SAF2205双相不锈钢在高温扭转变形条件下的组织演化

本文研究了SAF2205双相不锈钢在高温（600℃,800℃和1000℃）扭转变形条件下的微观组织演化。微观组织演化的结果表明不同程度的再结晶现象出现,而且变形试样中的奥氏体的形貌不同。奥氏体的体积分数随着变形温度的增加而减少。800℃扭转条件下的试样的断口形貌和室温下试样的断口形貌有很大差异,实验结果表明当扭转在室温条件下进行时,断口形貌呈现韧性断裂特征,等轴状和抛物线状的韧窝分布在断面上。然而,在800℃条件下扭转的试样的断口形貌主要呈现出沿晶断裂的特征。     

高压扭转变形2A12铝合金组织性能演变与断裂行为

分别在室温(RT)、393 K、513 K和633 K开展扭转0.5～4 t的2A12铝合金的高压扭转(HPT)变形实验。通过对微观组织和室温力学性能进行观察、测量和统计,阐明了微观组织和力学性能随HPT工艺参数的变化规律。结合断口形貌和断口区域组织特征,对HPT变形试样的断裂行为进行了研究。结果表明：在RT～513 K区间,扭转0.5～4 t的HPT变形试样的抗拉强度(TS)均得到较大程度提升,其中在393 K、513 K扭转0.5 t的变形试样的伸长率(EL)同时得到较大程度改善,取得较好的强化与韧化效果。在RT扭转1 t的变形试样在不损失塑性的同时展示出本研究的最高TS值,TS值增至初始材料的156%,表现出穿晶断裂主导的混合断裂机制。     

Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的压缩拉伸连续加载变形行为

采用压缩拉伸连续加载变形实验方法,即第一阶段压缩变形量0%~40%,第二阶段拉伸至断裂,研究了Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的室温压缩拉伸变形行为.结果表明,随着压缩量的增大,后续拉伸阶段的屈服应力和均匀塑性变形最大拉伸应力、断面收缩率和延伸率均呈先增大后减小的变化规律.临界压缩量25%处,拉伸屈服应力和最大拉伸应力达到最大值,分别约为1039.97和1439.20 MPa;试样的断面收缩率和延伸率也达到最大值,分别为68.99%和73.80%.微观组织和断口形貌的OM和SEM观察结果表明,当压缩量小于临界值时,拉伸试样断口宏观形貌呈典型的杯锥状,微观形貌呈韧窝状的韧性断裂,微观组织为变形拉长的晶粒组织;当压缩量超过临界值时,拉伸试样断口宏观形貌比较平齐,微观形貌为无韧窝状的结晶状特征,微观组织为包含大量孪晶的等轴晶粒.TEM分析表明,压缩量较小时,位错通过滑移形成不同密度的位错组态;反向加载拉断后,仍能观察到位错的堆积.压缩量较大时,形成2个方向交割的孪晶;反向加载拉断后,孪晶呈平行排列,且伴有高密度位错缠结.     

焊接热循环对T92钢组织脆化的影响

采用Gleeble—3800热模拟试验机对T92钢进行不同峰值温度的焊接热循环试验,并对试验试样进行室温冲击韧性试验.借助光学显微镜分析其微观组织,用扫描电镜观察其冲击试样断口形貌特征.结果表明,T92钢焊接加热温度在900℃以上易因奥氏体晶粒粗大导致其组织脆化,断口呈现典型的准解理形貌特征,而在900℃以下的焊接加热仍能保持较好的室温冲击韧性,断口呈现均匀细小的韧窝断口特征;T92钢中高含量的强碳、氮化物形成元素高温状态重新固溶后,在奥氏体中的扩散速度滞后于晶界的迁移速度,进而产生过饱和的室温组织是引起组织脆化的直接原因.     

