热轧工艺对Fe-36Ni合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、硬度测试和拉伸试验等研究了多道次热轧工艺对微合金化Fe-36Ni因瓦合金的微观组织、力学性能及热膨胀性能的影响。结果表明:Mo-Ti-Nb微合金化Fe-36Ni合金经轧制后的组织为单相奥氏体组织,且析出相数量较少;当终轧温度为850℃及采用较小的道次压下率轧制后,合金中出现了形变带,且保留了一定比例的形变奥氏体晶粒;而采用终轧温度为1050℃及较大道次压下率轧制后,形变带消失,奥氏体晶粒再结晶程度提高,晶粒尺寸更均匀;在两种轧制工艺下,合金的抗拉强度均达到约630 MPa,但较低终轧温度及较小道次压下率能使合金的屈服强度提高约45 MPa,小尺寸再结晶奥氏体晶粒的细晶强化及形变奥氏体晶粒中的亚晶强化是合金屈服强度提高的原因。采用多元合金化,轧制态因瓦合金的热膨胀性能可达到同类合金在热处理态下的水平,较低的终轧温度和道次压下率,能够降低轧态合金的晶界总量,增强织构强度,从而获得更低的热膨胀系数。     

半固态等温处理Mg-Zn-Y合金微观组织演变

研究了挤压Mg-2Zn-x Y(x=0.5,1,2,at%)合金在半固态等温处理过程中的微观组织演变规律。结果表明:3种Mg-2Zn-x Y合金中,挤压Mg-2Zn-1Y合金中α-Mg基体晶粒尺寸最小,挤压Mg-2Zn-2Y合金中出现了大量的孪晶;当半固态等温时间为10 min时,随着等温温度的升高,Mg-2Zn-x Y合金中α-Mg固相晶粒均逐渐趋于球化,且α-Mg固相颗粒逐渐分离,晶界处的液相和晶内液池体积分数均明显增加;随着580℃等温时间的延长(≤30 min),Mg-2Zn-0.5Y合金微观组织演变以Ostwald熟化机制为主,而Mg-2Zn-1Y和Mg-2Zn-2Y合金微观组织演变过程中Ostwald熟化机制和固相颗粒熔化机制同时起主导作用。     

控制轧制低碳钢晶粒细化的定量金相研究

本文用定量金相法研究了第一道轧制(初轧)压下率及终轧温度对轧后奥氏体晶粒平均直径及铁素体晶粒平均直径的影响。结果表明,轧后奥氏体晶粒平均直径随第一道轧制压下率增加而减小,随终轧温度降低而增大;轧后铁素体晶粒平均直径随第一道轧制压下率增加和终轧温度降低而减小。在820℃(A_(r3)附近)终轧时,轧后铁素体晶粒最细小;略低于A_(r3)终轧会引起铁素体晶粒粗化。     

汽车用Mg-6Zn-0.55Zr合金的轧制工艺研究

对挤压态Mg-6Zn-0.55Zr合金进行了轧制试验,并采用光学显微镜、万能试验机研究了轧制及轧制后退火对挤压态Mg-6Zn-0.55Zr合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:挤压态合金经轧制温度320℃,道次压下率为60%、30%、10%的3道次轧制,板材边缘无裂纹产生,表面质量良好。轧制态合金的晶粒内有大量孪晶与位错,经240℃×1 h退火后,合金完全静态再结晶,等轴晶粒较为细小、均匀,合金的抗拉强度和伸长率分别达到316 MPa和29.6%,综合力学性能最佳。     

热轧Mg-1Zn和Mg-1Y合金退火组织演变及静态再结晶行为

对比研究了高温轧制制备的Mg-1.02Zn及Mg-0.76Y(质量分数,%)合金在不同温度退火条件下的组织演变及静态再结晶和晶粒长大动力学行为.结果表明,Mg-1Zn合金的轧制组织以剪切带和孪晶为主,在剪切带和孪晶内伴随着动态再结晶;而Mg-1Y合金的轧制组织中只有孪晶,未观察到剪切带和再结晶发生.退火过程中,Mg-1Zn合金静态再结晶过程主要受控于形核过程,而Mg-1Y合金则既受控于形核过程又受控于长大过程.利用经典的JMAK模型和长大模型分别描述了2种合金热轧制后的静态再结晶和晶粒长大动力学过程,结果表明,静态再结晶过程的Avrami因子n值与理想预测值偏离可能来自于再结晶的不均匀形核.固溶稀土Y原子比Zn原子对晶界移动的拖曳作用更强,导致Mg-1Y合金比Mg-1Zn合金晶粒长大因子n’更高.     

