预变形对Al-3.7Cu-1.6Mg合金断裂韧性的影响

对固溶–淬火处理后的Al-3.7Cu-1.6Mg合金板材进行变形量分别为0、5%和10%的预拉伸处理,然后置于空气中进行自然时效,研究预变形对Al-3.7Cu-1.6Mg合金自然时效态的硬度、室温拉伸性能和断裂韧性的影响,利用扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)观察合金的显微组织及断口形貌,研究其断裂机理。结果表明:该合金在淬火后引入预拉伸变形,可显著提高其自然时效态的硬度和屈服强度,同时抑制GPB区的形成,降低时效析出速率,并使峰时效时间延长;随预变形量从0增加至10%,Al-3.7Cu-1.6Mg合金的断裂韧性降低,这主要是预变形增加了基体内的位错密度,位错切割细小的GPB区粒子,大量滑移被抵消,造成变形过程中局部应力集中,从而形成微裂纹;由断口分析可知该合金的断裂类型为穿晶韧窝型断裂,且随预变形程度增大,韧窝直径和深度均增大。     

退火温度对Zr-4合金异径管材力学性能影响研究

研究退火温度对Zr-4合金异径管材不同变形量(50%和一次退火后再变形量为18%)的室温和高温力学性能的影响,并采用光学显微镜观察了变形量为50%和一次退火后再变形量为18%,退火制度为523℃/3.5h的金相组织。结果表明:变形量为50%的Zr-4合金异径管材的室温力学性能取决于一次退火温度;而一次退火后再变形量为18%的管段,其室温力学性能取决于二次退火温度。变形量为50%和一次退火后再变形量为18%的Zr-4合金异径管材的一次退火制度为540℃/3.5h时,其高温延伸率最大。经两次523℃/3.5h的退火处理,变形量为50%的管段,其金相组织为典型等轴状的完全再结晶形貌;经一次523℃/3.5h的退火处理后,再变形量为18%的管段,其金相组织形貌相对模糊和混乱,且晶粒中依然存在较强的方向性,典型形貌为消应力态。     

脉冲电流处理对拉伸过程中纯铜位错组态的影响

通过对退火后的纯铜样品在拉伸过程中施加不同强度的脉冲电流,比较纯铜在不同应变速率下的微观结构的演变,借助透射电子显微镜系统观察不同条件下位错组态的演变.研究结果表明脉冲电流处理后纯铜试样的强度和塑性均降低,透射电镜观察分析发现拉伸过程中施加电流仅是引起位错的增殖和攀移,并没有观察到大量位错的湮灭;拉伸过程中位错的交互作用和交滑移形成大量胞状结构和高密度平面扩展界面.     

预拉伸变形对Al-Cu-Mg合金腐蚀性能的影响

采用表面腐蚀、慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究预拉伸变形对Al-Cu-Mg合金腐蚀性能的影响。利用扫描电镜观察分析Al-Cu-Mg合金断口形貌及结构。结果表明,预拉伸变形可显著提高合金位错密度,为H原子的扩散提供更多的通道,因此,在相同腐蚀时间下,3.5%NaCl溶液中T8态Al-Cu-Mg合金的腐蚀速率高于T6态。此外,预拉伸变形可显著增加S相弥散度,使得S相两侧的无沉淀析出带变窄,有效降低了晶界和晶内的电位差,从而降低晶界沉淀相的溶解速度,因此,在同一热处理状态下,Al-Cu-Mg合金在饱和H2S溶液中的应力腐蚀开裂敏感性高于干燥空气中的腐蚀开裂敏感性。同一应变速率下,T8态Al-Cu-Mg合金具有比T6态更好的抗应力腐蚀性能,表明预拉伸变形处理可显著提高合金的抗应力腐蚀性能。     

退火对V-4Cr-4Ti合金微观组织结构的影响

为了解高温退火前后V-4%Cr-4%Ti(记为V-4Cr-4Ti,下同)合金微观组织结构的变化,将合金在1000～1400℃,1×10-2Pa条件下退火不同时间(1h或3h)后,利用透射电子显微镜(TEM)分析了退火前后合金中位错、层错及孪晶的形态。分析结果表明,铸态合金中含有少量的层错和孪晶,但位错密度较高。高温退火后合金中的位错密度降低,层错、扩展位错的密度增加。孪晶密度随退火温度和退火时间的增加而增加。1200℃退火合金中的层错呈现规则的平行排列,层错使得基体衍射点发生分裂;孪晶的孪生面为钒的{211}晶面。在1300℃/3h退火合金中观察到了由大量微孪晶和位错组成的类"马氏体"结构。     