ZrTiNiCuBe块体非晶合金剪切带内温升与断裂温升

在室温环境下(25℃)对某ZrTiNiCuBe块体非晶合金材料进行不同应变率条件下的静态与动态压缩实验。并采用扫描电镜技术(SEM)对试样断口、侧面等进行表征,对比静、动态条件下的应力-应变曲线形貌的差异。结果表明:静态压缩时为剪切断裂,微观形貌上出现脉状花样与剪切带;剪切带诱发裂纹的形成,裂纹随着剪切带扩展。动态压缩时为脆性解理断裂,断面粗糙且发现大量熔滴;断口处出现解理台阶,塑性阶段出现明显的锯齿流变现象。从能量守恒定律出发,利用变形过程中弹性应变能的变化规律推测剪切变形区域内温升的变化规律,温升的变化规律揭示锯齿流变与试样的断裂机制。     

Qst32-3超低碳钢显微组织与扭转性能的关系

以经不同工艺退火的Qst32-3超低碳钢为研究对象,利用金相显微镜、硬度计等研究扭转变形过程中显微组织和性能的演化,利用扫描电镜对扭转断口进行形貌观察。结果表明,扭转变形可促进不充分静态再结晶进行。这主要与温度升高促进溶质原子扩散,降低再结晶激活能以及促进位错运动,缩短再结晶形核时间等因素有关。与退火不充分的试样相比,再结晶充分的样品经扭转变形后,其断口宏观呈平齐状。微观断口形貌显示,前者扭转后心部孔洞较大,撕裂棱明显,后者断口心部孔洞小而浅,韧窝呈剪切状,且无明显的撕裂棱存在。表明,充分退火后材料具有更优的扭转性能。     

一种单晶高温合金的冲击断裂机制研究

模拟了单晶叶片实心和空心结构,制备了单层壁和双层壁的单晶高温合金冲击试样,研究了在600℃、700℃、760℃、800℃、850℃、900℃下的冲击断裂机制。研究结果表明,不同温度单晶高温合金的冲击断裂机制均为类解理断裂,断口上存在解理台阶,滑移带,河流状花样等特征。在试验中温范围内,随着温度增加,冲击断口形貌无明显的变化。裂纹开始沿大解理面扩展,最后断裂区存在大量解理台阶。解理台阶与单晶高温合金中温疲劳断口上的台阶相似,但不同是随着裂纹的扩展,台阶的间距逐渐减小。不同温度冲击断裂试样组织分析表明,γ′相立方状形貌没有变化,靠近断口处存在大量的滑移带。     

超细晶Cu-Cr-Zr合金的高温拉伸性能及断裂机制

研究了2种变形处理方式下的超细晶Cu-Cr-Zr合金从室温到600℃的拉伸性能、断口微观组织特征及其断裂机制.结果表明:经4道次等径弯曲通道挤压(ECAP)+时效+4道次ECAP变形处理的合金(No.1试样)的抗拉强度随拉伸温度的升高而降低,室温时,合金抗拉强度为577.17 MPa,延伸率为14.6%;在300℃开始发生动态再结晶软化,抗拉强度迅速减小,到600℃时抗拉强度仅为59.12 MPa.经过8道次ECAP+时效变形处理的合金(No.2试样),室温抗拉强度为636.71 MPa,延伸率为12.1%;从400℃开始析出相对晶界的钉扎作用开始逐渐减弱,抗拉强度大幅降低,600℃时的抗拉强度为65.20 MPa.No.2试样比No.1试样具有更好的室温性能和热稳定性.2种方式处理下合金延伸率随拉伸温度的升高而升高,在高温下都表现出超塑性.高温拉伸断口微观形貌为大量密集、深入的韧窝,其高温断裂机制为微孔聚集的韧性断裂.     

退火工艺对深冷轧制AISI310S不锈钢组织和性能的影响

采用SEM、TEM及微拉伸试验等方法,对深冷轧制变形90%的AISI310S奥氏体不锈钢不同温度(500~1000℃)及时间(2~60 min)退火处理后的微观组织及性能进行了研究。结果表明:当退火温度在700℃以下时,深冷变形组织处于回复阶段;退火温度在700℃以上时,深冷变形组织处于再结晶阶段,随着退火温度升高至1000℃,再结晶程度充分完全的同时伴随着再结晶晶粒的长大,1000℃退火10 min条件下,奥氏体晶粒长大至3μm左右。在退火温度800℃下,随着退火时间从2 min增加到60 min,奥氏体不锈钢晶粒尺寸从300 nm增大至750 nm。退火温度从500℃增至1000℃,奥氏体不锈钢的强度和硬度呈现出先升高后下降的趋势,伸长率则一直呈增加趋势,断口形貌也由韧、脆性混合断裂向韧性断裂发生转变。     

