Cu-38Zn合金在等效应变过程中显微组织及力学性能的仿真研究

采用仿真软件ABAQUS对Cu-38Zn合金的交叉模压过程进行仿真,并对Cu-38Zn合金在等效应变过程中显微组织及力学性能的变化进行了研究。结果表明,Cu-38Zn合金经不同交叉模压形变后沿长度方向的等效应变和显微硬度分布不均匀。5周期交叉模压形变后晶粒尺寸变小,分布着大量的孪晶组织。并且,试样心部的显微硬度比其表面硬度低约26%。     

经模压形变后Cu-38Zn合金显微组织与等效应变的关系

采用ABAQUS软件对Cu-38Zn合金不同尺寸的试样平行模压和交叉模压两种形变过程进行有限元模拟,观察模压形变后试样的显微组织,研究Cu-38Zn合金经模压形变后的微观组织与等效应变的关系。结果表明:经模压形变后Cu-38Zn合金的晶粒细化不但与模压形变时积累的等效应变有关,而且与模压形变时变形场的复杂性和试样的尺寸有关。Cu-38Zn合金的晶粒尺寸随着等效应变的增大而减小,但是在相同的等效应变下,复杂的变形场具有更有效的晶粒细化效果;较大尺寸的试样具有更多的孪晶组织。     

模压形变和冷轧复合处理对Cu-35Zn合金组织和性能的影响

采用模压形变技术对Cu-35Zn合金进行十道次的模压形变,随后再进行10%～30%不同应变量的冷轧,研究Cu-35Zn合金经复合处理后的微观组织和力学性能。结果表明,Cu-35Zn合金经模压形变后可以细化晶粒,进一步冷轧可以使试样获得更多的孪晶组织;组织均匀性提高。复合处理后材料的强度和硬度随着冷轧应变量的增大而增大,但伸长率下降。     

退火温度对模压形变后冷轧Cu-35Zn合金热稳定性的影响

对Cu-35Zn合金首先采用模压形变十道次后再进行30%冷轧,随后再进行不同温度的退火热处理,研究了经模压形变后冷轧的Cu-35Zn合金的热稳定性。结果表明:模压形变后冷轧可以细化Cu-35Zn合金的晶粒,并有效地提高其强度和硬度。经模压形变后冷轧的Cu-35Zn合金在200℃以下退火时,材料组织处于回复阶段;在220℃退火时,形成具有大角度晶界的亚晶;在300~400℃的温度范围内,完成再结晶及晶粒长大过程。     

H62黄铜模压形变的有限元模拟

用二维有限元法(FEM)模拟H62黄铜模压形变(GP)过程,根据有限元模型进行模压形变试验,分析试样等效应变的分布规律与模压形变试验后材料的组织和力学性能的关系.研究发现,试样累积的等效应变值随模压周期的增加而增加,等效应变的累积速率接近恒值,而试样表面的累积速率高于试样中心;获得的等效应变比理论应变值低.模压形变使H62黄铜晶粒细化,显微硬度提高;等效应变的分布规律与材料的组织和性能变化相对应.     

AZ31镁合金等通道转角挤压变形均匀性有限元分析

以AZ31镁合金为研究对象,通过对不同模具外角ECAP变形过程的有限元模拟,研究不同模具外角下AZ31镁合金ECAP变形的等效应变分布.利用微观组织观察以及硬度测试,分析等效应变分布对微观组织及力学性能影响.结果表明:当模具外角ψ为20.时,工件可以获得均匀的等效应变分布.AZ31镁合金经过ECAP挤压后,微观组织显著细化,力学性能明显改善,但平均晶粒尺寸及微观维氏硬度在工件横截面上分布不均匀,等效应变分布的不均匀性是导致材料微观组织和力学性能不均匀的主要因素之一.     

形变方式对模压形变H62黄铜组织的影响

采用平行模压和交叉模压两种模压形变方式细化H62黄铜,用光学显微镜、SEM和TEM观察了黄铜经不同模压形变方式后试样的显微组织.结果表明:H62黄铜经模压形变后的试样中出现了亚微米和纳米尺寸的形变孪晶.与平行模压试样相比,交叉模压后试样的晶粒尺寸更小,并在晶粒内有更密集和更均匀的亚微米和纳米尺寸的形变孪晶.通过对试样截面和表面显微硬度的分析:交叉模压形变后的试样比平行模压形变后的试样具有更好的组织均匀性和更高的硬度值.     

