Al-Cu-Mg-Zn-Cr合金热扭转变形中连续动态再结晶机理

用透射电镜小角度会聚束产生的明税Kikuchi线测量了大晶粒LC9超硬铝合金在高温慢速热扭转过程中的晶内亚晶界角变化，发现亚晶界角随变形量的增加逐步增加，表明连续动态再结晶是该材料在高温慢速预变形中晶粒细化的主要机制，双态分布的析出相在连续动态再结晶中所起的作用与其在常规的热机械加工过程中所起作用有所不同，弥散分布的小沉淀相阻碍位错的滑移和攀移并钉扎晶界与亚晶界。

塑性变形的热扭转模拟试验及其应用

提出了采用热扭转试验来模拟金属材料热变形时塑性变形程度与晶粒大小相互关系的方法。这种试验方法的特点是：只需一个试件，便可以在同一截面上连续地得到不同的变形程度。与常规的拉伸、压缩试验相比，可大大地减少试验工作的工作量；且既不会出现拉伸试验中的颈缩现象，又不受接触摩擦的影响，使得结果更加准确可靠，具有较大的推广价值。

舰船用耐热钢热扭转变形的人工智能视觉检测

为分析舰船用耐热钢热扭转变形行为,提出基于人工智能视觉检测法。通过检测系统获取显微图像,在低温、高温分析其热扭转变形显微图像。结果表明:低温组的热扭转变形纹路密集性小于高温组,热扭转变形与热扭转温度、应变速率有关,应变速率、热扭转温度越大,热扭转变形的峰值应力越大。

300M钢热扭转变形条件下的变形行为研究

为了更好地揭示300M钢热锻成形过程中的变形机制,通过热扭转实验研究了300M钢在变形温度范围为900~1150℃、等效应变速率范围为0.0115~1.15 s^-1条件下的流动行为。根据300M钢热扭转变形的流动应力曲线,分别建立了300M钢的本构模型和临界应变模型。分别将300M钢在剪切应力和压应力状态下的特征应力和特征应变进行对比发现,300M钢的流动行为受到应力状态、变形温度及应变速率的耦合影响。当材料的变形抗力较高时,其流动行为明显受到应力状态的影响。当变形抗力较低时,其流动行为几乎与材料的受力状态无关。此外,300M钢动态再结晶过程发生的时刻对变形温度和应变速率的敏感性明显不同。

热扭转变形温度对AZ80镁合金微观组织的影响

利用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ80镁合金进行了热扭转变形试验,变形温度分别选取为300、340和380℃,扭转角速度为0.7 rad/s。利用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对AZ80镁合金在扭转变形条件下的显微组织和微观织构演变规律进行了研究。结果表明:热扭转变形能够显著细化晶粒,当扭转角速度一定时,升高温度能够促进动态再结晶(DRX)的产生,提高变形组织的均匀性。同时,小角度晶界所占比例随着变形温度的升高而逐渐减小,表明有连续性动态再结晶(CDRX)的发生。此外,热扭转变形能够显著调整合金的微观织构,织构极密度随着温度的升高呈现出先降低而后升高的趋势,在340℃时取得最小值18.476。

Mg-11Gd-4Y-2Zn-0.4Zr合金热扭转过程组织演化规律及变形机理

针对固溶态Mg-11Gd-4Y-2Zn-0.4Zr合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术结合剪应力等效施密特因子计算,系统研究该合金在350~450℃热扭转过程中组织演化规律及变形机理,为该合金剪切变形工艺的开发提供理论支撑。结果表明:扭转变形后,该合金原始等轴晶粒沿着剪切方向被拉长,同时,形成具有剪切特征的变形织构。350℃变形时,该合金变形机制以基面滑移为主,部分晶粒发生拉伸孪晶,孪晶变体的选择满足施密特定律,且当基面滑移和拉伸孪晶受抑制时,发生LPSO相扭折变形协调应变;400℃变形时,部分晶粒出现二次孪晶,并在孪晶界和扭折界面发生动态再结晶;450℃变形时,形成变形晶粒和再结晶晶粒的“双模”组织,再结晶织构为随机织构,可以显著弱化变形织构。

热扭转变形对AZ80+0.4%Ce镁合金时效行为的影响

使用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ80+0.4%Ce镁合金进行高温扭转试验,随后进行时效处理。扭转变形时变形量和应变速率与扭转试样半径呈正比关系,以此研究应变速率及应变量对后期时效效果的影响规律。结果表明:合金经扭转变形后晶粒得以细化,试样横截面形成梯度组织,边缘处的平均晶粒尺寸小于心部;AZ80+0.4%Ce镁合金时效初期,析出相较少,边缘与心部的差别不大;随时效时间的增加,边缘的第二相面积分数明显高于心部;峰值时效时,边缘第二相面积分数仍高于心部;在时效过程中边缘处的硬度值始终高于心部,说明高应变量及应变速率对细晶和时效强化起到促进作用。

