等径角挤压法制备超细晶工艺研究

超细晶材料因具有较好的综合性能而倍受关注,等径角挤压法制备超细晶是目前研究的热点。介绍了等径角挤压法制备超细晶的原理,各参数对等径角挤压材料性能的影响,分析了等径角挤压法存在的问题以及等径角挤压材料的应用前景。     

超细晶材料制备新工艺——等径角挤压

综述了等径角挤压制备超细晶材料领域的最新研究进展,包括等径角挤压的工艺原理、显微组织演化规律、等径角挤压材料微观组织特征和力学性能等.     

等径角挤压变形奥氏体不锈钢的组织演变

 用实验方法研究了奥氏体不锈钢在等径角挤压冷变形(路径RC)过程中组织变化。实验结果表明：当剪切方向与孪晶带方向成一定角度时，在剪切力的作用下，孪晶逐渐由大块孪晶→由剪切带分割的孪晶(楼梯状)→小块状→奥氏体亚晶或马氏体晶粒；部分孪晶在剪切力作用下，剪切带可直接碎化成具有大角度位向差的细小晶粒(奥氏体亚晶+马氏体晶粒)，可发生马氏体相变；当剪切方向与孪晶带方向相同时，孪晶带区域也可发生马氏体转变；3道次变形后，具有明显特征的孪晶已很少，此后继续进行剪切变形，孪晶碎化组织(含马氏体)和奥氏体剪切滑移带(含碎化晶粒)的变形以剪切滑移方式进行，当奥氏体的滑移遇到阻力时，可局部形成局部形变孪晶来协调变形；随变形道次的增加，马氏体转变也越多，在多次剪切以及道次中的交叉滑移作用下，马氏体板条逐渐被高密度位错墙分割而碎化成细小的晶粒；8道次变形后，可获得60~230 nm的等轴晶粒。     

铸态304L奥氏体不锈钢等径角挤压变形研究

 研究了铸态304L奥氏体不锈钢在等径角挤压(ECAP)变形过程中显微组织的演变过程。结果表明,经4道次剪切变形后树枝晶破碎、原始粗大晶粒碎化。显微组织的变化过程可归纳为：原始粗晶粒→晶粒被滑移带分割→位错发展形成高密度位错墙,与滑移带共同作用形成胞块结构→应变增加形成层片状界面→形成大角度晶界的细小晶粒。表明铸态304L奥氏体不锈钢经ECAP变形后塑性变形机制主要由滑移完成。     

用等径角挤压变形法进行奥氏体不锈钢锭开坯的研究

对铸态奥氏体不锈钢的等径角挤压变形(ECAP)试样进行了高温固溶处理,并与锻造试样 固溶处理后的组织、性能进行了对比,研究表明:室、高温ECAP试样在1150℃固溶处理后均可得到完全再结晶组织;增加ECAP道次对完全再结晶后的晶粒尺寸影响不大,但略微增加晶粒尺寸的均匀性;铸态奥氏体不锈钢采用ECAP 固溶处理新工艺后,可以获得与锻造 固溶处理工艺类似的组织、力学性能,有可能实现铸锭的开坯.     

原始组织对304L超低碳奥氏体不锈钢等径角挤压变形的影响

304L超低碳奥氏体不锈钢由25kg真空感应炉冶炼,用透射电镜(TEM)研究了该钢铸态组织200℃等径角挤压变形(ECAP)后组织演变和铸态组织1道次ECAP+1150℃1.5 h,AC处理(固溶组织)再进行ECAP后的组织。结果表明,304L钢铸态组织1道次ECAP变形过程中主要的变形机制为滑移变形,同时出现少量的孪晶变形;304L钢固溶组织在ECAP变形过程中孪晶变形数量急剧增加,孪晶和滑移共同进行,细化原始晶粒组织演变。     

铸态304L奥氏体不锈钢等径角挤压变形的力学性能

 研究了经1~4道次等径角挤压变形(ECAP)后,铸态304L奥氏体不锈钢微观结构的演变,同时测定了ECAP变形后的力学性能。结果表明,经4道次变形后,铸态粗大晶粒破碎形成细小的大角度晶粒,平均晶粒尺寸约202 nm;抗拉强度和屈服强度大大提高(Rp02=1 002 MPa,Rm=1 100 MPa),但均匀塑性变形能力(A＜3%)和加工硬化指数(n=0060)却显著下降。     

室温等径角挤压后共析珠光体钢的组织特性

用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)方法研究了0.78C-1.03Cr共析珠光体钢Φ8mm×45mm试样两道次室温等径角挤压后所产生的显微组织变化。结果表明,一道次等径角挤压变形后,共析珠光体组织,由渗碳体不规则弯曲片层、直接剪断片层和局部变薄层组成。随变形道次增加,发生局部变薄与不规则弯曲珠光体片层比例加大,并且还引起渗碳体的部分溶解。     

Bc路径等径角挤压SiC_p/Al基粉末材料的显微组织及力学性能

以SiCp/Al基复合粉末材料为研究对象,在250℃下采用粉末包套-等径角挤压工艺沿Bc路径成功将粉末颗粒直接固结成高致密度的块体细晶材料。结果表明:复合粉末材料成分分布均匀性和致密度在等径角挤压强烈的剪切细化作用下效果显著。初始SiC平均粒径为13.69μm,复合粉末初始相对密度为0.75,经过3个道次等径角挤压后,得到相对密度达0.97接近完全致密,SiC颗粒得到一定程度细化且分布均匀的细晶组织,平均显微硬度高达75HV,约为工业致密纯铝的2.2倍,初始SiC颗粒的尖锐棱角特征也得到明显改善。压缩性能测试表明,挤压后SiCp/Al基复合材料表现出明显优于工业纯铝的变形行为特征。     

