Nb47Ti合金热变形行为及微观组织

目的 研究Nb47Ti合金在变形温度为600～750℃、应变速率为0.001～1s?1条件下的热变形行为和微观组织。方法 采用Gleeble-3500型热/力模拟试验机进行等温恒应变速率压缩实验,获得Nb47Ti合金热变形的真应力应变曲线,并利用EBSD技术手段分析热变形后的微观组织。结果 Nb47Ti合金在变形温度小于650℃、应变速率小于0.1s?1下热变形的真应力-应变曲线为动态再结晶型曲线,变形温度大于等于700℃时呈现为动态回复型曲线;峰值应力随变形温度的升高和应变速率的减小而减小;在变形温度为650℃、应变速率为0.001 s?1下热变形组织以再结晶晶粒和亚晶粒为主,随着应变速率的增大,动态再结晶晶粒不断减少,而亚晶粒和变形晶粒增多,晶粒得到显著细化。当应变速率为0.1 s?1时,随着变形温度的增加,晶粒尺寸增大,变形温度升高至750℃,热变形组织中亚晶粒所占比例高达50.5%。结论 Nb47Ti合金是温度和正应变速率敏感材料,随变形温度的升高和应变速率的增大,变形过程中动态回复软化机制更为显著,低温、高应变速率下变形获得的再结晶晶粒尺寸小。     

Cr8钢的动态再结晶行为及组织转变

利用Gleeble-3500热/力模拟试验机对Cr8支承辊用钢在应变速率0.01～1s-1、变形温度950～1 200℃条件下进行了热压缩变形试验,研究了其热变形力学行为和再结晶规律,并对该钢热变形后的显微组织及物相变化进行了分析。结果表明:在应变速率较低为0.01s-1,当变形温度低于1 050℃时,Cr8钢热变形后的组织主要为动态回复型,当变形温度高于1 100℃时,热变形后的组织为动态再结晶型,且随着变形温度的升高,动态再结晶晶粒逐渐长大;当应变速率增加到0.1s-1时,热变形后的组织在温度低于1 050℃时为动态回复型,在温度高于1 100℃时为动态再结晶型;当应变速率增加到1s-1时,变形温度高于1 050℃时,热变形后的组织即发生了明显的再结晶,奥氏体晶粒大部分已长成为等轴的再结晶晶粒;Cr8钢热变形后的物相主要为α-Fe和γ-Fe,显微组织主要为马氏体和残余奥氏体。     

GH984G18合金热加工图及再结晶图研究

应用Gleeble3800热模拟试验机对GH984G18合金进行热压缩实验,以实验获得的应力-应变曲线为基础,根据动态材料模型建立该合金不同应变时的热加工图,利用热加工图确定了热加工工艺窗口,并分析了温度和变形量对实验合金动态再结晶的影响。结果表明:应变较小(ε≤0.2)时,可优先选择的变形温度为1030~1090℃,应变速率为0.01~0.18s~(-1);随应变增加(ε≥0.3),最佳热变形温度范围移至高温区间1180~1200℃,最佳应变速率范围大致为0.056~0.25s~(-1);当应变速率为1s~(-1)时,温度小于900℃不能引起动态再结晶,仅使得晶粒发生动态回复;当变形温度和应变量分别达到1000℃和30%时,发生部分动态再结晶;当变形温度为1000℃,应变量为60%时,发生完全动态再结晶。     

锻态TB6钛合金β相区压缩变形行为和动态再结晶

使用圆柱形试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行锻态TB6钛合金β相区的热压缩实验(变形温度950~1100℃,应变速率0.001~1 s^-1),研究了合金的高温压缩变形和动态再结晶行为。结果表明,这种合金在β相区的变形激活能为246.7 kJ/mol,其热变形机制是动态再结晶,动态再结晶新晶粒的主要形核机制是弓弯形核。当应变速率为0.01~0.1 s^-1、变形温度为<1000℃时动态再结晶的发展比较充分,变形组织明显细化;当变形温度高于1000℃、应变速率低于0.001 s^-1时,动态再结晶的晶粒明显粗化。在动态再结晶的晶粒尺寸D与Z参数之间存在着相关性,其函数关系为D=6.44×10²·Z^-0.1628。     

铸态Ti40阻燃钛合金高温拉伸力学性能及断裂行为研究

研究了不同试验温度下铸态Ti40合金的高温拉伸力学性能变化规律,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜对拉伸样断口形貌进行观测,确定其断裂机制。结果表明:合金的抗拉强度随着试验温度的升高而显著下降,而塑性则分别表现出两个塑性较优区和脆性区,即400℃以下低温和900~1000℃高温的较好塑性区以及500~800℃的热脆区和1000℃以上的高温脆性区。脆性区试样断口形貌均呈现为沿晶脆性断裂,这一断裂机制与合金粗大晶粒以及严重的氧化相关。高温塑性区断口形貌为穿晶韧性断裂,则合金具有较高的塑性和较低的变形抗力,可作为较好的热加工温度区间。     

