Zr-4合金双轴疲劳行为及其微观变形机理Ⅱ.双轴循环变形亚结构及其织构的发展

用透射电镜分别观察了Zr-4合金比例和非比例双轴疲劳变形亚结构.结果表明:等效应变幅为0.8%,不同主应变比下,Zr-4合金比例双轴疲劳后典型的位错组态是{1010}柱面滑移产生的平行位错线.随着等效应变幅提高,从平面状向波纹状滑移转化,有形成位错胞的趋势.非比例加载过程中,随着相位角从30°增大到90°,位错组态从平行位错墙变化成位错胞.相位角为90°时,随着等效应变幅提高,位错保持位错胞结构,但位错密度增高.非比例变形前后织构分析表明:随着相位角提高,{1010}极点密度减弱,{1011}锥面极点密度增强,表明合金塑性变形从以{1010}柱面滑移为主向柱面滑移加锥面滑移多系滑移转化.Zr-4合金非比例附加强化一方面是由于部分柱面滑移被锥面滑移取代后,滑移系本身临界分切应力提高;另一方面由于多滑移导致〈a/a〉和〈c+a〉/〈a〉位错与位错之间交互作用力提高.     

Zr—4合金双轴疲劳行为及其微观变形机理Ⅱ.双轴循环变形亚结构及其？…

用透射电镜分别观察了Zr-4合金比例和非比例双轴疲劳变形亚结构.结果表明等效应变幅为0.8%,不同主应变比下,Zr-4合金比例双轴疲劳后典型的位错组态是{1010}柱面滑移产生的平行位错线.随着等效应变幅提高,从平面状向波纹状滑移转化,有形成位错胞的趋势.非比例加载过程中,随着相位角从30°增大到90°,位错组态从平行位错墙变化成位错胞.相位角为90°时,随着等效应变幅提高,位错保持位错胞结构,但位错密度增高.非比例变形前后织构分析表明随着相位角提高,{1010}极点密度减弱,{1011}锥面极点密度增强,表明合金塑性变形从以{1010}柱面滑移为主向柱面滑移加锥面滑移多系滑移转化.Zr-4合金非比例附加强化一方面是由于部分柱面滑移被锥面滑移取代后,滑移系本身临界分切应力提高;另一方面由于多滑移导致〈a/a〉和〈c+a〉/〈a〉位错与位错之间交互作用力提高.     

含有织构的退火Zr-4合金的疲劳变形机理

众所周知，完全退火的金属在循环载荷条件下通常产生循环硬化，但是，完全退火的Zr－4合金在总应变低于1．6％时却产生循环软化．韩国学者根据疲劳过程中的位错行为研究了完全退火Zr－4合金的疲劳变形机理．试验采用冷轧到厚3nun随后经650℃／1h完全退火处理的Zr－4合金板材．设计了两种低周疲劳试样，即标距平行于轧向的R试样和标距平行于横向的T试样．试验在室温下完成，其应变速率为0．08％／s，用伸长仅控制应变量．透射电镜试样是抛光后再电解腐蚀形成的浸蚀坑试样，抛光液为45tal蒸馏水十45talHNO3＋100mlHF，电解腐蚀渡为乙醇十…     

氢对Zr-4合金在400℃时的低周疲劳性能的影响

用TEM分析了氢在Zr-4合金中存在的形式，用MTS809A／T拉扭试验机（25kN）研究了氢对Zr-4合金在400℃低周疲劳性能的影响。实验中采用对称拉压循环（Rε=εmin／εmax=-1），三角波加载：应变速率为2×10^-3s^-1。研究结果表明：在室温下，氢以艿氢化物的形式存在于Zr-4合金中，艿氢化锆基本与轧面平行；氢含量为240μg／g的Zr-4合金的低周疲劳性能优于无氢Zr-4合金。采用氢致软化机制讨论了氢提高Zr-4合金低周疲劳性能的原因。     

热轧温度对NZ2合金力学行为的影响

采用单向拉伸和对称拉压循环变形方法 (R=emin/emax=–1),研究了不同热轧温度 (650, 700和800 ℃)、不同取向(平行于轧向和垂直于轧向)、不同试验温度 (室温和375 ℃高温) 条件下NZ2合金板材试样的拉伸、低周疲劳性能。通过对合金显微组织,力学性能以及疲劳寿命曲线的分析和讨论,得出NZ2合金在650 ℃热轧能获得较好的综合力学性能     

