温度对7075铝合金热变形显微组织演化的影响

采用Gleeble-1500D热模拟机对7075铝合金进行温度范围300～400℃、恒应变速率为1/s的热压缩实验。对热变形后材料的显微组织进行透射电镜观察,研究温度对7075合金热变形过程中的显微组织演化的影响。结果表明:在本实验条件下7075合金的流变应力曲线为动态回复型流变曲线;7075合金的显微组织演变经历由无规则排布的位错演化成胞状组织、亚晶组织、亚晶长大等过程;温度升高,显微组织的演化过程缩短,变形材料的亚晶尺寸增大。

超过冷条件下Fe_(83)B_(17)共晶合金的凝固行为及显微组织演化

采用深过冷技术研究了块体Fe_(83)B_(17)共晶合金在超过冷度条件下的凝固行为.该合金的组织演化规律为:当过冷度达到理论临界超过冷度(300K)时,组织为α-Fe相和Fe_2B相组成的共晶组织;当过冷度大于临界值达到386K时,组织粗化,为完全的非规则共晶,稳定相Fe_2B消失,亚稳相Fe_3B出现并且在室温下也不会分解;获得了460K的超过冷度以及亚稳相组织.并讨论了这些结果产生的原因.

基于显微组织演化的本构关系的建立方法

提出了一种根据显微组织演化建立材料本构关系的方法。所建立的本构关系, 可以体现热态塑性成形过程中变形 传热 组织演化之间的复杂交互作用。因此, 这种本构关系可以使以其为媒介的有限元变形 传热 组织演化耦合分析结果更接近问题的真实解。

等径角挤压法工艺路线影响材料显微组织演化的研究概况

简要介绍了等径角挤压法的工艺特点和基本原理,概述了等径角挤压法的不同工艺路线影响材料显微组织演化的研究情况.

变形条件对7056铝合金热变形显微组织演化的影响

采用Gleeble-500热模拟机对7056铝合金进行温度范围为300-450℃、恒应变速率为0．01～10s。的热压缩实验。对热变形后材料的显微组织进行金相观察，研究变形温度和应变速率对7056合金热变形过程中显微组织演化的影响。结果表明：在低应变速率条件下7056合金的流变应力曲线为动态回复型流变曲线，高应变速率下为动态再结晶型流变曲线；7056合金的显微组织演变经历位错增殖，位错发生交滑移、攀移，再结晶晶核的形成和长大等过程；温度升高，显微组织的演化过程缩短；应变速率降低，再结晶程度增加。

稳化处理时间对GH4706合金显微组织演化及力学性能的影响

在定量统计析出相含量变化规律的基础上,研究了稳化处理时间对GH4706合金显微组织演化及力学性能的影响机理。结果表明：稳化处理后GH4706合金的主要析出相为小尺寸γ＇-γ＇＇共析出相、大尺寸γ＇相与η相。随稳化处理时间的延长,GH4706合金析出的η相由链状向胞状与针状演化,η相的析出长大逐渐消耗大尺寸γ＇相,使得η相周围的析出相贫化区逐渐粗化。稳化处理1~3 h可改善GH4706合金的室温、高温强度与持久寿命,但牺牲冲击韧性。当稳化时间延长至5 h时,GH4706合金的高温强度、韧性与持久性能均出现劣化现象,因此GH4706大尺寸涡轮盘锻件不宜采用长时稳化处理。

高Nb-TiAl热变形过程中的晶界特征和显微组织演化（英文）

研究了Ti-45Al-8.5Nb-(W,B,Y)合金热变形过程中的晶界特征和显微组织演化规律。采用等离子冷床炉熔炼制备的Ti-45Al-8.5Nb-(W,B,Y)合金具有典型的近片层组织并在晶界有高温β/B2相残留,富Nb、W、Ti等、贫Al的晶界β/B2相主要是冷床炉熔炼过程中因冷速过快、β稳定元素的低扩散系数以及合金中各元素的分配系数差异导致β→α相变不能完全发生。合金中的B和Y等微量元素分别以硼化物和Y_2O_3的形式存在。晶界β/B2相的形态、尺寸、成分和稳定性等受后续热变形影响显著,高温和应力作用会使β相发生破碎,细化并促进合金中的元素扩散会引起晶界β/B2相的成分变化。当合金在(α+γ)两相区进行热压缩变形时,会有部分β相向α相转变(β/B2→α_2),主要通过β相中二次α的析出和β相被相邻α相的蚕食等方式进行,热压缩变形会促进β/B2相向更为密排结构的α_2相转变。