热扭转变形Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金的组织性能和织构演变

利用Gleeble-3500D热模拟试验机扭转单元，对Mg-13Gd-4Y-2Zn-O．5Zr新型高强镁合金进行应变速率为0．01s^-1、变形温度为350-480℃条件下的热扭转试验，以研究其在不同温度下的组织性能变化。通过光学显微镜和电子背散射衍射对其织构的演变进行了研究。结果表明：经热扭转变形后，合金因发生动态再结晶而组织细化，流变应力、峰值应力与温度呈负相关。加工硬化率曲线上的两个拐点依次对应变形组织的小角度晶界和大角度晶界。400℃时，合金组织变化表现为连续动态再结晶机制；450℃时，表现为不连续动态再结晶机制。400℃时小角度晶界取向明显高于450℃；450℃时的基面偏转角度大于400℃时，且基面织构弱化。

Gleeble 3500热机械模拟试验系统及其数控热扭转单元

热机械模拟是在不同加热-受力的高温动态条件下研究材料力学性能、变形行为和物理冶金的经济而高效的实验手段。概述了热机械物理模拟中所常用的单轴加载模式,在大应变量试验条件下的应用局限以及扭转模拟试验所具备的优势和特点;介绍了Gleeble 3500热机械模拟试验系统的数控热扭转单元及其性能参数;讨论了热扭转模拟技术在冶金产品及其工艺研发中的应用。

在NJ—50B型扭转试验机上实现热扭转的试验装置

NJ—50B型扭转试验机采用直流电机无级调速机械加载,可以正反两个方向施加扭矩进行扭转试验,用电子自动平衡随动系统测取扭矩。最大载荷扭矩是50kgm。但该机不带温度环境箱,不能作低温或高温扭转试验。我们在结合一个试验课题所作的试验中,在NJ—50B型扭转试验机上实现了高温扭转试验。且效果良好。

基于热扭转试验的ME21镁合金热变形行为研究

采用热扭转试验机对ME21镁合金在300～450℃、等效应变速率0．0100—0．0001s。范围内进行扭转试验，研究合金的热变形行为，利用Zener—Hollomon参数法通过数学分析构建了ME2。1合金基于热扭转试验的高温塑性变形的本构方程。结果表明：ME21镁合金在扭转温度450℃，等效应变速率0．01s^-1时，合金在断裂前的扭转圈数可以达到2．5圈，等效应变可达到1．1以上，在此种工艺下可以获得较高的热加工塑性。ME21镁合金在不同温度和不同应变速率下的热扭转过程中，硬化与软化的同时作用使得其流变过程的应力一应变曲线差异较大，扭转变形后均可得到再结晶组织，但是组织的差异也较大，再结晶晶粒尺寸取决于温度补偿应变速率参数Z的大小。合金本构方程为σ=1/0.03159ln{Z/1.547×10^6）1/2.4302＋[（Z/1.547×10^6）2/2.4302＋1]1/2｜，以此计算的流变应力的预测值与试验值相对误差平均值小于5％。ME21合金热扭转的变形激活能为Q=117．34kJ·mol^-1。

00Cr22Ni5Mo3N钢的热扭转性能

研究了00Cr22NiSMo3N双相不锈钢的热扭转性能，比较了N和Ni元素对该钢热扭转性能的影响，并采用Themo—Calc热力学软件进行了相关计算及分析。结果表明，在1000～1200℃，随变形温度升高，00Cr22Ni5Mo3N钢的热扭转塑性逐渐提高，当变形温度达到1150～1200℃时，该钢的热扭转塑性大幅度提高，而且N比Ni元素对钢热扭转塑性的影响更加显著。

7A04铝合金扭转热变形行为研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机扭转单元,在温度为360~480℃,应变速率为0.001~1 s^（-1）条件下,研究了具有纤维状晶粒组织7A04铝合金的流变行为。采用ZIESS PL-A662数码光学显微镜分析合金显微组织的演变规律,利用Zener-Hollomon参数法通过数学分析构建了该合金基于扭转的高温塑性变形本构方程。由应力-应变曲线分析可得：流变应力随温度的升高逐渐降低,随应变速率的增大而升高。在扭转中,随着棒材半径的增加,应变增大,晶粒形状也随之变化。组织分析表明：从试样的外表面到轴心的晶粒按形状可大体分为等轴晶粒区、椭圆形晶粒区及纤维状晶粒区。其原因是转动过程中距离试样轴心距离越远,变形量越大,动态再结晶越充分。