SPD技术对锆及锆合金力学行为影响研究现状

综述了锆及锆合金剧烈塑性变形(SPD)后性能变化的研究进展,系统阐述了锆及锆合金经剧烈塑性变形后显微硬度、拉伸/压缩性能、高低周疲劳性能,重点介绍了SPD技术在纯锆、Zr-Nb系合金中的应用。经过剧烈塑性变形后,锆及锆合金的抗拉强度及屈服强度均显著提升,但依据剧烈塑性成形轨迹、合金成分、第二相分布、热处理制度不同,其提升程度存在一定的差别。位错滑移是锆及锆合金高周疲劳的主要损伤机制,位错运动(包括位错滑移及位错攀移)是锆及锆合金低周疲劳的主要损伤机制。文章最后指出现阶段锆及锆合金SPD技术的发展趋势及应用前景。     

Zr-4合金板材微观组织异常条线现象的研究

采用金相显微镜、扫描电镜等检测手段对Zr-4合金板材微观组织中出现的异常条线现象进行研究,分析了Zr-4合金板材条线现象的本质、成因以及对其使用性能的影响。研究表明,Zr-4合金板材微观组织中出现的异常条线现象并不是裂纹、夹杂、氢化物、织构等缺陷的反映,而是由沿轧向成带状分布的粗大Zr（Fe,Cr）2第二相更容易遭受腐蚀造成的。此外,Zr-4合金板材微观组织中出现的条线现象对均匀腐蚀性能无明显影响,但带状分布的粗大第二相不利于板材的抗疖状腐蚀,并且会对板材的弯曲性能产生影响。     

中间退火对5052铝合金组织与性能的影响

研究了中间退火对5052铝合金板材组织与性能的影响。对合金的拉伸性能及显微硬度进行测试,使用扫描电镜(SEM)对合金的断口形貌进行观察,使用金相显微镜及X射线衍射仪(XRD)对合金的显微组织和宏观织构进行分析。结果表明:经过中间退火的5052铝合金板材的屈服强度比直接轧制的低10 MPa左右,晶粒尺寸大约82%。中间退火试样不同方向的断后伸长率差别不大,而直接轧制试样的轧向较45°和90°方向的断后伸长率小9%,具有明显的各向异性。拉伸变形后中间退火试样晶粒沿最大切应力方向呈明显的流变特征,断口处韧窝发达、分布更均匀。中间退火试样的{100}001 Cube织构和{100}011 H织构等再结晶织构更强,而直接轧制试样的B织构{110}112和Goss织构{110}001等轧制织构更强。经中间退火的板材各向异性得到明显改善。     

镁合金超塑性变形的复合机制

本文选用大晶粒和微细晶粒两种镁合金,利用现代测试手段进行超塑性变形机制的研究.结果表明,在超塑性变形条件下,两种合金都显示以晶界滑动为主的,由扩散蠕变和位错滑移所协调的复合变形机制.作者提出一个包括三种变形机制在内的复合机制模型.在超塑性变形中,下层金属晶粒通过晶界滑动不断涌现到试样表面横向晶界发生宽化及空洞的地方,从而不断增加沿拉伸轴方向上的晶粒数.这是试样在拉伸变形中获得非常大的伸长量的原因.     

A COMPLEX DEFORMATION MECHANISM FOR SUPERPLASTIC DEFORMATION OF Mg ALLOY

本文选用大晶粒和微细晶粒两种镁合金,利用现代测试手段进行超塑性变形机制的研究.结果表明,在超塑性变形条件下,两种合金都显示以晶界滑动为主的,由扩散蠕变和位错滑移所协调的复合变形机制.作者提出一个包括三种变形机制在内的复合机制模型.在超塑性变形中,下层金属晶粒通过晶界滑动不断涌现到试样表面横向晶界发生宽化及空洞的地方,从而不断增加沿拉伸轴方向上的晶粒数.这是试样在拉伸变形中获得非常大的伸长量的原因.     