退火工艺对深冷轧制AISI310S不锈钢组织和性能的影响北大核心CSCD

采用SEM、TEM及微拉伸试验等方法,对深冷轧制变形90%的AISI310S奥氏体不锈钢不同温度（500～1000℃）及时间（2～60 min）退火处理后的微观组织及性能进行了研究。结果表明：当退火温度在700℃以下时,深冷变形组织处于回复阶段;退火温度在700℃以上时,深冷变形组织处于再结晶阶段,随着退火温度升高至1000℃,再结晶程度充分完全的同时伴随着再结晶晶粒的长大,1000℃退火10 min条件下,奥氏体晶粒长大至3μm左右。在退火温度800℃下,随着退火时间从2 min增加到60 min,奥氏体不锈钢晶粒尺寸从300 nm增大至750 nm。退火温度从500℃增至1000℃,奥氏体不锈钢的强度和硬度呈现出先升高后下降的趋势,伸长率则一直呈增加趋势,断口形貌也由韧、脆性混合断裂向韧性断裂发生转变。     

冲击载荷下AZ31镁合金的断裂行为

采用霍普金森压杆技术对AZ31镁合金进行室温下应变速率为1 000~3 000s-1的高速冲击,利用光学显微镜和扫描电镜对断裂试样的微观组织和断口形貌进行分析。结果表明,随着应变速率的增加,材料的断裂趋势增加,材料主要表现为沿晶断裂和穿晶断裂的混合断裂方式,断口形貌具有典型的准解理断裂特征;孪晶和晶粒边界是裂纹扩展源,孪生和裂纹在变形过程中存在竞争关系。     

工业纯钛TA2的损伤特性与断口特征

利用分离式Hopkinson压杆冲击加载装置和帽形试样，在应变率ε=10^3s^-1加载条件下，研究工业纯钛TA2的损伤特性与断口特征。利用扫描电镜和透射电镜观察微观组织形貌和断口特征。结果表明，材料在断裂前经历了小应变条件下的均匀变形，中等应变范围内的对称均匀变形和大应变范围内的不对称不均匀变形。材料失稳符合热塑失稳基本特征，断口是以韧窝和韧性条纹为主要特征的韧性断裂。     

Mn18Cr18N钢的时效析出行为及对力学性能的影响

采用等温时效处理研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢在650~900℃温度区间的析出行为,并分析了析出物对力学性能的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对析出物数量、形貌和拉伸断口进行观察。结果表明:固溶态试样的显微组织是由单相奥氏体晶粒和少量退火孪晶组成。随着时效温度从650℃增加到900℃,750℃为Cr_2N的最敏感析出温度。析出物Cr_2N优先沿着晶界析出,随着时效时间的延长,析出物以不连续胞状方式向晶内生长。对固溶态试样和750℃时效处理试样进行室温拉伸测试,时效态试样的断裂模式从固溶态的韧窝状断口转变为脆性沿晶/穿晶断口。因此,为了避免热变形过程中Cr_2N的析出,应将温度严格控制在900℃以上。     

变形温度对316LN奥氏体不锈钢组织和性能的影响

以316LN奥氏体不锈钢为研究对象,分别在不同温度(室温和液氮)下对其进行轧制变形实验(变形量30%和90%),借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、微力拉伸试验机等对其变形过程中的微观组织演变与力学性能变化规律进行研究。结果表明:两种变形条件下316LN奥氏体不锈钢均可发生形变诱导马氏体转变,且马氏体体积分数随着变形量的增大而增加,同一变形量下深冷轧制态马氏体转变量显著高于室温冷轧态。深冷轧制比室温轧制更有效地加速马氏体转变,可使奥氏体组织完全转化成马氏体的同时将其细化至纳米级别。深冷轧制态下的强度和硬度均高于室温冷轧态,但其伸长率低于室温冷轧态,拉伸断口形貌从典型的韧性断裂向韧性和准解理混合型断裂转变。     