形变热处理对烧结Cu-Au合金性能与微观组织的影响(英文)

研究Cu-4%Au合金的硬度、显微硬度、导电性和微观组织在形变热处理过程中的变化。在加工硬化后,再对轧制合金在60～350°C温度下退火。由于退火硬化效应,合金的强度增大。结果表明:Cu-Au合金性能在两个阶段都得到改善;合金进行变形量为40%的热轧后,在260°C退火能得到最佳的综合性能。合金的微观组织也在形变热处理过程中发生显著变化。     

Cu-10Cr-2Zr原位形变复合材料性能研究

采用大气熔铸与形变原位复合的方法制备了Cu-10Cr-2Zr形变原住复合材料,测定了不同应变量和中间热处理温度下的显微硬度、抗拉强度和电导率,并研究了Cu-10Cr-2Zr原位复合材料的显微组织.结果表明:Cu-10Cr-2Zr合金通过中间热处理和大变形,合金元素Cr及Zr由铸态不连续的枝晶组织演变成纤维组织,且随应变量的增加,合金的显微硬度升高;通过调整中间热处理温度,可以获得抗拉强度≥950 MPa,电导率73%IACS,中间热处理温度在450～500℃为宜.     

形变热处理对Cu-1.0Cr合金组织及性能的影响

对Cu-1.0Cr合金依次进行热锻、固溶、冷轧及不同温度和时间下的时效处理,测试了不同状态下合金的硬度及电导率,并进行了微观组织观察.结果表明,在380 ℃时效时,硬度和电导率均随时效时间的延长而升高;在450 ℃时效时,硬度随时效时间的延长明显下降,电导率基本不变.Cu-1.0Cr合金的最佳时效参数为450 ℃时效6 h,获得的硬度(HB)和电导率分别为127和40.08 MS/m.微观组织研究表明,形变热处理后,在Cu基体上出现弥散分布的第二相颗粒;随着时效温度的升高和时效时间的延长,合金发生再结晶,在450 ℃时效时,再结晶使合金硬度显著下降.     

微量Li、Zn对Al-4.2Cu-1.4Mg合金疲劳性能与微观组织的影响

通过断裂韧性测试、疲劳裂纹扩展速率测试、金相分析、透射电子显微分析(TEM))等研究了微量Li、Zn对Al-4.2Cu-1.4Mg合金疲劳裂纹扩展速率与微观组织的影响。结果表明,共同添加Li、Zn时能明显提高合金Al-4.2Cu-1.4Mg的断裂韧性,并降低合金的疲劳裂纹扩展速率。当同时添加少量Li和Zn时,少量Li和Zn的共同作用能使合金中的过剩相和弥散相数量、尺寸减小,分布趋向均匀。这是影响该合金疲劳性能和断裂韧性的微观机理。     

模压形变对纯铜组织和性能的影响

采用交叉模压形变法对纯铜进行不同道次的形变处理,研究交叉模压形变对纯铜显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:交叉模压形变可以较有效细化纯铜晶粒尺寸,交叉模压10道次后,平均晶粒尺寸减小63%;材料在塑性变形初期(2道次)细化效果最明显,经相同道次交叉模压形变后,晶粒细化效果逐渐减低;交叉模压变形后纯铜试样的显微硬度和抗拉强度均得到显著提高,但是伸长率下降,硬度值和抗拉强度分别提高了96.4%和31.9%,伸长率由66.67%下降至12.25%。     

退火温度对Cu-19 Ni合金力学性能及细观损伤演变行为的影响

利用光学显微镜、MTS试验机、显微硬度计等分析和测试了不同塑性变形阶段Cu-19Ni合金退火前后的组织和力学性能,结合扫描电镜进而探讨了退火温度对Cu-19Ni合金细观损伤演变行为的影响。结果表明:控制保温时间60 min不变,随着退火温度的升高,合金晶粒长大,屈服强度、抗拉强度及显微硬度下降。退火前,微观组织由大量细小晶粒组成,合金中条状组织大量存在。材料经过退火后,晶粒发生了不完全再结晶,条状组织减少。合金拉伸断口随着退火温度的升高韧窝尺寸和深度都增加,断口呈现准解理断裂特征。Cu-19Ni合金形状因子随着应变增加而增大,随着退火温度升高而增大。通过对归一化形状因子的函数拟合,建立了拟合方程D=a+be~(ε/c),揭示不同退火温度下Cu-19Ni合金宏观变形与微观组织的关系。     

形变热处理对Cu-Ti-Fe-Sn合金组织与性能的影响

利用真空熔炼法制备了Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金,通过均匀化退火、固溶+冷轧(变形量分别为40%、60%、80%)+450 ℃时效处理,研究了形变热处理对Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金显微组织、导电率及硬度的影响。结果表明:真空熔炼制得的 Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金铸态组织中含有大量的枝状晶组织,经固溶处理后组织中出现了晶粒长大;铸态合金的硬度和导电率分别为178.1 HV和10.85%IACS,固溶处理后硬度和导电率都相应降低,分别为102.7 HV和4.58%IACS。经过冷变形和时效处理后Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金硬度明显提高,变形量为60%时,时效480 min时硬度达到峰值,合金硬度为310.2 HV,此时合金的导电率为18.59%IACS。     

