热拉伸变形对AZ21B镁合金板材力学性能与组织的影响

沿着与板材轧制方向成不同角度的方向截取试样,研究不同拉伸温度下AZ21B镁合金板材的力学性能和组织。结果表明:与轧制方向成相同角度的AZ21B镁合金板材试样,其综合力学性能因温度的变化而不同,其抗拉强度随温度的升高而下降,伸长率随温度的升高而增大;同时由于轧制会使镁合金板材产生很强板织构,造成板材的力学性能各向异性,当温度在室温(25℃)、150℃、200℃、250℃时,与板材轧制方向成0°试样的抗拉强度最大,当温度在300℃、350℃时,与板材轧制方向成90°试样的抗拉强度最大;在室温至250℃拉伸变形时,出现少量的孪晶,而在250℃以上拉伸变形时发生完全动态回复和再结晶。室温下拉伸试样的断口表现为明显韧脆性断裂。     

强织构AZ31镁合金板材深低温轧制过程中微观组织演变及力学性能控制研究

取初始织构为c轴与板面法向垂直的强织构AZ31镁合金板材为初始样品,经液氮温度深低温轧制多道次至不同变形量,研究所得轧制板材的显微组织与织构演变,及其对轧制力学性能的影响。利用SEM、EBSD和XRD表征分析了轧制板材的显微组织和织构,应用准静态单轴拉伸实验分别测试了深低温轧制板材沿轧向(RD)和横向(TD)的室温力学性能。研究表明,{1012}拉伸孪晶是深低温轧制强织构AZ31镁合金板材中的主导孪晶类型,其对轧制板材的微观组织和织构影响较为显著。轧制变形后,大量的拉伸孪晶晶界不但对晶粒起到了分割碎化作用,并且由于孪晶对取向的剧烈改变,使得板材在轧制变形后c轴平行于ND的织构组分加强。深冷轧制板材的强度有所提高,但是延伸率却急剧下降,沿着RD方向的强度要高于TD方向的强度。     

析出相对AZ91镁合金热轧板组织及边裂行为的影响

采用光学显微镜(OM)、配有能谱(EDS)的场发射扫描电子显微镜(SEM)、室温拉伸试验等研究了析出相对AZ91镁合金在不同变形量和道次轧制后的微观组织、变形机制及边裂行为的影响。结果表明:对铸态AZ91镁合金而言,小压下量、多道次轧制可减少边部裂纹的产生,提高轧制成形能力;在轧制变形过程中,析出相由片层状向球状颗粒转变,且粒度更小,球状颗粒状第二相在轧制变形过程中可以通过促进孪晶细化和动态再结晶,从而有利于抑制裂纹的萌生;热轧后室温拉伸断口呈现较强的沿晶断裂特征,微裂纹主要分布在Mg/Mg_(17)Al_(12)相界面结合处及较粗大的第二相附近。在拉伸变形过程中,球状析出相颗粒可能成为微裂纹萌生的源头之一,微裂纹进一步扩展并形成宏观裂纹。     

AM50镁合金板材的拉伸过程介观应变分布与断裂研究

为了定量描述轧制AM50镁合金板材拉伸过程中在介观尺度上应变的不均匀性,沿AM50镁合金板材的轧制方向和横向取样进行拉伸应变测定。研究发现,沿轧制方向拉伸的镁合金板材应变分布较为均匀,沿横向拉伸的镁合金板材在拉伸试验进行到50s时就出现高应变分布集中现象,最大的等效应变达到0.1056。通过对应变分布的计算与分析,预测出试件开裂位置与裂纹的走向,并通过实验验证了预测的准确性。     

AZ31镁合金板材弯曲行为的研究

对AZ31镁合金轧制过后的中厚板进行弯曲行为研究,以探究温度对镁合金板材的弯曲的影响以及弯曲过程中镁合金板材组织变化。结果发现,弯曲断裂应力随温度升高而大幅下降,其主要原因是温度升高导致非基面滑移和孪生被激活使得板材的变形抗力下降。通过模拟弯曲过程得到镁板内侧主要受压应力,外侧主要受拉应力,实际卷取过程中断裂应变大于弯曲断裂应变。在100℃弯曲过程中镁板的拉伸区产生孪晶数量远少于压缩区,拉伸区再结晶晶粒占比为2.10%,变形晶粒占比高,大部分晶界为小角度晶界,位错密度大,（0001）极密度点在轧制接触面法向（ND）方向聚集,晶粒c轴取向向ND方向转动,导致拉伸区变形程度大、协调性差,更易发生断裂。     

