于稳定。保温温度在1000℃以上时,晶粒生长迅速。基于实验结果建立了晶粒尺寸与初始晶粒尺寸、保温时间、保温温度关系的复合模型,模型的平均相对误差为4.38%,最大相对误差为12.47%。与Sellars模型和Anelli模型相比,该模型具有更高的精度。

利用晶粒尺寸构建本构方程模拟AA1070铝的热变形行为

对原有Johnson−Cook本构模型中的项进行修正,提出一种新的现象学的、基于经验的本构模型。该模型可用于描述和预测具有不同初始晶粒尺寸的AA1070铝在热加工过程中的流变应力。该模型考虑热软化、应变速率硬化、应变硬化、初始晶粒尺寸及其相互影响,能够正确模拟具有不同应变、应变速率和初始晶粒尺寸AA1070铝的高温行为。通过压缩试验测试的AA1070铝的热流变行为,温度范围为623~773 K,应变速率为0.005~0.5 s−1,初始晶粒尺寸为50~450μm。结果表明,初始晶粒尺寸对AA1070铝的流变行为有显著影响。通过相关系数(R)、平均绝对相对误差(AARE)、相对误差评估模型的可预测性。结果表明,新模型预测的具有不同初始晶粒尺寸材料的流变应力与实验值完全一致,平均相对误差为1.19%,证实新修正的Johnson−Cook关系能准确估计考虑初始晶粒尺寸时AA1070铝的热流变应力。

GH4738合金断口附近的组织特征与持久寿命的关联性研究

通过系列高温持久试验,结合光学金相显微镜、扫描电镜组织分析及EBSD分析,研究了GH4738合金持久断口附近晶粒尺寸分布、析出相及断口附近变形特性与持久寿命的关联性。结果表明,GH4738合金持久断口部位纵截面的组织特征与持久断裂的动态过程完全一致,更能反映高温裂纹扩展的过程,纵截面靠近断裂面部位,大都有沿晶界扩展的二次裂纹存在,与持久断口基本以沿晶解理断裂完全一致。对比夹持部位及断裂部位晶界碳化物及晶内γ'相分布,发现两部位晶界碳化物及晶内γ'相的大小、数量均无明显差异,晶界晶内相分布对高温持久性能影响较小。初始晶粒(即持久试样夹持部分晶粒)分布是影响持久寿命的主要原因,初始晶粒尺寸较大,持久变形机制以晶界滑移及晶内协调,因而持久寿命较长;初始晶粒尺寸较小时,持久应变主要集中于晶界,应变集中明显,极易出现裂纹而显著降低合金的持久寿命。

改进共沉淀法以提高三效催化剂中铈锆复合氧化物的热稳定性(英文)

采用共沉淀法制备了铈锆材料(铈锆比为3/2)。通过改进反应器装置(图1),延长了初始晶粒生长的时间,提高了铈锆材料的热稳定性。采用X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附和透射电镜(TEM)对制备的材料进行了表征。结果表明,延长初始晶粒生长的时间可以得到较大尺寸的晶粒,这有利于提高材料的织构和结构性能,从而提高热稳定性。本研究将该材料应用于单Pd三效催化剂,表现出了优异的活性和热稳定性,具有良好的应用前景。

超细球形镍粉的制备及其表征

采用包覆热分解法，以草酸镍为前驱体，草酸锌为包覆剂，制备成包覆体，然后经过高温煅烧，制备了多层陶瓷电容器（MLCC）内电极用超细球形镍粉。主要研究了烧结温度对镍粉结晶性能的影响，并利用粉末X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、激光粒度分布仪、热重分析仪（TG）和X射线光电子能谱（XPS）对其进行了表征。结果表明：镍粉的初始结晶粒度随着烧结温度的升高而增大，制备的近球形高纯度镍粉具有面心立方晶型（fcc），结晶性好、抗氧化温度高、颗粒粒径范围约200～500 nm、粒径分布范围窄、分散性好。

辊式微楔横轧数理建模及仿真分析

在微楔横轧技术的理论研究阶段,准确的细观有限元模型和多晶体塑性模型的结合可以更好地优化其成形工艺。首先采用三维Voronoi多面体来研究真实材料的细观结构,建立了基于Voronoi原理的光滑模型和粗糙模型,然后单独对每一个晶粒考虑塑性性能和初始取向,建立了两种多晶体塑性模型,最后将光滑/粗糙Voronoi几何模型和经验模型相结合,建立了成形微型轴辊式微楔横轧有限元分析模型。利用ABAQUS软件进行仿真模拟,通过分析不同因素对工件成形质量的影响,得到在MCRW中要使工件成形质量最佳应选择粗糙模型、网格尺寸0.03 mm、摩擦系数0.8以及工件中晶粒数量82个。

CSP热轧TRIP钢动态再结晶行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为950~1 150℃、应变速率为0.1~10 s;和变形量为65%的条件下研究了CSP热轧TRIP钢的动态再结晶行为,探讨了初始奥氏体晶粒尺寸对TRIP钢动态再结晶行为的影响。研究结果表明,初始奥氏体晶粒尺寸越小,变形温度越高,应变速率越慢时,TRIP钢中奥氏体越易发生动态再结晶。其中,粗晶试样(初始奥氏体晶粒尺寸为767.54μm)在1 050~1 150℃内变形时,将发生动态再结晶。其热变形激活能为361 539.17 J/mol,确定了Zener-Holloman参数与应变速率和温度的关系式,建立了动态再结晶临界应变模型、高温奥氏体流动应力模型和动态再结晶晶粒尺寸模型,理论模拟结果与试验结果吻合较好。