激光立体成形TA15-Ti2AlNb梯度材料的显微组织演化

激光立体成形技术逐点逐层的成形方式,特别适合构件化学成份及显微组织在空间呈现特定分布的梯度材料的成形。本文利用激光立体成形技术,以不同质量分数配比TA15-xTi2AlNb(x=0%,20%,40%,60%,80%,100%)混合粉末为原材料,制备了线性过渡型TA15-xTi2AlNb梯度材料,研究了梯度材料随着Ti2AlNb含量的增加,宏微观组织的演化规律及梯度区成份、显微硬度变化规律。研究发现Ti2AlNb的添加对梯度材料宏观晶粒形态影响显著:TA15钛合金部分为外延生长的粗大柱状晶;TA15-20%Ti2AlNb部分底部为外延生长的短柱状晶,中部发生CET转变,顶部为近等轴晶;梯度材料其余部分均由等轴晶组织组成。显微组织方面,在梯度区内,随着Ti2AlNb含量的增加,各成份段组织演化依次为:α+β网篮组织→α+β网篮+次生α′→短针状α+β→大块状α+β→细小α2+B2/β→O+α2+B2;同时,显微组织尺寸呈现出先增大后突然增大、又逐渐减小的趋势,该规律与维氏硬度平均值变化规律相反。

Zr-4合金氧化膜的显微组织研究

Zr-4合金样品在高压釜中经过360℃/18.6 MPa高温去离子水腐蚀395天后,用扫描电镜观察了氧化膜的断口形貌,用高分辨透射电镜观察了氧化膜不同深度处的显微组织和晶体结构,研究了氧化膜的显微组织在腐蚀过程中的演化过程。氧化膜的晶体结构非常复杂,在靠近金属基体处除了稳定的单斜(m)晶体结构外,还存在非晶、立方(c)和四方(t)等亚稳相,晶体中还生成了很多缺陷。m/t和m/c晶体之间存在共格关系,满足(001)m//(110)t,(010)m//(1-10)t;以及(001)m//(002)c,(010)m//(020)c的取向关系。氧化膜中的晶体缺陷在应力、温度和时间作用下会发生扩散,并在氧化锆晶界上凝聚生成孔隙,弱化了晶粒之间的结合力并引起显微组织的演化。在内应力的作用下,孔隙之间的扩展和连结发展成微裂纹,氧化膜变得比较疏松,导致了耐腐蚀性能的变化和腐蚀加速。讨论了各种影响显微组织演化因素之间的关系,氧化膜显微组织的演化过程是不可避免的,寻找并控制能够延缓显微组织演化过程的因素是提高锆合金耐腐蚀性能的有效途径。

硼化物原位自生增强TiAl基复合材料的组织演化、热变形行为及加工工艺设计

硼元素添加造成的相转变和硼化物析出等因素会对原位TiAl基复合材料显微组织演化及热变形行为产生影响。利用等温压缩实验、扫描电子显微技术以及透射电子显微技术等研究材料的动态再结晶和动态回复机制,并计算出其表现变形激活能为691.506 k J/mol。在1100~1200℃温度区间,再结晶γ和α晶粒的形核长大分别主导α2→α相转变温度上、下的热变形行为。α相的动态回复主导材料在1250℃低应变速率下的热变形行为;同时,硼元素会提高α相含量,降低γ→α和α2→α相转变温度,进而促进加载过程中回复α相晶粒的形核长大。根据新建的本构模型,对TiAl基复合材料的变形机制和加工工艺进行详细阐述.