AZ31镁合金板带轧制的边部裂纹特点及其演变

镁合金板带材在轧制过程中容易产生边裂等缺陷。对薄带材轧制,边裂不仅将增加切边、降低成材率,更不利的是边裂在后续轧制道次扩展,容易引起断带,造成连续轧制中断,破坏生产过程的连续性。结合AZ31镁合金薄板的轧制试验,跟踪记录,总结了轧制过程中产生的边裂的形态,分析了其特点;设计了预制裂纹的镁合金板材试件,通过轧制试验研究了不同宽度板材的裂纹、不同形状的裂纹和裂纹圆弧化处理后,在轧制过程中的扩展和演变规律,为抑制和控制边裂的产生与扩展,生产无边裂缺陷的镁合金薄板带材提供依据。     

不同轧制工艺参数条件下AZ31镁合金孪晶和织构的演变规律及其对力学性能的影响（英文）

为了考察轧制工艺参数对板材显微组织和力学性能的影响,通过不同温度和轧制变形量的热轧工艺得到具有不同晶粒尺寸、基面织构强度和孪晶类型的AZ31镁合金轧制板材。拉伸孪晶、压缩孪晶和双孪晶的体积分数与AZ31镁合金轧制板材的晶粒尺寸有关。当轧制温度为523 K、轧制变形量为10%时轧制得到的板材,三种类型孪晶的体积分数最高,此时晶粒尺寸最大。在轧制温度分别为523和473 K时,板材发生完全动态再结晶的临界变形量分别为30%和40%。拉伸实验结果表明:随着轧制变形量的增加,在第一阶段,轧制后板材屈服强度的提高主要依赖于晶粒细化强化和织构强化;当晶粒尺寸随变形量的增加不再发生明显的细化时,板材的屈服强度主要受织构弱化的影响。     

AZ31镁合金板材纵波轧制形变规律及边部损伤分析

纵波轧制+平辊轧制(LFR)是一种减轻镁合金轧制边裂的新型轧制工艺,通过一道次纵波轧制+二道次平轧,可有效减少镁合金板材边裂。为了进一步明晰LFR变形规律,本文通过对比AZ31镁合金板材纵波轧制+平轧(LFR)及平轧+平轧(FFR)热-力耦合有限元虚拟轧制对比和物理实验,分析了纵波轧制变形区金属变形规律及其对板材边部损伤的影响。结果表明：纵波轧制形成了异形搓轧区,板材各部位受到较大的三向剪切作用;急速金属流动产生的塑性变形热避免了板材边部温降,有利于提升塑性;剪切及温度影响促使LFR板材形成混晶组织,降低了波谷部位损伤,进而有效抑制了镁合金板材边裂的产生及发展。     

Mg-6.42Al-3.22Sn镁合金轧制后的显微组织与力学性能

为了改善镁合金单道次大压下量轧制变形能力，提高轧制效率，采用扫描电镜和拉伸试验机等手段研究了不同变形量下单衬板轧制和双衬板轧制Mg-6.42Al-3.22Sn镁合金的显微组织和力学性能变化。结果表明，单衬板轧制镁合金试样的下表面裂纹状态优于上表面，轧制温度为400℃时镁合金试样上下表面未见裂纹，而双衬板轧制镁合金在轧制温度为350℃及以上时都未见明显裂纹。单衬板轧制和双衬板轧制镁合金试样的平均晶粒尺寸和第二相颗粒尺寸都随着变形量增加而减小。在相同变形量下，单衬板轧制和双衬板轧制镁合金的屈服强度和抗拉强度相当，且双衬板轧制镁合金的断后伸长率和应变硬化指数高于后者，更有利于后续加工变形，这主要与双衬板轧制有助于将镁合金试样上下表面的剪切应变转变为压应变，更有利于抑制裂纹扩展和具有更高的抵抗均匀塑性变形的能力有关。     

轧制温度对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

以多向锻造AZ31镁合金为板坯进行高应变速率轧制成形,研究轧制温度对板材组织与力学性能的影响。结果表明：镁合金高应变速率轧制成形前期,孪生作用增强,形成大量的■拉伸孪生和■二次孪生;变形后期,由于孪生诱发动态再结晶的作用,合金晶粒组织明显细化。在压下量为80%的高应变速率轧制下,轧制温度为250～400℃时,轧制板材组织均发生了完全再结晶,平均晶粒尺寸随着轧制温度的升高从6.97μm增加至8.13μm,但由于轧制板坯的初始晶粒尺寸较小,晶粒尺寸随着轧制温度的升高变化较小;轧制板材的抗拉强度和伸长率均高于315 MPa和25%,表明高应变速率轧制工艺可以在较宽的温度区间内制备力学性能稳定的镁合金板材。     

