轧制变形对690合金特殊晶界比例及耐晶间腐蚀性能的影响

不同轧制变形量的镍基690合金试样在1120℃×5 min的固溶处理和720℃×10 h的脱敏处理后,进行了晶粒度、特殊晶界比例及晶问腐蚀性能研究。结果表明,晶粒度随着轧制变形量的增加而升高,晶粒尺寸减小;特殊晶界比例在5%变形量试样达到最高.为67.7%,并随着轧制变形量的增加而减小,67%冷轧时特殊晶界比例降低到25.4%;ASTM G28-A法晶问腐蚀减重5%变形量的试样达到最低。

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.

轧制退火316奥氏体不锈钢的晶界特征分布

利用EBSD技术对不同形变量冷轧并退火处理的316奥氏体不锈钢的晶界特征分布进行了研究.结果发现,小变形轧制经退火处理后,试样晶粒尺寸明显长大的同时∑3n(n=1,2,3)晶界(也称特殊晶界)比例不断提高.晶粒取向分析表明,合金中高斯(Goss)、黄铜(Brass)、铜型(Cop-per)和立方(Cube)取向(包括其几何变体)的择优长大是特殊晶界比例提高的重要原因.

单道次轧制变形对Hastelloy C-276合金晶界特征分布的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了固溶处理的Hastelloy C-276合金经2.5%~90%变形后在1150℃退火15min的晶界特征分布(GBCD)。结果表明,在5%变形条件下,总的特殊晶界比例最高为67.1%,其中特殊晶界主要是Σ3晶界,Σ9和Σ27晶界比例较低。当变形量小于15%时,晶粒组织处于回复或部分再结晶,晶粒组织粗大,特殊晶界比例随变形量变化较大。在此阶段,回复或部分再结晶有利于晶界的迁移,从而产生更多特殊晶界。当变形量大于15%后,随变形的增加,晶粒组织细小,特殊晶界比例在50%左右。这是由于晶粒发生完全再结晶后,大角度晶界增多,不利于特殊晶界的形成。因而,Hastelloy C-276合金晶界特征分布优化变形范围应小于15%,更有利于特殊晶界的产生和分布。

中等轧制变形对304不锈钢退火孪晶界及晶粒尺寸的影响

304不锈钢经中等轧制退火热处理后,采用电子背散射衍射(EBSD)技术表征了合金晶界特征分布和晶粒微观组织变化。结果表明,变形量小于30%时,退火后特殊晶界比例呈下降趋势,合金发生再结晶,晶粒组织细化,晶粒组织分布不均匀;当变形量为35%时,含有较高比例的∑3退火孪晶晶界,但二次退火孪晶∑9和∑27晶界比例较低,表明不利于二次退火孪晶晶界的生成。这在于大变形经退火处理后,生成的退火孪晶晶界以共格孪晶晶界为主,较少产生非共格孪晶晶界。

C-HRA-5奥氏体耐热钢晶粒尺寸分布对晶间腐蚀性能的影响

通过DL-EPR试验研究了混晶和晶粒均匀对C-HRA-5奥氏体耐热钢晶间腐蚀性能的影响,采用金相显微镜、SEM、EBSD等分析了晶粒尺寸、特殊晶界、碳化物析出相和晶间腐蚀特征等。结果表明:晶粒均匀组织试样的耐晶间腐蚀性能高于混晶组织试样;两种试样都含有Σ3占主导的低ΣCSL特殊晶界,前者的特殊晶界含量为54.2%,远高于后者29.5%;可认为晶粒均匀组织试样高耐蚀性的原因是高含量的特殊晶界打断了大角度晶界网络的连通性,对富Cr的M23C6的析出具有一定的抑制作用,改善部分晶界的贫Cr现象。

7075-TiB_2原位铝基复合材料的腐蚀性能

采用动电位极化试验研究了7075-TiB2铝基复合材料的腐蚀行为。结果表明,该复合材料的腐蚀率与TiB2颗粒的比例成对应关系,而这主要与由原位TiB2颗粒引起的位错密度的增加有关。选择性点蚀具有晶粒间非对称的特点,主要归因于由TiB2颗粒与铝基体的热膨胀系数错配所致的局部位错密度不同。晶间腐蚀易于发生于大角度晶界,而特殊晶界和小角度晶界则表现出耐腐蚀性。晶内TiB2颗粒及其与铝基体的界面均无腐蚀发生。沿晶TiB2颗粒与晶界交汇的界面受晶间腐蚀的影响。