扭转热变形对7A04铝合金织构的影响

用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度为440℃、扭转速率为0.01 s^-1(8×10^-3rad/s)条件下对挤压态7A04铝合金试样进行高温扭转试验,通过EBSD技术,分析概括合金在不同变形区域中晶粒分布、晶界取向角、取向线等的演变规律,并绘制其扭转变形前后主要取向线在欧拉空间中的位向变化。结果表明:原始材料平均晶粒尺寸为84.64μm,纤维区、椭圆区和等轴区各为96.52、46.53、24.38μm,其对应的平均晶粒取向角为11.08°、7.84°、14.22°、18.12°;经扭转变形后,原始材料的取向线发生了一定规律性的位置变化,且织构发生显著弱化。

00Cr22Ni5Mo3N钢大口径厚壁无缝管热穿孔工艺的开发

研究了00Cr22Ni5Mo3N钢的热扭转性能,结果表明,通过对化学成分和扭转温度的合理控制,可以使00Cr22Ni5Mo3N钢获得良好的热塑性,并使其变形抗力小于1Cr18Ni9Ti钢。根据试验结果制订了生产工艺,采用热穿孔工艺成功试制出00Cr22Ni5Mo3N钢大口径厚壁无缝管。

用Gleeble热模拟试验机研究铌和钒对热轧Q＆P钢显微组织的影响

目前微合金元素对热轧淬火-配分（Q＆P）钢的影响尚未得到广泛研究．这是未来该类产品优化的重要路径。本研究选择成分为0．2％C-2．0％Mn-1．5％Si（WT）的合金钢作为基钢，另外的三组合金铜中添加了不同含量的微合金化元素，其中两组添加了不同含量的Nb元素（0．021％和0．044％。WT），另一个则添加了0．060％（WT）的V元素。在Gleeble3500热模拟试验机上用热扭转法模拟了所有试验钢在不同卷取温度下的热机械轧制过程。采用EBSD技术对残余奥氏体的体积分数和形态进行了分析。对显微组织和硬度及其与微合金化元素和卷取温度的关系进行了评价。在375℃卷取温度时．添加的Nb和V的微合金使得残余奥氏体量增加，这一温度通常与峰值奥氏体量相关。

用热扭实验法评价工具钢使用性能的研究

论述了一种与刃具使用时受力状态相似的衡量工具钢使用性能的实验方法─—热扭转法。其特点是用热扭转时之弹性变形功，弹塑性变形功来衡量和评价工具纲的使用性能。

引入梯度双模态组织提升挤压态AZ31棒材的拉伸性能

利用350℃下的往复扭转制备具有梯度双模态显微组织的镁合金棒。详细研究双模态显微组织对合金拉伸性能和变形机制的影响。梯度双模态显微组织的形成归因于不完全动态再结晶和扭转变形的特点。双模态结构对屈服强度的影响较小,但极大增加了峰值应力和拉伸延展性。由梯度双模态显微组织产生的大异质变形诱导的强化是应变硬化能力和拉伸延展性提升的原因。最后,讨论了相关的变形机制。

Al-2Mg合金的动态再结晶

单相Ａｌ２ Ｍｇ 合金在３００ ～５３０ ℃ 以０ ．０６９ ～１ ．５８７ｓ－ １ 形变速率扭转到真应变５ ．５ ， 随后立即水冷。采用真应力－ 真应变曲线， 偏振光金相和透射电子显微镜研究该合金热扭转过程的动态复原机制。试验证实， 该合金热扭转过程中发生了动态再结晶， 但在一定的Ｚ 参数范围内发生， Ｚ 参数过大或过小， 只发生动态回复。显微组织分析并没有发现层错的存在。发生动态再结晶的原因是动态回复被抑制， 即在较高形变温度下， 加大形变速率， 而在较低形变温度下， 降低形变速率。

冶金因素对高温合金锻造性能的影响

熔炼方法可以对锻造性能产生直接的影响。在一篇关于熔炼方法对组织和性能的影响的文章中,说明了四种不同的熔炼技术——感应熔炼、真空电弧重熔、电子束重熔和等离子弧重熔(PAR)对热扭转试验测定的锻造性能的影响。从实验数据来看,重熔技术相对于在空气中熔炼具有优势。N含量减少被认为是其主要特征,电子束重熔(EBM)为0.008%,真空电弧重熔(VAR)为0.013%,等离子弧重熔(PAR)为0.015%。重熔过程中氮化铝和硅酸盐含量也减少,电子束重熔(EBM)时减少的程度最大。