Al-Cu-Mg-Sc合金组织与性能的各向异性

采用显微组织分析、室温拉伸性能测试、XRD分析等方法研究了不同状态Al-Cu-Mg-Sc合金板材在不同取向条件下的显微组织和力学性能。研究结果表明:终轧态及终时效态合金板材在与轧制方向呈0°方向上的强度均比30°、45°、60°和90°方向上的强度高,且伸长率也高。终时效态合金板材的各向异性指数I_PA值较终轧态的小,性能较为均匀,RD方向(0°)的R_m、R_p0.2和A分别为622.85 MPa、529.38 MPa和13.33 %,综合性能最优。两种状态下第二相析出情况的差异影响合金板材平面各向异性。Schmid因子分析表明,终轧态含有(110)[111]和(001)[310]织构组分,而终时效态含有(110)[111]、(001)[310]和(011)[100]织构组分。     

轧制温度对AZ31镁合金轧制板材中的{1011}-{1012}双孪生行为的影响

在150-350℃温区内不同温度下轧制AZ31镁合金板,观察了不同温度下轧制变形量为9%的AZ31镁合金板材的显微组织,研究分析了轧制温度对轧制板材中{1011}-{1012}双孪晶的含量、类型以及高温轧制过程中双孪晶中的动态再结晶行为的影响,讨论了板材中的孪晶对其力学性能的影响.研究结果表明:在150-300℃温区内轧制时,板材组织中均有含量不等的{1011}-{1012}双孪晶,随着轧制温度的升高,孪晶含量下降.250℃以上轧制的板材中单片一次孪晶中出现的双孪晶类型较为单一,仅出现共面型双孪晶.在250℃以上轧制板材中的双孪晶晶界处中可以观察到明显的动态再结晶现象,这些动态再结晶晶粒对孪晶界和孪晶起到消除和吞噬的作用.350℃下轧制的AZ31镁合金板材中未观察到{1011}-{1012}双孪晶.随着轧制温度的升高,镁合金轧制板材的强度减弱而塑性增强.     

Microstructure and mechanical properties of a basal textured AZ31 magnesium alloy cryorolled at liquid-nitrogen temperature

A strongly basal textured AZ31 magnesium alloy were cryorolled at liquid-nitrogen temperature at various strains. The microstructure and texture of the rolled sheets have been investigated using electron backscatter diffraction (EBSD) and X-ray diffraction. The microstructural and textural evolutions of the AZ31 magnesium alloy during cryorolling have been discussed. A lot of twins were observed in the rolled sheets. The influence of strain on the twin types and variant selection during cryorolling for the magnesium alloy has been discussed quantitatively based on the orientation data collected using EBSD. The influence of the twins on the microstructural and textural evolutions for the AZ31 magnesium alloy during cryorolling has also been discussed. The mechanical properties of the cryorolled sheets were tested by uniaxial tensile tests at the ambient temperature with a strain rate 10^-3s^-1 in the tensile direction respectively along the rolling and transverse directions of the rolled sheets. The relationships between the mechanical properties and microstructure of the cryorolled sheets have been discussed in the present work. The active twinning during rolling at that cryogenic temperature has been found to play an important role in influencing the microstructure, texture, as well as the mechanical properties of the AZ31 magnesium alloy.     

AZ31B镁合金热拉伸流变应力研究

针对不同加工方法制备的AZ31B镁合金薄板,利用热拉伸试验机和金相显微镜对其在不同温度和变形速率下的流变应力进行了实验研究。结果表明,变形温度和变形速率对热拉伸时镁合金的流变应力有显著影响,峰值流变应力随应变速率的降低和变形温度的升高而降低。峰值流变应力随板材的厚度增加而发生变化,低温时厚度效应较为明显。退火处理对冷轧板的峰值流变应力影响较小,冷轧板可直接用于热加工成形。峰值流变应力变化规律:挤压板>热轧板>冷轧板。     

AZ31镁合金挤压板材的中温变形机理及软化机制(英文)

研究AZ31镁合金挤压板材在473～523K的温度范围内。应变速率0.001～1.0s-1压缩时的流变应力行为,计算板材沿挤压方向压缩时的激活能,并结合光学显微镜和透射电子显微镜探讨合金软化机制和变形机理之间的联系。结果表明,在中温下沿挤压方向压缩时,AZ31挤压态镁合金的变形激活能为174.18kJ/mol。这说明,由热激活位错交滑移所控制的动态再结晶是合金中温变形的主要软化机制。位错滑移是中温变形的主要变形机理,而孪生的作用则不大。其主要的动态再结晶机制为持续动态再结晶,并伴随少量的孪生动态再结晶。     