Ti-5Mo-5V-1Cr-3Al合金的热压缩变形行为研究EI北大核心CSCD

采用恒应变速率热压缩模拟实验,对Ti-5Mo-5V-1Cr-3A1（简称1Cr）钛合金在应变速率0.001～1s-1、变形温度700～900℃条件下进行研究.结果表明：该材料的流变应力对温度与应变速率敏感：当变形温度为700～800℃时,真应力-真应变曲线呈现动态再结晶单曲线特征;当变形温度为800～900℃时,低应变速率（0.001s-1）的真应力-真应变曲线呈现动态再结晶多应力峰值曲线特征,高应变速率（0.01～1s-1）的真应力-真应变曲线呈现动态回复曲线特征.1Cr合金在等温压缩变形时的流变行为可用包含Zener-Holomon参数的Arrhenius本构方程描述,变形激活能为456kJ/mol.金相结果显示,材料在热压缩过程中的动态行为除了与变形速率、变形温度等加工参数相关外,也与相应温度、变形速率下材料的组织及相结构有关.合金在低应变速率0.001s 1下热压缩变形时,在接近相变点或以上（800～900℃）温度范围内仍呈现动态再结晶行为,这与材料在此阶段发生的应变诱发马氏体转变密切相关,马氏体相的析出促使材料在热变形时趋向于发生动态再结晶行为.     

一种新型近β型Ti-5.5Mo-6V-7Cr-4Al-2Sn-1Fe合金热变形行为

采用Gleeble-3800型热模拟试验机对一种新型近β型Ti-5.5Mo-6V-7Cr-4Al-2Sn-1Fe(质量分数/%)钛合金进行等温恒应变速率压缩实验。变形温度范围为:655~855℃,应变速率范围为:0.001~10s^-1 ,最大真应变为0.8。根据实验数据,建立了该合金的高温流变应力模型,计算出热变形激活能约为255kJ/mol,并绘制出热加工图。结合热加工图与材料的显微组织分析可知,在高应变速率(1~10s^-1 )条件下变形时,在热加工图上表现为材料的功率耗散值(η)低,为失稳区域,易产生绝热剪切带与局部塑性流动、开裂等现象。在应变速率小于0.01s^-1 和相变点( T β)温度以下(655~755℃)进行热变形时,组织变化主要以动态回复为主;在应变速率小于0.01s^-1 和 T β以上(755~855℃)进行热变形时,组织发生动态再结晶,且随着温度的升高,新产生的再结晶晶粒逐渐长大。在相变点附近(755~770℃),变形速率为0.001~0.003s^-1 区域内变形时,功率耗散值达到最大值,组织发生动态再结晶,该区域为合金热变形的“安全区”。     

ZnAl10Cu2合金在热变形过程中的球化及动态再结晶

采用Gleeble-1500D热模拟实验机研究ZnAl10Cu2合金在变形温度180~330℃、应变速率0.01~30s-1、真应变0.3~1.2时的热变形组织演化行为。结果表明:在不同变形条件下,共晶中的片状α2相发生了不同程度的球化和弯折,其球化程度随着应变速率的降低、变形温度的升高、真应变的增大而增加;同时,基体β相发生了动态再结晶。当变形温度小于270℃时,随着变形温度的升高,再结晶晶粒更为细小均匀。变形温度进一步升高,晶粒出现局部长大;当应变速率小于1s-1时,动态再结晶晶粒随应变速率的增大而减小;应变速率约为1s-1时,晶粒细小均匀;应变速率继续增加时,动态再结晶晶粒出现不均匀现象。     

新型超超临界机组用叶片钢11Cr12Ni3Mo2VN的热变形行为

通过Gleeble-3500热模拟试验机对11Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢进行等温热压缩实验,研究了其在变形温度T为900～1 050℃、应变速率■为0.001～10 s~(-1)条件下的热变形行为,确定了材料的热变形参数。通过对峰值应力的拟合建立了热变形本构方程,并对本构方程的准确性进行了验证,发现建立的本构方程能够准确预测材料在高温变形时的流变应力。根据■曲线求得材料的热变形表观激活能Q为450.988 kJ/mol。以动态材料模型和Murthy失稳判据为理论基础绘制了热加工图,结合应力-应变曲线,确定了11Cr12Ni3Mo2VN耐热钢的最佳加工工艺参数:加工温度为980～1 050℃,应变速率为0.1 s~(-1)或更小。还利用光镜研究了加工温度、应变速率等热变形参数对材料微观组织演变的影响。结果表明,热变形温度和应变速率都会影响11Cr12Ni3Mo2VN耐热钢的动态回复和动态再结晶机制。加工温度起决定性作用,在温度较低的条件下,材料的动态回复机制占主导;随着温度的升高,材料的软化机制以动态再结晶为主。应变速率对动态再结晶晶粒尺寸的影响较大,低应变速率有利于动态再结晶的充分进行,晶粒大小更加均匀,材料在热变形后的性能更加优异。     

