等通道角挤压温度对粒状珠光体钢组织和性能的影响

采用Bc方式分别在室温、650℃条件下对高碳粒状珠光体钢进行等通道角挤压(ECAP)变形;借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计和拉伸试验机研究了不同温度条件下高碳粒状珠光体钢ECAP变形后的微观组织和力学性能.结果表明:冷、温变形4道次后,获得了晶粒尺度分别为400 nmn、450 nm 的等轴铁素体和颗粒粒径为200 nm、300 nm 渗碳体的超微细复相组织;冷变形过程中力学性能随着变形道次的增加而增大,温变形过程中则呈现出先增加后下降的趋势,相同变形道次下冷变形组织的力学性能指标均高于温变形组织;经不同温度ECAP变形后粒状珠光体钢的伸长率均有所下降,但温变形组织的伸长率优于冷变形组织.温变形试样断口形貌与原始粒状珠光体钢相同,均表现为典型的韧性断裂特征,而冷变形试样断口形貌则表现为韧性断裂和少量准解理断裂组成的混合型断裂特征.     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15Al双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15Al在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压(ECAP),获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm～200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32.04%,抗拉强度σb从150MPa提高到269.3MPa,延伸率δ由0.05%提高到7.4%;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15A1双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15A1在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压（ECAP）,获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm-200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32．04％,抗拉强度σb从150MPa提高到269．3MPa,延伸率δ由0．05％提高到7．4％;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

等通道转角挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金的组织、织构与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺以Bc路径在623K温度下对Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金进行变形,观察显微组织与织构,测试了力学性能。显微组织分析表明,镁合金经ECAP变形晶粒尺寸明显得到细化,经6道次ECAP变形后晶粒尺寸由原轧制态的约26.1μm细化至约1.2μm,且细小的第二相粒子Mg12Ce弥散分布于晶内及晶界处;同时经ECAP变形后,原始轧制织构随变形道次的增加不断减小,并开始转变为ECAP织构,织构强度不断增强;力学性能结果表明,由于晶粒细化作用大于织构软化作用,前3道次ECAP变形镁合金强度随道次的增加不断提高,与Hall?Petch关系相符,在第3道次时其抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为272.2和263.7MPa;在4道次之后形成较强的非基面织构,镁合金强度下降,与Hall?Petch呈相悖关系。断口分析表明,轧制态与ECAP变形镁合金的断裂方式都是沿晶断裂,由于6道次变形镁合金晶粒细化,存在更多的韧窝并获得16.8%最大室温伸长率。     

奥氏体不锈钢316L在ECAP过程中的组织演化及力学性能

对奥氏体不锈钢316L进行等效应变为1.02的6道次室温等通道挤压(ECAP)试验。结果表明,在ECAP挤压过程中316L发生了剪切滑移变形和孪生变形及晶粒碎化,经过4和6道次挤压后分别得到平均晶粒尺寸约80 nm和约61 nm的均匀分布的等轴晶粒。在1道次ECAP挤压后316L的抗拉强度由674 MPa增加到984 MPa, 规定塑性延伸强度则由594 MPa增加到922 MPa,维氏显微硬度由116.33 HV增加到328.31 HV,但是塑性下降严重,可以通过600 ℃后续退火处理进行改善。     

等通道径角挤压纯钛的力学性能

采用自行设计的模具对TA1进行二道次等通道径角挤压(ECAP)实验。采用B路径在温度400℃~420℃、挤压速度1mm/min的条件下对边长10mm的方形棒材进行处理,研究挤压变形后微观组织对力学性能的影响。结果表明,工业纯钛经过二道次ECAP变形后,晶粒明显细化,由初始的等轴晶逐渐演变为拉长的晶粒、孪晶交割、板条状组织和细晶组织,且道次增加,板条间距越细小;抗拉强度显著提高,二道次ECAP后的抗拉强度达1240MPa,同时硬度达到319HV,且塑性为16.7%。疲劳极限强度由原始的220MPa提高到280MPa,提高了27.3%。     