AZ61镁合金在不同挤压温度下的组织与力学性能

对变形镁合金AZ61铸态试样和不同温度下的挤压成形试样的微观组织结构、室温力学性能以及拉伸断口进行了研究.结果表明,360℃的热挤压温度不能成形试样,在370、385、400℃下进行热挤压可以得到外形完整、表面光洁的试样;随着挤压温度提高,AZ61挤压试样发生再结晶的晶粒数量显著增加,达到400℃时形成均匀细小的等轴晶组织;370、385、400℃下的挤压试样断口均表现为明显的塑性断裂特征,400℃时挤压试样的抗拉强度达到297.43 MPa,屈服强度达到221.42 MPa,伸长率为22.39%,具有较好的力学性能.     

AZ80镁合金的深冷处理

研究了深冷处理对AZ80镁合金组织及力学性能的影响,并用扫描电镜分析了挤压态、T4态和T4+深冷处理态试样的室温拉伸断口。试验结果表明,深冷处理能改善合金的显微组织,从而提高其力学性能。在本试验条件下,AZ80镁合金最佳深冷处理工艺为-180℃×2 h。挤压态试样室温拉伸断口为准解理断裂;T4处理后,断口形貌为具有一定塑性变形的准解理断裂;T4+深冷处理后,断口又呈现出以准解理为主的脆性断裂特征。     

304奥氏体不锈钢的同温拉伸行为和形变组织研究

利用金相显微镜、SEM、拉伸试验机研究铸态304奥氏体不锈钢在高温下的力学性能和变形组织特征.结果表明,随着温度的升高,304不锈钢的强度在300～950℃迅速下降,950～1250℃下降变缓;延伸率在950℃时达到最大,为86.28％;断面收缩率在950℃时最大,为94.45％.同时对304不锈钢高温拉伸试样断口进行了宏观和微观形貌观察,并探讨了断口形貌的成因及影响材料塑、韧性的因素.     

Zr-Sn-Nb合金焊接接头的应变疲劳特性

采用板材试样,研究了Zr-Sn-Nb合金焊接接头在室温和375℃温度下的应变疲劳行为并和光滑样品进行了比较.结果表明,焊接试样的疲劳寿命不足光滑试样的一半,无论是在室温还是375℃,纵向试样的疲劳性能明显优于横向试样;其循环塑性应变幅与疲劳寿命之间遵循Coffin-Manson关系;焊接接头在不同温度和应变条件系,表现出不同的循环变形特征.观察了焊接样品的形貌,分析了断口特征.     

热处理对9Ni钢组织和深冷韧性的影响

采用SEM,TEM,XRD等方法研究了9Ni钢经两相区热处理(QLT)和调质处理(QT)后的精细组织,奥氏体含量,深冷冲击韧性和断口。结果表明,QLT处理有利于生成奥氏体。两相区加热温度TL为660℃时,试验钢中奥氏体的体积分数为12.2%,-196℃下的夏比冲击吸收能量为148 J。经QT处理的试样含有较高的位错密度,且伴有碳化物析出,冲击韧性降低。断口分析表明,QLT处理试样为等轴韧窝断裂特征,而QT处理试样为河流状解理断裂特征。示波冲击试验表明,QLT试样失稳断裂时,产生大量塑性变形,断裂吸收能远大于QT处理试样。     

温度对热轧退火态TC4钛合金型材拉伸行为的影响

基于单向拉伸试验,研究了变形温度对TC4钛合金型材力学性能、微观组织和断口形貌的影响规律。结果表明:当拉伸速率1 mm/min时,随着温度的升高,TC4钛合金抗拉强度降低,由室温时的940 MPa降低至820℃时的183 MPa,降幅为80.5%。TC4钛合金的微观组织随温度的升高由魏氏组织向等轴组织转变,β相的体积分数从室温的15.4%增加到820℃的35.3%。试样的断裂方式由脆性断裂和韧性断裂的混合型断裂转变为韧窝聚合型延性断裂,最后变为韧性断裂。