一种先进超超临界火电机组用Ni-Fe-Cr基高温合金的热变形行为

通过不同变形参数下的等温压缩实验,研究了一种Ni-Fe-Cr基高温合金的热变形行为及动态再结晶机理。结果表明,合金的流变应力随着变形温度的降低或应变速率的升高而增大,而动态再结晶比例随着变形温度的降低或应变速率的升高而降低,但受温升效应影响,应变速率高于1 s~(-1)时,动态再结晶比例随着应变速率的升高而升高。合金合理的热变形温度为1 100～1 200℃,应变速率为0. 01～0. 3 s~(-1)。热变形参数对合金的动态再结晶机理产生影响,高温低应变速率变形时,合金的主要再结晶机理为以晶界弓弯为主要特点的非连续动态再结晶,而低温高应变速率变形时,以晶内亚晶发展为主要特点的连续动态再结晶也发挥重要的作用。     

预应变对Nb微合金化09MnNiDR低温钢高温塑性的影响

利用光学和电子显微镜观察断口组织,并测定断面收缩率来研究预拉伸应变对Nb微合金化低温钢09MnNiDR高温塑性的影响。当试样进行5%变形量预拉伸,800℃时断口组织主要为铁素体,晶界处有网状先共析晶界铁素体,断面收缩率为63%;900℃时断口组织主要为贝氏体和针状铁素体以及大量碳氮化物,断面收缩率降至35%;1000℃时断口组织主要为板条马氏体,断面收缩率升至95%。与未进行预应变试样相比,在800～920℃的温度区间,断面收缩率显著降低,预应变明显恶化了Nb微合金化09MnNiDR钢的高温塑性,这主要与预应变促进了尺寸为十几纳米至几十纳米Nb碳氮化物的沿晶界析出有关。     

AZ31镁合金热锻后的组织与性能的研究

研究了变形温度和变形量对AZ31镁合金组织性能的影响.结果表明:随着变形量的增加,孪晶数量减少,在400℃变形量为10%时,出现动态再结晶晶粒.随着温度升高,孪晶减少甚至消失,当温度达到350℃时,在晶界和孪晶界观察到细小的再结晶晶粒,温度继续升高,再结晶晶粒会出现长大现象.材料的抗压强度随着温度的升高先增加后减小.     

AA2195铝合金圆柱体单向压缩热变形行为和微观组织演变

在Gleeble-3500热模拟实验机上对AA2195铝合金进行圆柱体单向压缩实验,变形温度为400~500℃,应变速率为0.01~10s~(-1)。通过金相(OM)以及电子背散射衍射(EBSD)技术研究了其热变形过程中显微组织的演变规律。研究结果表明,随着变形温度的升高和应变速率的降低,流变应力显著降低。当变形温度460℃,流变应力达到一个平台后,随应变增加,流变应力继续上升,这可能由动态再结晶内部位错密度的增加而导致。AA2195铝合金主要的再结晶方式为连续动态再结晶和不连续动态再结晶。变形温度的升高虽然抑制了连续动态再结晶,但是极大促进了不连续动态再结晶;应变速率的升高,连续动态再结晶和不连续动态再结晶体积分数都降低,且不连续动态再结晶主要集中在产生局部变形热的区域。     

电沉积制备纳米镍的拉伸变形行为

为了系统研究纳米材料的超塑性变形特点,用电沉积方法制备了平均晶粒尺寸为70 nm的纳米镍.采用单向拉伸实验研究了其在室温和高温时的力学性能,并用透射电子显微镜TEM、扫描电子显微镜SEM和X射线能谱仪EDS观察分析了纳米镍变形前后的显微组织.实验结果表明:制备的纳米镍在室温时表现出的延伸率很低,但强度可达1000 MPa以上.当温度升高至450℃,应变速率为1.67×10-3 s-1时单向拉伸实验得到380%的延伸率,说明制备的纳米镍具有低温超塑性性能.实验过程中,材料内部的晶粒发生明显的长大与拉长.拉伸过程中形成的氧化物夹杂成为裂纹源,断口表现为沿晶断裂.     