加工工艺对TC8钛合金组织和拉伸性能的影响

测试了TC8合金在不同轧制温度和热处理工艺下的室温及500℃下的拉伸性能,观察了合金的显微组织。结果表明,合金的拉伸性能主要与轧制的变形量和热处理的冷却速度有关,空冷可以获得较佳的强度与塑性的结合;变形量越大,所获的合金室温拉伸性能越高,而变形量在70％以上可以获得较好的高温（500℃）拉伸性能。     

加工方式对铪棒组织性能及断口形貌的影响

实验采用热轧和热轧加冷旋锻两种加工方式分别将铪棒加工至Φ13.3mm,并将两种状态的试样在740℃下保温1小时进行真空退火处理,对比研究了两种加工方式下铪棒显微组织、室温拉伸性能、高温拉伸性能、断口形貌。结果表明,在相同加工率的条件下,未退火状态下的热轧加冷旋锻样品的室温及高温抗拉强度、屈服强度明显大于热轧样品,断口韧窝比热轧态尺寸大、密度小,两种状态经过740℃真空退火后,热轧加冷旋锻态的室温及高温抗拉强度、屈服强度略高,屈强比明显大于热轧态,断口韧窝大小、密度接近。因此,对铪棒增加一定程度的冷加工量,有利于后期得到更优异的拉伸性能。     

轧制变形量对Ti-45Al-7Nb-0.3W合金组织与性能的影响

利用X衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、室温拉伸试验等手段,研究粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W(原子分数,%)合金包套轧制过程中的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:热等静压法态的Ti-45Al-7Nb-0.3W合金组织为近γ组织,主要由块状的γ相组成,同时包括少量的α2相及极少量的B2相。轧制后Ti Al合金板材为双态组织,B2相消失。随轧制变形量增加,合金板材强度增加,变形量为40%时,板材抗拉强度最大,达到955 MPa。继续增加变形量合金板材的力学性能有所降低。当变形量较小时,合金的塑性变形主要通过位错滑移和攀移来实现。随变形量增加,孪生和动态再结晶机制发挥作用。     

CoCrNiAl0.1Si0.1中熵合金动态力学响应及其变形机制研究

通过真空电弧熔炼炉制备了CoCrNiAl_0.1Si_0.1中熵合金(MEAs)，采用INSTRON拉伸试验机和霍普金森拉杆(SHTB)进行了准静态和动态拉伸实验。力学测试结果表明随着应变速率的提高，合金的屈服强度和塑性明显提高，表现出显著的正应变速率强化效应，并且在高应变速率时具有很强的应变率敏感性，这归因于热激活位错机制和粘性阻尼机制的作用。利用X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)对变形前后试样的晶体结构和微观组织进行分析，结果显示，合金在变形前为单相面心立方(fcc)结构，具有随机取向的完全再结晶显微组织。变形后的试样具有强烈<111>织构择优取向，并产生高密度位错和大量变形孪晶，动态加载下具更加致密的孪晶分布。变形孪晶起到诱导塑性，提供强的加工硬化的能力，这是目前合金在动态拉伸下表现出优异的强度塑性结合的主要原因。采用Johnson-Cook (J-C)塑性本构模型拟合合金的动态流动应力，模型拟合与实验结果符合的较好。     

Ti-600合金热暴露前后室温拉伸性能及变形机制研究

研究了Ti-600合金镦制饼材600℃热暴露前后室温拉伸性能与组织的变化,并分析了其室温拉伸变形机制。研究结果表明,600℃热暴露100 h后,毛坯热暴露试样的强度较热暴露前的固溶时效试样(STA)提高了3%左右,延伸率的保持率为81.1%;试样热暴露试样的强度稍有降低,延伸率的保持率仅为55.6%。600℃热暴露100 h前后,Ti-600合金镦制饼材的组织变化不明显,热暴露后其原始β晶粒尺寸较之前的稍有长大。STA状态下晶界与板条较平直,热暴露后少数板条弯曲,并且板条较短较细小。试样热暴露试样组织内的α相与β板条比毛坯热暴露试样的粗大。经分析,Ti-600合金热暴露前后室温拉伸变形时主要的变形机制是位错穿越α束滑移以及位错柱面滑移。     