形变热处理对Zn-Cu-Ti合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜观察和力学性能测试方法,研究了形变和热处理对微合金化Zn合金的组织与性能的影响。结果表明,随着变形量的增加,Zn-2.1Cu-0.06Ti合金的显微硬度呈现先增加而后减小的趋势,当冷变形量达到70%时显微硬度取得最大值;随着Cu含量的上升,导致Zn-Cu-Ti合金的显微硬度下降的温度也逐渐升高;一定范围内Cu的添加可以提高纯Zn的显微硬度和抗拉强度,Ti元素含量的增加可以改善Zn-Cu-Ti合金的韧性。     

Cu-4Ni-2Sn-Si合金的铸态组织及均匀化退火工艺的研究

采用OM、SEM、EDS及硬度测试等分析方法研究了Cu-4Ni-2Sn-Si合金的铸态显微组织,以及均匀化退火对合金显微组织及性能的影响。结果表明,铸态Cu-4Ni-2Sn-Si合金的显微组织枝晶发达,合金元素分布不均匀,Sn呈反偏析现象,且室温组织由α-Cu和δ-Ni2Si相组成。随着均匀化退火温度的升高及保温时间的延长,合金元素的分布趋于均匀化,Sn的反偏析现象基本被消除,有大量δ-Ni2Si析出且趋于均匀化分布,均匀化退火效果受温度影响较大。由此建议Cu-4Ni-2Sn-Si合金较佳的均匀化退火条件为850℃×4 h,其硬度值为HB99.5,电导率为16.64%IACS。     

双重时效对Cu-Fe-P合金组织和性能的影响

研究了工业生产中两次形变时效对Cu-2.0%Fe-0.05%P合金组织和性能的影响,结果表明经两次形变时效(500℃和480℃)后形成了铜基体上分布着大小不同第二相颗粒配合的组织,显著提高了合金的综合性能,其最终性能σb=512 MPa,δ10=5%,硬度为147 HV,导电率为68.65%IACS,软化温度440℃.在轧制中合金出现开裂的原因与存在较大的铁颗粒及第二相的分布不均匀有关.     

形变Cu-Cr-Ag原位复合材料组织和性能

采用熔铸-中间热处理-形变工艺制备了形变Cu-7Cr及Cu-7Cr-0.07Ag原位复合材料,利用光学显微镜、扫描电镜、数字微欧计及液晶电子拉力试验机研究了Cu-7Cr及Cu-7Cr-0.07Ag合金的微观组织、力学性能和导电性能。结果表明,微量Ag的加入使Cu-7Cr合金铸态组织枝晶臂直径更小,相同应变量下形成的纤维更加细小均匀,材料的强度显著提高,电导率略有上升,延伸率小幅提高。     

Ag-6Cu-1Zn-0.5Ni合金变形行为的高通量研究

对Ag-6Cu-1Zn-0.5Ni合金楔形试样进行轧制,获得了变形量从33%-80%连续变化的高通量实验样品,并对合金显微组织和性能进行了表征。结果表明,合金塑性变形后,晶粒发生变形,沿形变方向被压扁并拉长,最后全部转变为纤维组织。合金内晶粒从不均匀变形逐渐转变为均匀变形,晶界为滑移带的发射源。随着变形量的增大了,出现了交叉滑移和平行四边形的亚结构。硬度的变化分为4个阶段,呈台阶形式上升,其强化机制为固溶强化和位错强化的共同作用的结果。     

热挤压Zn-2Cu-0.5Zr合金的力学性能与降解行为

针对可降解锌基植入物面临的关键问题,制备了一种兼顾综合力学性能和降解行为的新型热挤压Zn-2Cu-0.5Zr (质量分数,%)合金。该合金的微观组织由Zn基体相、CuZn5相和Zn22Zr相构成。得益于均匀分布的第二相颗粒和基体相晶粒的进一步细化,热挤压Zn-2Cu-0.5Zr合金的综合力学性能显著优于Zn和Zn-2Cu合金,屈服强度、极限抗拉强度和断后延伸率分别提升至192 MPa、213 MPa和61%。此外,基体相晶粒的细化使得热挤压Zn-2Cu-0.5Zr合金表面生成的腐蚀产物层更加均匀致密,因而显著改善了基体的不均匀降解模式。