Zr-4合金板材冷轧过程材料变形晶体塑性分析与织构演变

选取厚度为3.6mm具有典型双峰织构的Zr-4合金板材,利用电子背散射衍射（EBSD）技术对板材冷轧后的织构进行表征,利用粘塑性自洽（VPSC）模型对板材冷轧后的变形机理进行分析。VPSC模型预测了轧制道次数量、每道次压下量以及总变形量对冷轧织构以及变形机理的影响规律,结果表明Zr-4合金板材在冷轧后,织构保持典型的基面双峰织构;轧制道次数、单道次压下量对冷轧后的织构以及变形机理无明显影响;总变形量对冷轧后的织构有明显影响,随着轧制总变形量减小,大部分晶粒的c轴由法向（ND）向宽向（TD）转动;当变形量低于临近变形量39%时,法向科恩系数（Fn）随着变形量的增大而快速增大,柱面滑移开启快速降低,当变形量超过39%时,法向科恩系数（Fn）的增长趋于平缓,柱面滑移的开启趋于稳定。     

Ti70合金板的组织与力学性能的各向异性

通过拉伸及低温冲击试验、光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪,对Ti70合金板的组织与力学性能的各向异性进行了研究。结果表明,Ti70合金板热轧及退火后组织未出现明显差异,退火过程中主要以回复为主,但在高密度位错的剪切带上出现了一定数量的再结晶晶粒。退火态Ti70合金板横向屈服强度及低温冲击吸收能量都高于纵向,但抗拉强度低于纵向,表现出了明显的各向异性。退火后Ti70合金板形成了较强的{0002}基面织构,其晶面法向向RD方向(纵向)偏转±30°,向TD(横向)方向偏转±41°。由于基面织构更向RD方向集中,因此造成了Ti70合金板力学性能的各向异性。     

热循环对Ti-6Al-4V合金显微组织与疲劳性能的影响

对Ti-6Al-4V轧制板材依次进行了920_oC, 800_oC, 850_oC, 900_oC四次热循环,研究了材料在每次热循环后的显微组织及微观织构的演变,并对热循环前后的拉伸和旋转弯曲疲劳性能进行了比较。结果表明,原材料中存在的长条a相发生再结晶后趋于等轴化,其组织不均匀性在920_oC,800_oC两次热循环后得到根本性改善,再经历850_oC, 900_oC两次热循环后,初生a相进一步等轴化并稍有长大,其体积分数维持稳定。原材料具有较强的横向织构,有多个平行于轧制方向的宏观带存在,导致了轧向的疲劳性能优于横向,中值疲劳极限分别为497MPa/474MPa。热循环后横向织构强度有所减弱,并且出现了一定程度的(0001)基面织构。经历4次热循环后,材料的显微组织发生粗化,拉伸强度降低了约20MPa,轧向/横向的中值疲劳极限下降至441MPa/441MPa。     

横轧3 104铝合金变形织构的研究

应用极图分析及织构定量计算的方法，研究了横轧对3104铝合金变形织构的影响，结果表明：在与常规轧制相同压下量的横向轧制下，3104铝合金中的｛112｝，｛213｝丝织构体积百分数均低于常规轧制时各组分的体积百分数，而横向轧制则使得｛102｝丝织构增加较多，在横向轧制过程中出现强旋转立方织构和新｛110｝＜557＞取向的织构。     

Microstructure,Mechanical Properties and Texture Evolution of Mg-Al-Zn-La-Gd-Y Magnesium Alloy by Hot Extrusion and Multi-Pass Rolling

A high-ductility Mg-8.10Al-0.42Zn-0.51Mn-1.52La-1.10Gd-0.86Y (wt%) alloy was developed by hot extrusion and multi-rolling processes. Relationships between microstructure, mechanical properties and texture evolution of the extruded and rolled alloy were investigated. The rolling process had significant effect on grain refinement of the extruded plate. The grain size reduced from 12.3 to 4.9 μm with the increasing rolling pass. With the increase in rolling pass, the proportion of dynamic recrystallized (DRXed) grains increases due to particle-stimulated nucleation, grain boundary nucleation and twin induced nucleation. In the process of multiple rolling, the basal pole gradually tilted from normal direction to transverse direction due to the asymmetric deformation and irregular grain deformation, resulting in the weakening of the base texture. The results showed that grain refinement and texture weakening were the main reasons for the good ductility of the alloy.     