等通道径角挤压纯钛的力学性能

采用自行设计的模具对TA1进行二道次等通道径角挤压(ECAP)实验。采用B路径在温度400℃⁴20℃、挤压速度1mm/min的条件下对边长10mm的方形棒材进行处理,研究挤压变形后微观组织对力学性能的影响。结果表明,工业纯钛经过二道次ECAP变形后,晶粒明显细化,由初始的等轴晶逐渐演变为拉长的晶粒、孪晶交割、板条状组织和细晶组织,且道次增加,板条间距越细小;抗拉强度显著提高,二道次ECAP后的抗拉强度达1240MPa,同时硬度达到319HV,且塑性为16.7%。疲劳极限强度由原始的220MPa提高到280MPa,提高了27.3%。     

AZ31镁合金等通道挤压组织性能的研究

研究等通道挤压工艺(ECAP)对AZ31镁合金的晶粒细化效果,采用自制的90°模具,在四种路径下(A、Ba、Bc、C)对材料进行ECAP变形后的微观组织和力学性能进行分析。结果表明,每挤压一次试样沿相同方向旋转90°的挤压路径晶粒细化效果较好,随着挤压道次增加,晶粒发生细化,力学性能发生改变,当挤压到4道次,平均晶粒尺寸由原来的70μm细化为6μm,抗拉强度从307.1 MPa变为268.1 MPa,伸长率达到45%。拉伸断口韧窝数量增多。     

原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响

室温下,对923 及1023 K退火1 h所得的不同原始晶粒尺寸的工业纯钛进行ECAP变形。通过TEM、EBSD、室温拉伸和显微硬度测试研究原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响。探讨纯钛ECAP变形孪生行为和变形机制。结果表明,退火温度越高,原始晶粒尺寸越大。1道次变形后,1023 K退火纯钛的晶粒细化效果更显著。4道次变形后,923 K退火纯钛的组织更细小均匀。随着变形道次的增加,屈服强度不断增大,1道次变形后增幅最大,约为100%,且原始晶粒尺寸越大,强度增幅越大。纯钛ECAP变形机制包括位错滑移和孪生,原始晶粒尺寸越大,孪晶数量越多。     

等通道转角挤压双相Mg-10.73Li-4.49Al-0.52Y合金的组织与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺在573 K温度下以Bc路径对双相合金Mg-10.73Li-4.49Al-0.52Y进行1~6道次挤压变形,对变形合金进行显微组织观察、扫描电镜分析、X射线衍射测试和应变速率为1.5×10-3 s-1的室温拉伸实验。结果表明:该合金由(α+β)相组成,变形后晶粒沿着与挤压方向成30°~45°角且呈拉长的流线状,随挤压道次的增加,晶粒不断细化,其析出相Al2Y颗粒也随道次的增加沿晶粒拉长的方向均匀化和细化。合金原始铸态无织构,1道次变形后β相的主滑移面{110}晶面织构强度最高,变形3道次和6道次后该晶面织构强度相对1道次的下降,织构向周围移动。变形到3道次,室温下抗拉强度从铸态的137.5 MPa提高到最大值166.4 MPa;4道次后,强度有一定程度下降。断口分析表明,经6道次变形后断口呈典型的延性断裂特征,存在更多的韧窝,并获得较大的室温伸长率(83%)。     

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能

采用等通道转角挤压（ECAP）Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸力学性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸力学性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度分别达到250 MPa、20.5%和61.3 HV9.8,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。     

工业纯钛在120°模具中的多道次ECAP室温变形组织与性能

在室温,采用通道夹角为120°的变形模具对工业纯钛(Commemial Pure Titanium,CP-Ti)以Bc方式实施四道次ECAP(EqualChannel Angular Pressing)挤压变形,成功获得表面光滑无裂纹的变形试样.文中主要研究了工业纯钛在室温下进行ECAP多道次变形的组织结构演变,并测试了变形试样的力学性能.微观结构显示工业纯钛在室温下进行多道次ECAP变形时,只在前两道次产生了大量的变形孪晶,且随道次增加变形孪晶逐渐消失.最终获得的试样晶粒平均尺寸由最初的约28μm细化到约250 nm,试样断裂强度和显微硬度分别提高到773和2486 MPa,而试样仍保持较好的延伸率(可达16.8%).     