纯钼粉末-包套等径角挤压的多尺度研究

采用离散元分析软件PFC-2D对纯钼粉末材料的单道次等径角挤压过程从细观角度进行数值模拟,获得其变形过程中载荷、颗粒和孔隙的变化规律。模拟结果表明,等径角挤压对粉末材料具有强烈的致密化作用,且整个变形过程可以分为4个阶段:颗粒重排、初始变形、过渡变形和稳定变形。分析认为,冲头压力首先使颗粒重排减少大孔隙,之后,由于压力增大使小孔隙闭合,剪切作用使颗粒和孔隙发生变形,结合强大的静水压力使材料致密。在400℃条件下的纯钼粉末黄铜包套单道次挤压实验结果与模拟结果具有较好的一致性,验证了所建离散元模型的可靠性。     

低碳钢热连轧过程中工艺参数及组织演变的预测

采用二维有限元法对热连轧生产过程中沿带钢厚度方向的温度场分布进行了预测，建立了描述低碳钢软化行为的再结晶模型，并利用此模型对奥氏体再结晶动力学及微观组织演变进行了模拟计算，建立了计算精轧过程应力-应变曲线的流变应力模型，根据现场数据，对400MPa级超级钢细晶工业轧制实验的轧制力、轧制力矩和轧制功率进行了预测，结果与实测值吻合较好，反映了工业生产实际。     

普通碳素钢在CSP连轧过程中的组织演变

在CSP机组上，通过普通碳素钢(Q235)的轧卡试验研究了该钢在连轧过程中的组织演变过程。结果表明：高温区的两道次大变形使原始铸造树枝晶通过再结晶基本实现了奥氏体的等轴化和组织的均匀化；进一步变形可继续细化原始奥氏体并最终获得晶粒尺寸约为30μm的、均匀的等轴晶组织。在CSP工艺中，原始奥氏体组织细化可能与精轧总压下量高、单道次变形量大、应变速率高及钢中出现异常析出物等因素有关。     

CSP连轧过程中低碳钢的组织变化规律

对珠钢CSP生产现场同一低碳钢轧件的铸坯及不同道次变形后室温组织的研究表明：铸坯组织由细晶区（急冷层）和树枝晶区组成，随轧制道次增加，变形后轧件的室温组织细化，沿铁素体晶界分布的珠光体变得均匀，弥散，连轧前铸坯表面和心部的组织差异随着轧制道次增加逐渐减小，珠钢成品板组织细化的原因可以归结为大压下连轧工艺，钢中大量弥散析出的氧化物，硫化物和终轧后的层流冷却。     

板带热连轧过程力能参数、温度和组织变化的预报

采用0rowan公式计算轧制过程中轧件应力应变、有限差分法计算温度变化，建立了板带热连轧生产过程温度变化、微观组织演变综合预报模型。用此模型对鞍钢现场轧制工艺进行了温度变化、奥氏体晶粒大小以及相变过程进行了解析计算，其预报值与现场实测结果吻合较好。     

BOF-LF-CSP工艺生产低碳热轧薄板的组织变化规律

为了弄清BOF-LF-CSP工艺生产低碳钢的组织变化规律,对低碳钢SS400进行了铸态组织、第一轧制道次的形变组织以及成品板卷的组织测试与分析.结果表明：薄板坯铸态组织为较细的枝状晶,铸坯表面层和中心差别很小.经第一道次大压下变形后板坯的晶粒组织得到明显细化,表面至中心区域的晶粒尺寸及硬度存在梯度分布.低碳钢SS400成品薄板的组织很细,平均晶粒尺寸在5μm左右.     

CSP线热轧薄板的组织演变及微观取向研究

利用背电子散射衍射（EBSD）技术，研究了3种不同厚度规格的低碳钢CSP热轧薄板的组织演变和微观取向，实验结果表明：热轧终轧组织为再结晶奥氏体和变形奥氏体的混合体；相变后的铁素体晶粒中含有亚晶和位错，导致板带的强度升高而伸长率下降。板带的最终组织中含有残留的热轧织构，织构组分较杂且弱。最终组织中的铁素体晶粒尺寸不均匀，由EBSD系统按邻域面积确定的铁素体晶粒尺寸比按形貌确定的铁素体晶粒尺寸小。     

低碳低合金钢焊缝金属的显微组织及其影响因素

低碳低合金钢焊缝金属的显微组织基本上包括先共析铁素体、针状铁素体、侧板条铁体、少量的粒状贝氏体和马氏体。分析了这些组织的形成条件及特点,焊缝金属化学成分和冷却速度是影响焊缝金属组织的主要因素,阐述了各种组织的形核位置。低碳低合金钢焊缝金属最理想的组织是获得大于６５％的针状铁素体,其平均板条尺寸约为１μｍ。     

球团矿CO还原过程中微观结构的变化

根据高喷煤比的高炉多相流模拟研究数据,对球团矿进行CO还原反应实验,运用扫描电镜等手段对不同还原度的球团矿做微观结构分析,以探究不同还原阶段引起球团矿强度下降原因.微观结构分析表明,还原过程中从高价铁氧化物到低价铁氧化物变化过程中晶格的增大,新生铁相基体孔隙的增加、裂纹的产生以及渣铁分离等是导致强度下降的主要原因.     

热等静压过程中粉末高温合金坯料几何尺寸及相对密度的演化规律

根据孔隙材料及致密体的塑性变形理论,揭示了热等静压过程中粉末体及其包套的几何尺寸和相对密度的演化规律。在此基础上,提出了粉末体在圆柱形包套内均匀致密的判据,对包套尺寸的确定具有指导意义。应用本文提出的方法分析ＦＧＨ９５粉末高温合金热等静压过程,理论分析结果与试验数据吻合。