挤压温度对高纯铜组织演变规律的影响

为了研究挤压温度对高纯铜微观组织和变形行为的影响规律,通过反向挤压方式对高纯铜进行不同挤压温度下的挤压实验并观察了其显微组织.结果表明,随着挤压温度的升高,高纯铜的晶粒尺寸增大.当挤压温度为650℃时,挤压棒材的平均晶粒尺寸为36μm;当挤压温度升至800℃时,挤压棒材的平均晶粒尺寸为51μm.随着变形量的增加,当挤压温度为650~700℃时,压余变形区的平均晶粒尺寸趋向于由60μm变为45μm;当挤压温度为750~800℃时,平均晶粒尺寸则趋向于由90μm变为75μm.800℃挤压变形后晶粒内部出现大量以Σ3特殊晶界为孪晶界的<111>60°退火孪晶.

变形参数对高纯铜微观组织及织构演化的影响

为了研究挤压温度和变形区内不同位置对高纯铜反向挤压过程中微观组织及织构变化的影响,进行了350~600℃反向挤压试验.结果表明:当挤压温度为350~500℃时,棒材边部存在细晶层,其宽度基本上随温度升高而增加,当挤压温度为600℃时,棒材边部存在粗晶层;高纯铜最优热加工温度为550℃,此时棒材组织均匀性最好且晶粒细小;当升高挤压温度时,再结晶程度增大,织构极密度降低;当挤压温度为350℃时,棒材组织中出现{110}<100>再结晶织构,当挤压温度为450℃时变形织构消失;增大变形程度有利于提高组织中特殊晶界Σ3和Σ11的含量,同时增大再结晶程度并细化晶粒.

碳元素对一种高温合金组织和性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)与电子背散射衍射技术(EBSD)对新型Fe-Ni-Cr基变形高温合金的热轧态与固溶处理态的显微组织进行表征,分析碳含量对该合金750℃高温拉伸性能的影响。结果表明:在热轧制变形过程中,材料内析出富Nb的MC型碳化物和富Cr的M_(23)C_(6)型碳化物;随着碳含量的提高,碳化物的尺寸与数量增大,材料的晶粒尺寸减小,大角度界面与孪晶界的数量增大;对热轧后的材料进行固溶处理时,其显微组织遗传了热轧态组织的特征,MC型和M_(23)C_(6)型碳化物可有效钉扎晶界,抑制晶粒在固溶处理过程中的粗化长大;随着碳含量的提高,材料750℃高温拉伸强度与塑性得到同步提升。

不同形变量轧制黄铜H80低温退火后的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了黄铜H80经6%～50%冷轧变形后在633 K下进行长时间(24～72 h)退火后的晶界特征分布(GBCD)。结果表明:小变形(6%～10%)冷轧后较比中等变形(25%～50%)冷轧后的H80样品在随后的退火中更容易诱发高比例的∑3、∑9和∑27等特殊晶界,其总值最高达76%;而且∑3n(n=1,2,3)特殊晶粒团的尺寸较大(100μm),一般大角晶界网络连通性的阻断效果明显优于后者。通过对特殊晶界的分布、形态和数量的对比分析,指出小变形低温退火可诱发某些晶界优先迁移,在迁移中生成非共格的∑3晶界并发生这些晶界的交互反应,这可能是黄铜H80实现GBCD优化的主要微观机制。

基于晶界工程技术提升变压器绕组抗油硫腐蚀性能的研究

基于晶界工程(GBE)技术,通过对铜绕组进行加工(冷轧)及热处理(退火)参数优化,调控铜绕组微观组织结构,提升其抗油硫腐蚀性能,并研究其对绝缘油性能的影响。结果表明:经优化处理后的绕组,其抗腐蚀性能明显提升。腐蚀实验后,铜绕组表面无明显的腐蚀痕迹,绝缘油中Cu含量由原先的3660μg/kg降低至2.47μg/kg,同时腐蚀后绝缘油电气性能均有提升。

Ni-Cr-W系高温合金晶界特征分布的研究

通过扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、取向成像显微技术(OIM)研究了在不同冷轧及退火工艺下 Ni-Cr-W 系高温合金晶界特征分布的规律。结果表明,70%变形量下再结晶完成所需时间较短,特殊晶界比例随着退火时间延长先增加后减少;10%变形量下再结晶驱动力较小,再结晶所需时间较长,特殊晶界比例在长时间退火后达到最大值。在晶粒团簇内部,晶粒之间有Σ3n的取向关系,而不同的晶粒团簇间,晶粒则没有这种特殊的取向关系。