Texture Evolution and Dynamic Recrystallization of Zr-1Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr Alloy During Hot Rolling

In the present work,the sheets of Zr-1Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr alloy were hot rolled with different reductions(10%,30%,50%,and 60%) at 1023 K and 1073 K.The micro structure evolutions including grain micro structure,texture,and dislocation were investigated,using electron backscattering diffraction and transmission electron microscope.The results showed that dislocation slip,twinning,and dynamic recrystallization(DRX) were the main deformation mechanisms.DRX was found to be promoted by larger reduction and higher rolling temperature.The predominant texture formed during hot rolling was basal 0001//ND,whose intensity reached peak value after 30% reduction hot rolling.While the intensity of DRX texture 10-10//ND and1-210//ND increased with increasing reduction and temperature.This study provided an effective way to tailor the texture and microstructure of the alloy,for optimizing process parameters.     

Fatigue deformation mechanism of weakly textured zircaloy-4 alloy

Cyclic softening during fatigue, under a total strain range of less than 1.6%, was observed in an annealed Zircaloy-4 alloy with a weak texture. The experimental results showed that the rotation of grains oriented favorably for easy slip on a prism plane results in cyclic softening due to decreasing friction stress as cumulative plastic strain increases. In the later stage of fatigue, the second and third prism slip systems are also activated, increasing the density of dislocations and jogged dislocations, causing an increase in back stress. A mechanistic model of grain rotation during fatigue is proposed.     

AZ31B镁合金轧制板材室温动态拉伸的SEM观察

利用动态拉伸台和扫描电镜(SEM)对AZ31B镁合金轧制板材进行了动态拉伸的微观形貌观察。试验证明,材料宏观织构和显微组织都会对镁合金轧制板材的室温拉伸性能产生影响;在轧制镁合金拉伸变形时滑移和孪生同时存在;裂纹的产生和扩展具有明显的方向性。轧制组织中大量的变形孪晶与应力方向的位向关系,是轧向和横向上裂纹产生及扩展机制产生较大差异的主要原因。     

Influence of texture and test velocity on the dynamic,high-strain,tensile behavior of zirconium

Experiments were conducted to characterize the influence of texture and impact velocity on the dynamic, high-strain, tensile extrusion of zirconium. Bullet-shaped samples were machined from a clock-rolled, highly textured Zr plate. Specimens in two orthogonal directions were tested: the extrusion direction aligned with either the in-plane (IP) rolling or the through-thickness (TT) direction of the plate. The post-extrusion microstructure and texture evolution were examined using electron backscatter diffraction microscopy and modeled using the viscoplastic self-consistent model. It was found that extrusion deformation was accomplished through a combination of twinning and slip with their relative activity greatly depending on the initial texture. In this regard, higher elongations in the IP samples as compared to the TT samples were observed at similar test velocities. This difference in ductility is discussed in terms of the material’s ability to accommodate plastic deformation. Due to the availability of a larger number of slip systems with relatively high Schmid factors in the IP samples under this configuration, plastic deformation by prismatic slip can be easily achieved, resulting in larger elongations. On the contrary, for TT samples, twinning preceded deformation by slip. This sequential deformation process, driven by the need to reorient the microstructure favorably to slip, led to diminished elongations to failure.     

IF钢退火过程中再结晶行为的EBSD表征

借助EBSD等技术研究了从冷轧到退火过程中IF钢中铁素体再结晶晶粒的取向演变。研究结果表明,从冷轧到退火过程中,铁素体晶粒取向向着平行于法向的[111]晶粒演变,而平行于法向的[100]晶粒逐渐消失;在冷轧变形过程中,铁素体晶粒的晶体取向决定着发生滑移变形的难易程度,与[100]晶粒相比,[111]晶粒更易于发生滑移变形,并在晶粒内部积累大量的位错,储存了大量的应变能,在随后的退火过程中,应变能较高的[111]晶粒优先形核并长大,优先发生再结晶,而应变能较低的[100]晶粒的再结晶受到阻碍。随着退火温度的升高,γ织构([111]//ND)明显增强,其织构组分(111)[112]尤为明显。