Y对常规凝固Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

采用常规凝固技术制备了Mg-45Zn-xY(x=1.0,4.0,5.5,8.0,质量分数,%)合金。利用SEM、EDS、OM、TEM、XRD、DSC和硬度测试技术研究了Y对Mg-45Zn-xY系合金组织及性能的影响,同时对准晶相(I-phase)的形成机制进行了分析。结果表明:合金组织主要由α-Mg颗粒或枝晶、花瓣状的Mg3Zn6Y准晶相、层片状的(I-phase+α-Mg)共晶组织以及Mg7Zn3相组成;准晶相形貌、含量及分布与Y含量密切相关,随着Y含量的增加,花瓣状准晶相含量逐渐增加,当Y含量为5.5%时,花瓣状准晶相含量最多,合金的硬度达到最大值,HB为1557 MPa,当Y含量为8.0%时,合金中的花瓣状准晶相消失;准晶以层片状共晶组织和花瓣状形式存在,花瓣状的特殊形貌是正二十面体沿五次轴方向生长的结果。     

Nd对铸态及轧制态Mg-Zn-Y合金组织及性能的影响

在Mg-3.5Zn-0.6Y合金中添加不同含量(0、0.4%、0.8%、1.2%)的稀土元素Nd,研究其对Mg-3.5Zn-0.6Y合金铸态及轧制态显微组织与力学性能的影响。结果表明,添加0.4%、0.8%的Nd的合金晶粒较细小,呈等轴晶,并且含有Mg41Nd5和Mg24Y5相。镁合金在热轧时第二相被破碎,晶粒变得更加细小。铸态合金经400℃×12h扩散退火,轧制态合金经400℃×0.5h退火后抗拉强度及伸长率最大,分别为234MPa、14.6%和265MPa、11.7%。     

热轧工艺对V-N微合金化Q420B大规格角钢组织转变的影响

利用热模拟试验机、扫描电镜研究了热轧工艺参数对V-N微合金化Q420B大规格角钢组织转变的影响规律。结果表明,加热温度由1150℃升高到1300℃时,铁素体平均晶粒尺寸由8.95μm长大到11.64μm,铁素体晶粒粗化了30.1%。开轧温度由950℃升高到1150℃时,铁素体平均晶粒尺寸由5.90μm长大到7.72μm,铁素体晶粒粗化了30.8%。终轧温度由760℃升高到910℃时,铁素体平均晶粒尺寸由5.15μm长大到7.72μm,铁素体晶粒粗化了49.9%。精轧累积压下率由20%升高到50%时,铁素体平均晶粒尺寸由7.91μm细化到4.94μm,铁素体晶粒细化了37.6%。     

冷轧及退火处理对轴承合金AlSn25CuMn微观组织的影响

研究了冷轧及退火处理对轴承合金AlSn25CuMn微观组织的影响。结果表明:合金板在压下50%时,晶粒已明显被拉长;在压下75.4%时,晶粒被拉长为纤维状,Sn在沿轧制方向形成了带状组织;在压下85.4%时,组织中较大的晶粒被压碎,变为不规则的长条状。退火处理后,轧制变形的晶粒发生再结晶,变为细小的等轴晶;在300℃退火2h后,有Sn析出,出现了"锡汗"现象。     

挤压Mg-6xZn-xY合金微观组织与力学性能

定量研究了大挤压比(81:1)条件下Mg-6xZn-xY合金的微观组织和力学性能。结果表明:随着Zn、Y含量的增加,准晶相含量逐渐增加,α-Mg基体平均晶粒尺寸先减小后增大,Mg-6Zn-1Y合金中的α-Mg平均晶粒尺寸最小为2.9μm,且尺寸分布最均匀,其标准差也达到最小,为0.77μm。随着Zn、Y含量的增加,Mg-Zn-Y合金的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,延伸率逐渐降低。相比于α-Mg基体晶粒细化,细小准晶相含量的增加对提高Mg-6xZn-xY合金强度的作用更明显。     