多向锻造ME20M镁合金的组织演化与力学性能

通过金相组织观察、显微硬度测试、扫描电镜分析和应变速率为5×10-5/s的室温拉伸力学性能实验,分别探讨多向锻造中ME20M镁合金的显微组织演化机制和力学性能变化规律。结果表明:显微组织演化分为3个不同阶段,分别对应3种不同机制:第一阶段在真应变量ε≤0.60时,为机械式击碎细化机制,晶粒尺寸由45μm细化到12μm;第二阶段在真应变量0.60<ε≤0.80时,为形变诱导动态再结晶细化机制,晶粒进一步细化至2.1μm;第三阶段在真应变量ε≥1.50时,为热激活晶粒长大机制,部分晶粒长大至65μm。经多向锻造加工,镁合金室温力学性能显著提高,其伸长率、抗拉强度和显微硬度的最大值分别为26.25%、225.52 MPa、HV 55.1,比初始状态分别提高了245%、6.7%和15.5%。拉伸断口SEM观察发现,第6道次前断口韧窝尺寸明显减小且其数量随应变量的增加而增多,使材料延性改善;第6道次后韧窝尺寸变大,其塑性降低。

基于DEFORM3D二次开发的塑性成形过程组织演化模拟

金属热成形方法可以有效改善产品的综合机械性能,利用有限元模拟可以为控制锻造和产品质量提供理论依据.在Deform3D的热力耦合刚粘塑性有限元模拟技术的基础上,进行了微观组织演化的二次开发,可以扩展有限元软件的组织模拟能力,并利用该方法对20CrMnTi钢镦锻热成形过程进行了计算机模拟,得到了热力参数的分布状况和内部晶粒度变化的规律.通过摇臂轴的镦锻成形模拟证明了组织模拟能够为工艺改进提供理论依据.

高Nb-TiAl合金热处理过程中的组织演化

目的分析热处理过程中高Nb-TiAl合金显微组织的演化规律,为高Nb-TiAl合金的应用提供理论指导。方法采用真空非自耗电弧熔炼Ti-46Al-8Nb-xN(x=0.7,1.4)合金铸锭,在α+γ两相区对合金进行固溶水淬,然后对合金进行不同时间的时效处理。运用OM,SEM等方法对合金的组织进行分析。结果与结论随着热处理时间的增加,合金组织片层团均有逐渐粗化现象,且存在一次析出物Ti2AlN的聚集现象。当热处理时间达到12 h后,在1.4N合金中有二次析出物Ti3AlN产生。

Nb对等离子熔覆NbC-WC/镍基复合涂层的组织性能的影响

采用等离子熔覆技术成功制备了不同(Nb+C)/WC比例的镍基复合涂层,借助高分辨扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、室温干滑动摩擦磨损试验机、三维形貌仪对复合涂层的组织及力学性能进行了表征。实验结果表明,涂层底部区域存在未熔WC颗粒,随着Nb含量的增加,WC的溶解行为得到促进;涂层由NbC、WC、γ(Fe,Ni)和M_(23)C_(6)组成;当n(Nb+C)∶n(WC)=2∶2时,涂层拥有较高的显微硬度(~750 HV_(0.1))、较好的耐磨性能和相对光滑平整的磨损形貌;随着Nb的添加,涂层的磨损机制由粘着磨损转变为粘着磨损和磨粒磨损。

Ti-6Al-4V-0.1B合金热压缩过程中温度和应变速率对变形行为和组织演化的影响

Tamirisakandala等报道了通过在Ti-6A1-4V合金中添加0．1％硼，使合金的口晶粒尺寸由1700μm减小为200μm。然而截至目前，对于添加硼的Ti-6A1-4V合金在热机械加工过程中的变形行为和显微组织演化还不是很清楚。