应用加工硬化率研究工业纯钛动态再结晶行为

为研究工业纯钛的动态再结晶行为,利用Gleebe实验机对工业纯钛在变形温度为700,800,900和950℃及应变速率为0.01,0.1,1和5s-1的条件下进行热模拟压缩实验。应用加工硬化率对实验得到的应力-应变数据进行处理,结合变形后材料微观组织的分析,求得工业纯钛的动态再结晶临界条件。结果表明,工业纯钛在热变形过程中发生了回复与再结晶;发生动态再结晶时,再结晶临界应变随温度的升高及变形速率的降低而减小。将lnθ-ε曲线的拐点处对应的应变作为材料的再结晶临界应变是合理的,工业纯钛动态再结晶临界应变εc与峰值应变εp之间满足εc=0.485εp。     

一定条件下Al-Mg-Si-Ti合金动态再结晶的临界应变研究

在变形温度为350~510℃、应变速率为0.001~10s-1条件下,在Gleeble-3500热模拟实验机上对AlMg-Si-Ti合金进行等温热压缩实验,以实验所得数据为基础,结合变形微观组织,确定了Al-Mg-Si-Ti合金热变形时发生动态再结晶的条件,建立了Al-Mg-Si-Ti合金动态再结晶峰值应变模型。采用加工硬化率的方法,利用lnθ-ε曲线的拐点特征和-(lnθ)/ε-ε曲线的极小值判据对再结晶峰值应变与临界应变关系进行了研究。结果表明:AlMg-Si-Ti合金热变形时在变形温度430~510℃、应变速率0.001~0.1s-1发生动态再结晶。Al-Mg-Si-Ti合金发生动态再结晶时的临界应变随应变速率的增大而增加,随变形温度的升高而降低。临界应变与峰值应变满足关系:εc=0.88εp。     

含钪Al-Zn-Mg合金的热变形行为和显微组织EI北大核心CSCD

采用Gleeble-1500热模拟试验机对含钪Al-Zn-Mg合金进行热压缩实验,研究了合金在不同热压缩条件下的热变形行为和显微组织。结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小。该合金热压缩变形的流变应力行为可用Zener-Hollomon参数来描述,其热变形激活能为150.25kJ/mol。在变形温度为380℃,应变速率为1s-1条件下,合金组织中存在大量的位错墙,表明发生了动态回复现象。随着变形温度的升高,当温度为500℃时,合金中出现了再结晶晶粒,说明主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶。     

时效温度对0Cr17Ni4Cu4Nb钢组织及力学性能的影响

以0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢为研究对象,分析了不同时效温度对其显微组织和力学性能的影响,并对试样断口特征进行了观察分析。结果表明:随着时效温度的升高(480~550℃),材料的抗拉强度σb和屈服强度σp0.2呈逐渐下降的趋势,而材料的断面收缩率Ψ和伸长率δ5呈逐渐上升的趋势;材料的冲击韧性aku受时效温度的影响比较明显,呈逐渐上升的趋势,其中在550℃时aku达到213.4(J·cm-2)。同时由断口观察分析结果显示,时效温度为550℃时拉伸断口的放射区最小,其塑性最好;冲击断口塑性变形最为明显,纤维区和剪切唇区所占的比例最大。0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢随着时效温度的升高,淬火马氏体基体开始回复、再结晶,逆转变奥氏体开始生成并长大,导致材料中的残余奥氏体含量增加,而残余奥氏体的存在有利于0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢保持良好的塑性和韧性。     

轧制态7A60铝合金的热压缩显微组织及流变行为

对轧制态7A60铝合金在应变速率为0.1~0.01s-1、变形温度为250~350℃条件下热压缩的显微组织特征和流变应力进行实验研究。结果表明:随着应变速率的降低和温度的升高,材料的各向异性减弱,均匀性增强,晶粒发生明显粗化;在热变形的过程中该合金的主要软化机制为动态回复和动态再结晶,峰值应力随应变速率的增加而增大,随温度的升高而降低,在应变速率为0.01s-1时发生了明显的非连续动态再结晶行为。合金热变形的流变应力行为可用双曲正弦函数来表示,其热激活能为438.981kJ/mol。     

新型Al-Zn-Mg-Cu合金热变形组织演化

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机研究新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金在变形温度为300~450℃,应变速率为0.001~10s~(-1)条件下的热变形组织演化。利用光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)观察合金不同热变形条件下的组织形貌特征。结果表明:随着变形温度的升高和应变速率的减小,位错密度减小,亚晶粒尺寸增大;合金热压缩变形过程中主要的软化机制为动态回复和动态再结晶。变形温度为300~400℃时,主要发生动态回复;变形温度为450℃,应变速率为0.001~10s~(-1)时,软化机制以动态再结晶为主,存在晶界弓出、亚晶长大、亚晶合并3种再结晶形核机制。