挤压变形态Mg-5Li-3Al-2Zn-xY合金的显微组织和力学性能

利用OM,XRD,SEM等方法研究Mg-5Li-3Al-2Zn-xY合金经过挤压后的显微组织和力学性能。结果表明:合金在挤压过程中发生了动态再结晶,出现了大量等轴晶,晶粒明显细化;合金中AlLi相被挤碎,并呈现出沿着挤压方向分布;当Y含量增加到2.0%(质量分数)后,AlLi相消失;挤压后合金的抗拉强度最高为326.3MPa。细晶强化和第二相强化是提高合金抗拉强度的2个主要因素,Al2Y含量,尺寸及分布决定着第二相强化作用的强弱。     

稀土Y对铜模快冷Mg-6Al合金组织及力学性能的影响

采用铜模喷铸与真空感应熔炼相结合,研究了Y含量(质量分数)对快冷Mg-6Al合金非平衡凝固组织及力学压缩性能的影响。通过稀土相结构及形貌分析对合金晶粒细化规律进行阐述。结果表明:铜模喷铸Mg-6Al合金组织显著细化,平均晶粒尺寸由铸态时的200μm降低到24.5μm,同时初生α-Mg相形貌从粗大不规则花瓣状向细小等轴枝晶转变。随Y含量增加,快冷Mg-6Al合金组织出现先细化后粗化趋势,其中添加1%Y时合金中形成方块状或棒状Mg_(24)Y_5相,能够促进异质形核,细化效果最佳,平均晶粒尺寸仅13μm,相应压缩强度高达404 MPa。当Y含量过多时,快冷Mg-6Al-1.25Y合金中Mg_(24)Y_5相易发生团聚,从而弱化组织细化效果。     

超低碳钢热轧盘条表面环形粗晶组织及控制措施

重点对超低碳钢热轧盘条表面产生环形粗晶组织的原因进行了分析。环形粗晶组织的深度达到1 000μm左右,晶粒尺寸达到60~80μm,均匀分布于盘条表层,不存在特定取向晶粒异常长大的特点。通过退火模拟实验分析发现,超低碳钢热轧盘条表面环形粗晶组织具有一定的遗传性,会严重恶化材料的塑性加工性能。经理论分析和工艺试验验证,超低碳钢热轧盘条表面环形粗晶的产生原因主要是预精轧后水冷强度过大,温度没有充分恢复,盘条表面温度低于动态相变温度,在盘条表层的晶粒内部储存有大量的能量,这些能量促进铁素体相变的发生和特定取向的晶粒长大与扩张,最终形成粗晶组织。通过调整预精轧水冷工艺,将超低碳钢热轧盘条进入精轧的温度稳定控制在920℃以上,能够明显降低表面环形粗晶组织的发生。     

汽车用AZ31镁合金板材轧制工艺研究

采用光学显微镜(OM)、硬度测试等手段研究了轧制温度和压下率对AZ31镁合金铸轧板材显微组织和硬度的影响。结果表明:轧制温度350℃和总压下率72%轧制的AZ31镁合金试样组织中有大量孪晶出现,细小的再结晶晶粒分布在孪晶内部和α相晶界处,将大尺寸晶粒分割成较小晶粒,未发生再结晶的晶粒明显发生扭曲变形,组织得到明显细化。在350～410℃,随着轧制温度的升高,AZ31镁合金试样平均晶粒尺寸逐渐增大,试样硬度逐渐降低。轧制温度350、380、410℃,总压下率72%时,试样的硬度分别为86.6、84.7、79.5HV。     