强磁场下Cu−Co难混溶合金凝固过程中晶体取向和性能的调控

对Cu50Co50合金在不同磁场强度下进行非平衡凝固实验,研究富钴相的取向、显微组织演化和磁性能。结果表明,凝固后相分离的棒状富钴相可以实现排列形态,在5 T强磁场下富钴相的晶体取向为111平行磁场方向。然而,发生二次液−液相分离的富铜相的取向没有受到HMF的显著影响。在0 T磁场下凝固的合金表现出近磁各向同性行为,而在5 T磁场下凝固的合金则表现出磁各向异性行为。合金的饱和磁化强度略有增加,矫顽力相应降低,这与富钴晶体的取向演化行为密切相关。

GH738高温合金热变形过程显微组织控制与预测 Ⅱ.组织演化模型验证与应用

针对所构建的GH738高温合金热变形过程动态再结晶、亚动态(静态)再结晶和晶粒长大的晶粒组织演化模型,利用FORTRAN语言将锻造变形过程中所有模型写入有限元软件MSC.SUPERFORM的用户子程序中,对软件进行二次开发并对该高温合金晶粒组织演化进行数值模拟.通过对Gleeble热压缩试样及直径250 mm涡轮盘实际锻造结果与数值模拟进行对比分析,证实了GH738高温合金显微组织演化模型的正确性和该软件二次开发的可行性.对直径1250 mm超大型涡轮盘生产进行模拟预测,模拟结果显示适宜的热加工条件为变形温度1040—1100℃,锻造速度10-25 mm/s;同时与实际在变形温度1080℃,变形速度10 mm/s条件下锻造的直径1250 mm超大型涡轮盘组织进行比较,发现该模拟结果与实际结果吻合性较好,基本达到了组织的精确预测控制.此外,结合以上锻造及模拟经验,对国内GH738高温合金直径1400 mm特大型涡轮盘进行了锻造组织预测.

CL65车轮钢滚动疲劳磨损研究

利用双盘滚动磨损实验机对CL65车轮钢与U75V钢轨钢进行滚动磨损实验,研究CL65车轮钢表面出现的疲劳磨损现象。实验表明:CL65车轮钢的磨损情况由黏着磨损不断向疲劳磨损过渡。机加工表面细晶层主要出现在磨损的初始阶段,疲劳磨损裂纹的形成和扩展出现在细晶层内或细晶层与基体的界面,导致了细晶层的早期疲劳剥离。随着磨损周次的不断增加,原始片状珠光体和先共析铁素体,基体区域表层的塑性变形不断加剧,当塑性应变过大时,疲劳裂纹开始萌生,并逐渐开始向先共析铁素体区域、渗碳体与共析铁素体界面扩展。

GH4169合金盘件热变形后不同冷却速率条件下的组织模拟

对GH4169合金涡轮盘锻件进行模拟研究,利用有限元模拟软件结合二次开发对热变形后的涡轮盘的锻后温度及应变的分布规律进行模拟预测。同时,对热变形后盘件进行不同冷却速率的显微组织模拟预测研究。结果显示:该热变形计算流程方法可行,可以实现不同冷却速率下显微组织的模拟;显示热变形后的涡轮盘经过水冷、油冷和空冷等冷却,冷却速率越快晶粒越细小,而再结晶分数越少。该结果对实际GH4169合金涡轮盘锻造热加工可提供指导。

双相LZ91镁锂合金超塑性变形行为及组织演变

采用铸造、挤压、冷轧和退火的方法,获得了双相LZ91镁锂合金板材,并通过OM、SEM、TEM和拉伸实验,研究了双相LZ91镁锂合金板材在200~300℃、应变速率1.0×10^(−2)~1.7×10^(−4) s^(−1)条件下的超塑性变形行为、显微组织演变和空洞长大机制。结果表明:双相LZ91镁锂合金在285℃、1.7×10^(−4) s^(−1)条件下的最大超塑性达到485%;拉伸过程中微观组织由初始的β-Li再结晶相和α-Mg条带状相向等轴的β-Li相、α-Mg再结晶相以及β-Li基体中的次生α-Mg纳米相进行演变;空洞主要形核于α/β两相晶界处,变形早期在应力作用下,空洞沿着晶界扩散长大,是扩散控制的长大机制;变形后期在周围材料的塑性变形作用下,空洞被拉伸长大,是塑性变形控制的长大机制。