形变热处理对316L奥氏体不锈钢晶界特征分布的影响

采用5%的单向压缩与1000℃退火的形变热处理工艺,对316L奥氏体不锈钢的晶界特征分布进行了优化,并且通过定位观察的方法研究了晶界特征分布优化的机理。结果表明,随着退火时间的增加,特殊晶界比例逐渐增加;当退火时间达到90 min时,试样的特殊晶界比例最高(69.5%),并且得到了打断的大角度随机晶界网络。晶界特征分布优化的机理是,小变形试样在退火过程中发生了局部再结晶,首先产生了以特殊晶界等低能量晶界为主的小晶粒群;之后小晶粒群中能量较高的大角度晶界开始迁移并消失,最终材料的特殊晶界比例得到了提高。

固溶处理对GH99合金组织的影响

通过电子背散射衍射技术(EBSD)分析了不同固溶温度和时间下GH99合金的晶粒尺寸及晶界特征分布。结果发现:GH99合金的晶粒经固溶处理后逐渐变成等轴状晶粒,晶粒内存有大量孪晶界,且绝大多数为较平直的Σ3晶界;晶粒尺寸随固溶温度升高和时间延长而逐渐增大,其在不同温度和时间下的长大速度不尽相同,而孪晶随晶粒的长大而长大;Σ3晶界比例随固溶温度的升高和时间的延长先增大后减小,而Σ9和Σ27晶界比例则呈现逐渐减小的趋势。

多晶纯钴退火组织中的孪晶转变规律研究

主要是结合X射线衍射(XRD)技术以及电子背散射衍射(EBSD)技术,对不同退火温度下的多晶纯钴的退火组织的变化规律展开研究。结果表明:残留的多晶纯钴面心立方(fcc)结构的晶粒内部在退火过程中形成了∑3孪晶界,而且具有这种特征的晶粒数量随退火温度改变不大,基本趋于稳定;同时,具有密排六方(hcp)结构的晶粒内部在退火过程中形成大量的71.4°/<1120>特殊晶界。通过分析得知这种晶界形成的原因与fcc结构的晶粒中的∑3晶界的形成原因不同,是由fcc→hcp马氏体相变导致,即为相变孪晶。

1500和2000 MPa级热成形钢氢致延迟开裂行为研究

随着节能减排要求的日益深入,热成形钢(HS)在汽车上的应用已是必然的趋势,但热成形钢的氢致延迟开裂行为仍亟待研究和改善。采用氢渗透、慢应变速率拉伸(SSRT)和断口分析等实验方法,对比研究了1500 MPa级和2000 MPa级热成形钢的氢扩散行为和氢脆敏感性。结果表明,1500HS的表观扩散系数D_(ap)(1.71×10^(-7)cm^(2)/s)明显小于2000HS的D_(ap)(3.45×10^(-7)cm^(2)/s);与2000HS相比,1500HS具有更好的抗氢致延迟开裂性能。从断口分析可知,在相同的充氢条件下,随着充氢电流密度的增加,1500HS的断口形貌从典型的韧窝韧性断裂转变为准解理脆性断裂,而2000HS则转变为沿晶脆性断裂并存在大裂纹。可以判断2000HS实验钢在变形程度很小时,局部氢含量和应力值就已达临界值,氢的存在降低了晶粒间结合力,导致微裂纹的形核和扩展。所以随着热成形钢强度的提高,更应该适当添加Ti和V微合金元素,与C元素形成纳米级析出物,可作为不可逆氢陷阱捕获氢原子,阻碍其扩散和偏聚,并且可以有效细化组织和钉扎位错,从而起到提高热成形钢抗氢致延迟开裂能力的作用。

Hastelloy C-276合金多道次退火晶粒团簇组织的演变

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了固溶处理后Hastelloy C-276合金,在5%变形条件下,不同温度多道次退火热处理中Σ3^(n)(n=1,2,3…)晶粒团簇及晶界特征分布演变规律。结果表明,两步退火热处理可以明显改善合金晶界特征分布,小变形样品经1000℃低温退火5 min后,再进行1100℃高温退火15 min热处理,晶粒组织发生再结晶,产生较多孪晶组织,形成内部互有Σ3^(n)取向关系的大尺寸晶粒团簇组织,Σ(9+27)/Σ3达到了0.125,特殊晶界比例达到78.8%,晶界特征分布得到优化。初始退火温度较高会使得变形储存能迅速释放,大角度晶界快速迁移,不利于产生Σ3退火孪晶晶界;而较长时间二次退火也不利于晶界反应,使得Σ9和Σ27晶界比例降低。退火过程中产生较多Σ9和Σ27晶界是晶界特征分布优化的关键。而过高的初始退火温度或过长的二次退火时间,抑制或消除了退火孪晶的产生,无法形成大尺寸晶粒团簇组织。