Effect of rolling temperature on microstructure and texture of twin roll cast ZK60 magnesium alloy

Twin roll cast ZK60 alloy strip/sheet with final thickness of 0.5 mm was prepared,and effect of rolling temperature on microstructure and texture development was investigated using OM and XRD technique,microstructure and texture were measured on specimens subjected to rolling experiment at different rolling temperature,and macrotexture was also evaluated by X-ray diffraction method.In addition,the(1 010)and(0002) pole figures were measured,and the tensile test was performed to reveal the influence of rolling temperature on mechanical properties.The results show that the microstructure of ZK60 alloy sheet consisted of fibrous structure with elongated grains,and shear bands along the rolling direction after warm rolling.Dynamic recrystallization could be found during the warm rolling process at rolling temperature 350 °C and above.And many fine recrystallized grain could be observed in the shear bands area.It is a little difficult to see the recrystallized grain in the sheet warm rolled at 300 °C because of higher density of shear bands.The warm rolled ZK60 alloy sheet exhibited strong(0002) pole texture,the intensity of(0002) pole figure decreases with the increasing of rolling temperature and the basal pole tilted slightly to the transverse direction after warm rolling.     

Effects of Pack Rolling Temperature on Microstructure and Mechanical Properties of Powder Metallurgical Ti-45Al-7Nb-0.3W Alloy

Powder metallurgical Ti-45Al-7Nb-0.3W (at.%) alloys were pack rolled at temperatures of 1240°C, 1255°C, 1270°C, and 1285°C. The microstructures were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy. The tensile properties were tested at room temperature and 800°C. After rolling, the sheets exhibited duplex microstructures with refined grains. The tensile test results showed the sheet rolled at 1270°C displayed excellent room temperature tensile properties with an ultimate tensile strength (UTS) of 782 MPa and an elongation of 1.95%. When tested at 800°C, all sheets showed UTS of over 600 MPa and elongations of around 50%. The dislocation movements and mechanical twinning played important roles at the initial stage of rolling deformation. However, during the subsequent deformation process, the deformation mechanism should mainly be the result of dynamic recrystallization.     

2198铝锂合金的熔炼、轧制和热处理

铝锂合金具有高比强度和高比模量等优点,广泛应用于航空领域。本文系统研究了2198铝锂合金的制造工艺,成功制备了性能优越的板材,为其工业生产提供了理论依据。采用真空感应熔炼法制备了2198铝锂合金铸锭,均匀化处理后,利用多道次热轧将铸锭轧制为板材,经过固溶、淬火、预变形、自然时效和人工时效处理,板材沿轧制方向的抗拉强度高达486MPa。人工时效过程中析出的T1时效相（Al2CuLi）,不仅能明显提高板材强度,而且有利于弱化其各向异性。     

大变形冷轧Fe-6.5%（质量）Si高硅钢薄板组织性能的研究

Fe-6.5%（质量）Si合金具有优异的软磁性能,有着良好的发展前景。但由于该合金中有序相的出现,人们难以用普通轧制的方法得到该合金的薄板。本文利用热轧,温轧,冷轧方法,结合相关的热处理手段,得到该合金0.05 mm薄板。通过在不同温度下热处理,利用光学显微镜,扫描电镜,X射线仪,拉伸机,显微硬度仪,研究该薄板组织结构和力学性能的变化。利用磁滞回线仪研究薄板热处理前后直流磁性能的变化。通过研究发现,0.05mm轧态薄板具有一定的塑性,断裂强度高达1.93 GPa。热处理使薄板硬度降低,塑性降低,特别是在650℃以上,材料发生了再结晶后,变化尤为明显。究其原因是有序相B2向DO3的转变及〈001〉面织构的消失。     

Microstructure evolution leading to high strains during high temperature deformation of a Ti–Al intermetallic

The high strains achieved during high temperature deformation of a Ti–Al rolled sheet have been evaluated by following the microstructural evolution of tensile samples tested along the transverse and rolling directions. Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) observations have confirmed that in both types of samples extensive twinning activity occurs during deformation at temperatures of 700 and 800°C but not at 900°C. Microstructural refinement occurs by subdivision of the grains either by the twin interfaces or by subgrain formation followed by recovery/recrystallization processes. The lower strains achieved in the samples deformed along the transverse direction are a result of a more inhomogeneous microstructure due to the different deformation mechanisms involved, that include activation of superdislocations at high strains.