等通道转角挤压对Mg-6Zn合金显微组织和力学性能的影响

利用等通道转角挤压(ECAP)技术,在200℃对Mg-6Zn合金进行了不同道次的挤压。结果表明,经ECAP挤压后合金显微组织明显细化、均匀化,平均晶粒尺寸由15μm减小到3μm;ECAP过程中粗大的块状共晶相变形破碎、细化,并在周围诱发新相析出。通过XRD分析发现析出相主要是Mg_4Zn_7和MgZn_2。经过2道次ECAP挤压后,Mg-6Zn合金的抗拉强度可达275 MPa,屈服强度达到245 MPa,伸长率为24%。当ECAP道次增加到4道次和6道次后,强度反而下降。     

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能（英文）

采用等通道转角挤压(ECAP)Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度HV9.8分别达到250 MPa、20.5%和613 MPa,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。     

等通道角挤压变形中高碳珠光体钢的组织演变

在650℃对原始组织为层片状珠光体的T8钢进行Bc路径的多道次等通道角挤压(ECAP)变形,借助SEM、TEM和AFM研究了变形过程中渗碳体片层的演变情况.结果表明:渗碳体片层表现出强烈的塑性变形能力,主要以剪切断裂、扭折、弯曲等变形方式来适应剧烈的塑性变形;四道次温变形后得到晶粒尺度均在亚微米量级的超微细复相组织(α+θ);球化完全的渗碳体颗粒粒径呈双峰分布,从三维的角度表征渗碳体的组织演变及其特性与从二维角度观察分析的结果相吻合.     

等通道转角挤压镁合金的微观组织和力学性能

采用自制的90°模具,分析不同的ECAP挤压路径对AZ31镁合金变形后的微观组织和力学性能的影响;对挤压后的试样进行显微组织观察、硬度测试,研究等通道挤压工艺(ECAP)对AZ31镁合金的晶粒细化效果.结果表明:Bc路径晶粒细化效果较好,随着挤压道次增加,晶粒发生细化,7道次后晶粒尺寸由原来的70μm细化到4.8μm左右;硬度值随道次增加显著提高,3道次后达到最大值90.81MPa,之后随道次增加,硬度略有下降,趋于稳定.     

高碳珠光体钢形变后的微观组织及力学性能研究

研究了高碳珠光体T8钢在ECAP处理后的显微组织和力学性能。结果表明,利用多道次ECAP温变形能够使高碳珠光体钢组织呈现超微细化效果。复相组织中亚纳米级铁素体相纳米压痕杨氏模量和硬度分别为203 GPa和4.4 GPa。当纳米压痕深度超过100 nm后,杨氏模量对基底效应敏感度较低,而纳米压痕硬度出现较为明显的基底效应。     

高碳珠光体钢形变后的微观组织及力学性能研究

研究了高碳珠光体T8钢在ECAP处理后的显微组织和力学性能。结果表明,利用多道次ECAP温变形能够使高碳珠光体钢组织呈现超微细化效果。复相组织中亚纳米级铁素体相纳米压痕杨氏模量和硬度分别为203 GPa和4.4 GPa。当纳米压痕深度超过100 nm后,杨氏模量对基底效应敏感度较低,而纳米压痕硬度出现较为明显的基底效应。     

FeCoV合金ECAP变形和回火组织

在室温下成功实现了FeCoV合金A方式的等径弯曲通道变形(equal channel angular pressing,简称ECAP),并研究了变形后的显微组织以及回火处理对FeCoV合金ECAP变形显微组织的影响.结果显示,FeCoV合金经ECAP变形后,形成细小的板条状组织,且尺寸明显减小,由0.40μm减小至90 nm.板条内有位错缠结现象.随着ECAP变形道次的增加,细板条发生断裂.4道次ECAP变形FeCoV合金回火后的组织仍为板条组织,板条内有碳化物颗粒和纳米尺度析出相存在.     

120°模具室温8道次ECAP变形TA1纯钛的组织与性能

采用两通道夹角Φ=120°,外圆角ψ=20°的模具,在道次间未退火的条件下实现TA1纯钛BC方式8道次室温ECAP(Equal Channel Angular Pressing)变形,制备表面光滑无裂纹的变形试样。研究纯钛室温ECAP变形组织结构的演变和特征,测定变形试样的力学性能。结果表明：随着室温ECAP变形道次的增加,原始粗大的α相等轴晶由最初几道次形成的板条和孪晶经过自身和相互交割形成亚晶,以及剧烈变形形成的位错胞状结构,通过位错的相互作用和重组逐渐演变成大角度晶界的超细晶等轴组织。获得平均晶粒尺寸约200 nm的TA1纯钛试样,其屈服强度和抗拉强度分别由275和407 MPa提高到710和791 MPa,并保持较高的塑性,延伸率为19.0%