ZK60镁合金高应变速率锻造成形

采用Gleeble-1500对ZK60合金进行锻造模拟,分析了合金高应变速率可锻性;并采用空气锤对合金成功地进行高应变速率多向锻造,研究了其组织演变和力学性能。结果表明:高应变速率(≥10 s-1)锻造成形时,孪生和动态再结晶对变形储能的消耗以及变形温升对散热造成的塑性下降的弥补,可防止合金在高应变速率锻造时产生裂纹。此外,由于再结晶同时在晶界和孪晶上产生,获得了比低应变速率锻造成形更为均匀的再结晶组织,因此高应变速率锻造成形是一种高效可行的镁合金塑性加工工艺。经高应变速率多向锻造成形后,可形成壳状粗晶和核状细晶构成的双峰晶粒组织,应变∑Δε=2.64时,粗晶和细晶组织的平均晶粒尺寸分别为10μm和1μm。由于双峰晶粒组织的形成,合金表现出良好的综合力学性能,抗拉强度和延伸率分别达到330.2 MPa、24.8%,表明高应变速率多向锻造成形是制备高性能镁合金的有效途径。

AZ31镁合金高应变速率多向锻造组织演变及力学性能

采用空气锤对AZ31合金在350℃以Δε=0.22的道次应变量进行1~12道次多向锻造变形,并对其组织和性能进行测试。结果表明：合金高应变速率多向锻造（HSRTF）组织演变分为两个阶段,累积应变∑Δε〈1.32时为晶粒细化阶段,其主要机制为孪晶再结晶;累积应变∑Δε〉1.32时为晶粒长大阶段,其主要机制为热激活长大。利用大量的孪晶对再结晶的促进作用,高应变速率多向锻造工艺可快速生产细晶粒高性能AZ31变形镁合金锭坯,累积应变∑Δε=1.32时,可获得组织均匀、平均晶粒度为7.4μm的锻坯,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为313 MPa、209 MPa和28.6%。

锻造方式对ZK21镁合金显微组织和力学性能的影响

采用空气锤对ZK21合金进行高应变速率锻造成形,对比研究单向、双向和三向锻造合金的显微组织和力学性能。研究结果表明:锻造成形时通过改变载荷方向可以提高合金所能承受的累积应变,从而获得良好的晶粒细化效果和优异的综合力学性能。双向锻造时,再结晶机制主要为孪生诱发动态再结晶,合金最终锻造组织为平均晶粒粒径约为0.3μm的超细晶粒组织;而三向锻造时,再结晶机制主要为旋转动态再结晶和孪生诱发动态再结晶,合金最终锻造组织为平均晶粒粒径为15μm的蜂窝状粗大再结晶组织和平均晶粒粒径约为0.3μm的岛状细小再结晶组织。累积应变为2.64时,双向锻造合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为355.7 MPa,295 MPa和16.6%,三向铸造合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为341.6 MPa,270.7 MPa和25.1%。

In718合金锤击锻造过程中的本构方程

采用对复杂的多道次变形的应力－应变曲线进行简化的新思路，建立了能反映Ｉｎ７１８合金高应变速率锤击锻造过程中的应变、变形速率、变形温度、变形这次与间隙时间等参数间综合影响的本构方程．借助有限元计算方法实现了工业涡轮盘高应变速率锤击锻造过程的数值模拟．

高应变率多向锻造及热处理对GW93镁合金显微组织和力学性能的影响

通过金相观察(OM)、扫描电镜观察(SEM)、能谱分析(EDS)、电子背散射衍射技术(EBSD)、织构分析技术及拉伸试验,研究了GW93镁合金在高应变率多向锻造、中间退火及最终时效过程中的显微组织和力学性能演变。结果表明,GW93镁合金在450℃经过30道次的一火高速多向锻造后,会形成大量孪生和动态再结晶晶粒,组织迅速得到细化,力学性能显著提升,室温抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别达到302 N/mm^2、226 N/mm^2和9.5%,与初始固溶态相比,分别提升33%、72%和126%。中间退火后,合金发生显著静态再结晶,且再结晶晶粒迅速长大,力学性能有所下降。经100道次二火锻造后,合金发生了完全动态再结晶,形成了细小均匀的再结晶组织,平均晶粒尺寸细化至6.3μm。高速锻造过程中,宏观织构随锻造火次的增加而明显减弱,最终形成了较弱的非基面织构。峰值时效后,合金强度进一步升高,抗拉强度可达到420 N/mm^2,但塑性相对较差。

Mg-Zn-Zr合金高应变速率多向锻造组织演变及力学性能

对Mg-Zn-Zr合金进行高应变速率多向锻造变形,研究了其组织演变和力学性能。结果表明,高应变速率多向锻造工艺能强烈细化合金的晶粒组织,形成由蜂窝状粗大再结晶组织和岛状细小再结晶组织构成的新颖组织,初始晶界附近和初始晶粒内部的再结晶机制分别是旋转动态再结晶和孪生诱发动态再结晶。由于高应变速率多向锻造工艺具有强烈的晶粒细化能力并能有效避免强烈的基面织构,可大幅提高合金的综合力学性能。累积应变∑Δε=2.64时,ZK21和ZK60抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为341.6 MPa、270.7 MPa、25.1%和330.2 MPa、232.3 MPa、24.8%。

国产锻造态316L不锈钢在高温高压水环境中的应力腐蚀行为研究

在模拟核电一回路的高温高压水环境中,采用慢应变速率拉伸方法,研究不同应变速率下锻造316L不锈钢的应力腐蚀行为,并通过扫描电镜对试样断口形貌进行分析。结果表明,在290℃的高温高压水环境中,随着应变速率的降低,材料的应力腐蚀敏感性逐渐增强。当应变速率为2×10-5s-1时,断口未发现脆性解理特征。应变速率为2×10-6s-1时,在290℃和320℃两种服役温度下,材料都具有一定应力腐蚀开裂倾向,敏感性随温度的升高也略有增强。当应变速率降为1×10-6s-1时,断口边缘呈现明显的脆性解理断裂特征。使用修正的Arrhenius模型来描述锻造316L不锈钢高温高压环境下拉伸时的本构关系,计算出变形激活能Q=213.7 kJ/mol,并得到了其高温拉伸本构方程,由本构方程计算得到的抗拉强度和试验所测值的平均相对误差为0.45%,说明该本构方程能较准确计算出锻造316L不锈钢在不同高温高压条件下的抗拉强度。

高应变速率多向锻造对AZ31镁合金组织及耐腐蚀性能的影响

对均匀化处理后AZ31镁合金进行高应变速率多向锻造,使用金相显微镜(OM)与电子背散射衍射仪(EBSD)等测试手段研究了不同累积应变量对AZ31镁合金显微组织的影响;采用电化学测试等方法研究不同累积应变量对合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为。实验结果表明:相对于锻造前,高应变速率多向锻造后,合金平均晶粒尺寸大幅度减小、耐腐蚀性能提升。当累积应变量为1.32时,合金获得了均匀细小的晶粒组织,其平均晶粒度为7.8218μm,再结晶比例分数为79.40683%,平均腐蚀速率Vi=0.072 mm·a^(-1),合金耐腐蚀性能最优;当累积应变量大于1.32时,在自激活的作用下,引起了再结晶晶粒的长大,合金的再结晶程度与组织的均匀性下降,耐腐蚀性能降低。