退火态Ti?6Al?3Nb?2Zr?1Mo钛合金的组织和力学性能

采用模锻工艺及980℃退火工艺制备了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察和电子背向散射衍射(electron back-scattered diffraction,EBSD)分析等方法研究了退火态合金不同截面上的微观组织与力学性能。结果表明:与锻态合金比较,退火态Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的α相含量减少,亚稳态的β相增多。在空气冷却的过程中,合金的亚稳态β相又转化为次生α相和少量β相。退火态Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金中α-Ti呈现出RD//[ī2ī0]、FD//[0001]的织构类型(FD为锻件压缩方向(锻造方向),RD为锻件自由延伸方向)。退火态Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的三个方向拉伸断裂主要是韧性断裂,并且断裂方式呈现出微孔聚集断裂。沿RD方向拉伸时韧窝尺寸较大,对应的延伸率也优于其他方向。     

Al-Mg-Sc合金的拉伸性能和显微组织研究

研究了Al-5.63Mg-0.13Sc(wt%)合金经过250℃和300℃退火后室温的拉伸性能和显微组织特征；分析了Sc对合金组织与拉伸性能的影响。结果表明：退火后拉伸强度先迅降低，但随着退火时间延长，拉伸性能稳定保持不变。透射电镜观察表明，在Al-Mg-Sc合金中，Sc以细小的Al3Sc粒子的形式在晶内及亚结构上析出，它强烈地钉扎或阻碍位错的运动，稳定亚结构。Ml-Mg合金添加Sc能使该合金在应变硬化和稳定化处理后具有良好的机械性能。     

Ti—241Al—14Nb—3V—0.5Mo合金拉伸变形显微组织的研究

用透射电子显微镜研究了Ｔｉ３Ａｌ－Ｎｂ（Ｔｉ－２４Ａｌ－１４Ｎｂ－３Ｖ－０．５Ｍｏ）合金拉伸变形显微组织，利用双倾技术和双束条件下ｇ．ｂ＝０不可见判据，分析了合金中具有Ｄ０１９结构的α２相在拉伸过程中的变形机制。     

时效处理对粉末高温合金惯性摩擦焊接头室温拉伸行为的影响

对惯性摩擦焊扩散连接的FGH96合金试样经时效处理前后的室温拉伸行为进行了研究,并对其失效机制进行了评估。结果表明,对于焊接态（原状态）FGH96合金试样,由于焊缝区和热影响区的γ′相综合强化效果弱,晶界平直化,导致焊缝区和热影响区的强度低于基体,在室温拉伸过程中塑性应变量大;由于热影响区的晶粒尺寸大,晶界强化效果弱,且位错强化效果低于焊缝区,使热影响区成为整个试样强度的最薄弱区域,裂纹从该处萌生,断口表现出一定的塑性特征。对于时效处理后的FGH96合金试样,由于γ′相的粗化,强化相体积分数的提高,及γ′/γ之间错配度的增加,提高了γ′相的综合强化效果,使焊缝区和热影响区的强度较焊接态试样显著提高,并高于基体,在室温拉伸过程中基体的塑性应变量相对较大。连续或半连续析出的M₂₃C₆型碳化物弱化了焊缝区晶界的结合强度,导致试样从该处断裂,并出现了脆性断裂的特征。显微硬度的测试结果较好验证了焊接态和时效态试样强度的分布情况。     

不同退火温度对Mo-La2O3板材微观组织及力学性能的影响

本文研究了不同退火温度对Mo-La2O3板材微观组织及力学性能的影响。通过金相显微镜、扫描电镜观察了钼合金显微组织及断口形貌,利用透射电镜研究了La2O3对位错分布的影响规律。结果表明,随着退火温度的升高,钼合金晶粒长大,拉伸性能、断裂韧性及显微硬度显著降低。对于退火后的试样,当La2O3粒径较大时,这种颗粒位于晶界处,在颗粒及晶界处形成位错塞积;在退火后的钼合金中,La2O3粒径较小时,绝大多数颗粒位于晶粒内部,位错越过这些颗粒,在晶界或亚晶界上形成位错塞积。     