加热条件对含镁共晶Al-Si合金半连续铸锭热轧的影响

采用光学和激光共聚焦显微镜及扫描电镜等组织分析手段,研究了热轧前加热条件对Al-12.7Si-0.7Mg-0.2Fe合金半连续铸锭多道次热轧裂边行为的影响及其组织演变。结果表明,Al-12.7Si-0.7Mg-0.2Fe合金半连续铸锭的热轧变形能力是受加热过程共晶硅相颗粒化和粗化控制的。当加热温度低于480℃时,由于温度较低,合金中珊瑚状共晶硅相断裂、颗粒化和粗化速度较慢,其热轧变形能力较差,提高加热温度明显提高热轧变形能力;当加热温度不低于480℃时,加热初期,合金中共晶硅相断裂、颗粒化和粗化速度较快,合金较快获得较高热轧变形能力,合金铸锭热透后可获得78%总压下率而不发生裂边的热轧效果,组织中α-Al枝晶干基本碎化,Si相已均匀分布在合金基体中。长棒状Si相在轧制过程将继续碎化,具有不同形态Si相组织的Al-12.7Si-0.7Mg-0.2Fe合金经轧制变形后,其Si相形态基本相似,但热轧抗裂边的能力明显不同。     

楔横轧不同变形阶段的微观组织演变分析

运用三维刚塑性有限元DEFORM-3D软件对GH4169合金零件的楔横轧成形进行变形、传热、微观组织演变的耦合数值模拟,揭示轧件在楔横轧成形过程中各个变形阶段(楔入段、展宽段和精整段)微观组织的演变规律,分析轧件平均晶粒尺寸在不同变形阶段变化的具体原因。结果表明,楔横轧成形GH4169合金轧件时,虽然温度低、应变率高,但楔横轧特有的大变形仍能使动态再结晶发生并完成,从而得到细小均匀的晶粒组织;轧件晶粒的细化程度随断面收缩率的增大而增大;轧件在高温下主要发生晶粒长大,因此减小精整段的长度以及缩短进入下道工序的时间,可以避免粗晶的产生,提高成形件的综合力学性能。     

轧制工艺对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr铸态合金经525℃、16 h均匀化退火后,在500℃轧制成总变形量为84%的板材,轧制后在200℃进行时效处理。观察合金的微观组织变化,并测试合金的力学性能。结果表明:轧制变形明显细化了晶粒尺寸,轧制后组织中存在方块相和长条状相;轧制初期组织中存在大量孪晶,孪晶能很好地协调塑性变形,并诱发了孪生动态再结晶;随着轧制变形量的增大,孪晶数量减少,再结晶方式以晶界弓出形核为主。轧制T5态合金具有优异的高温力学性能,200、250、300和350℃时抗拉强度分别为392、381、251和112 MPa,350℃拉伸时伸长率达到107.0%。     

Mg-5Al-1Sr-2Ca-xY合金组织及力学性能

制备了不同Y含量的Mg-5Al-1Sr-2Ca-xY(x=0,1,2,5)合金试样,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、材料试验机等观察测试合金的微观组织和力学性能。结果表明,未添加Y时,合金晶粒大小不均匀,且多呈柱状,晶内有较多的点状化合物;Y含量1%时,晶粒细化、球化且大小较均匀;Y含量2%时,晶粒趋于柱状;Y含量5%时,晶粒形状不规则、大小极不均匀。随Y含量的增加,室温和高温力学性能呈先升后降趋势,最高点为Y含量1%,其室温和高温抗拉强度分别较无Y合金提高了约33.8%和25.4%。     

退火对LA141镁-锂合金板材显微组织与力学性能的影响

采用真空感应熔炼方法制备了LA141(Mg-14Li-1Al)超轻镁-锂合金,并通过挤压和轧制变形制备了0.8 mm厚的板材,轧制压下率达到90%以上。对轧制板材进行了两种工艺退火,通过OM、XRD、SEM等手段观察热处理前后轧板的显微组织,通过拉伸试验和硬度测试测定退火前后的力学性能。结果表明,温轧的方法有利于制备出宽幅薄板,且成品率较高;温轧LA141镁-锂合金薄板材具有较高的塑性;退火后,细晶强化作用和析出强化作用使合金的强度增加,但伸长率有所下降;225℃2 h退火后,合金具有较好的综合性能。     

控轧工艺对无微合金低锰高强度钢筋晶粒细化的影响

利用高线控轧控冷技术轧制无微合金低锰细晶高强度钢筋,轧制温度区间为部分奥氏体未结晶区,阐述了在控轧过程中加热温度与水冷控制对晶粒尺寸的影响。通过抽样检测,表明控制加热温度在995℃左右,进精轧机温度800℃左右,得到的无微合金低锰钢筋的晶粒尺寸已接近超细晶微合金化高强度钢筋的极值范围(5~10μm)。