室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸性能

在万能拉伸试验机上对室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸性能进行研究,并采用金相显微镜、X射线衍射仪对欠时效态金相组织及物相进行分析,采用TEM对固溶态、欠时效态试样及拉伸断口附近形变的显微组织进行分析,采用扫描电镜（SEM）对拉伸断口进行观察。结果表明,室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸断口为韧窝断口,断口附近显微组织中滑移线之间的距离较小。欠时效态3J21合金具有较好的强度和塑性配合。同时讨论了室温大气环境下欠时效状态对3J21合金拉伸性能的影响。     

CT20合金的不同显微组织与拉伸性能研究

研究了一种新型近a型钛合金CT20不同显微组织与拉伸性能的关系。结果表明，选择合适的退火制度，合金中得到了3种典型的组织类型，即等轴组织、双态组织和片状组织；室温下该合金不同组织时拉伸性能相差不大，而在20K时合金拉伸性能对组织较为敏感。在20K温度下，合金强度上升而延伸率明显下降；等轴组织时延伸率最低，双态组织次之，片状组织最高；片状组织能保证合金在低温时具有良好的强度与塑性的综合性能。     

铈镧合金室温压缩变形行为

本文以铸态Ce-5wt.%La合金为初始材料,在室温条件下,利用万能力学试验机对其进行压缩变形,并利用光学显微镜和维氏硬度计对压缩变形前后试样的显微组织和显微硬度进行研究。结果表明,Ce-5wt.%La合金的屈服强度和抗压强度分别为46.6 MPa和255.5 MPa,但是却表现出优异的室温塑性,最大真应变达到0.475。经过室温压缩后,铈镧合金的显微硬度由铸态的31.3±0.9HV显著提高至39.0±1.0HV。铈镧合金在室温压缩变形过程中,以位错滑移为主,在试样边缘区域,因变形更为剧烈,孪生变形比例增加。     

室温大气环境下450℃时效态3J21合金拉伸性能

在万能拉伸试验机上对室温大气环境下450℃时效态3J21合金的拉伸性能进行研究,并采用金相显微镜对450℃时效态金相组织及物相进行分析,采用扫描电镜(SEM)对拉伸断口进行观察。结果表明室温大气环境下,450℃时效态3J21合金的抗拉强度和屈服强度较高,伸长率较低;450℃时效态3J21合金的拉伸断口为韧窝断口,断口附近显微组织中滑移线之间的距离较大。文中对室温大气环境下450℃时效状态对3J21合金拉伸性能的影响进行了讨论。     

表面机械研磨处理工业纯锆的组织和拉伸性能研究

对退火态工业纯锆试样分别进行了5,15,30和45 min的表面机械研磨处理,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了试样的微观组织,对其表层晶粒尺寸进行了X射线衍射分析、采用维氏显微硬度仪测量了沿层厚方向的硬度,并进行了室温拉伸性能测试。实验表明,经过表面机械研磨处理,在强烈塑性变形作用下试样表层晶粒尺寸能够细化到纳米尺度,而且随处理时间增加而进一步降低,经过45 min处理后试样表层晶粒尺寸可以达到25 nm左右;处理后在试样的次表层形成了一定深度的变形层,具有较高的孪晶密度,并且变形层厚度随处理时间延长而提高。试样表层形成的纳米结构使其显微硬度获得了显著提高,并随处理时间增加而进一步提高;沿层厚方向试样显微硬度逐渐降低,与微观组织的变化一致。拉伸试验表明,表面机械研磨能够使试样得到强化。随处理时间的增加,试样屈服强度和抗拉强度能够得到明显改善,而试样的延伸率则随处理时间的增加而降低。对经过45 min处理的试样,其屈服强度和抗拉强度分别为324和414 MPa,相对于原始试样分别提高了11.7%和8.7%,延伸率为23%,降低了30.9%,拉伸断口主要形貌特征为韧窝,处理层和中心层呈现不同的组织特征。