Ni-32.7at%Cu合金的调幅分解及其对再结晶织构的影响

采用真空感应熔炼制备Ni-32.7at%Cu及Ni-31.7at%Cu-3at%W合金坯锭,经热锻、热轧和冷轧后得到最终厚度为80μm的冷轧薄带。分别将其在1000℃×1 h再结晶退火前后于350℃保温0、30、180和360 min,并根据XRD边带峰强度、位置以及EBSD中织构含量的变化分析了其调幅分解现象及其对再结晶织构的影响。结果表明,Ni-32.7at%Cu合金薄带1000℃×1 h再结晶退火后水冷,再于350℃保温不同时间的样品中均发生了调幅分解,且调幅波长随保温时间的延长而逐渐增加;合金薄带在350℃保温不同时间后,再经1000℃×1 h退火时,孪晶比例随保温时间的延长由16%增至32%,立方织构比例由80.2%降低至14.4%。这种再结晶织构的变化归因于保温过程中调幅效应的增强;调幅分解通过形成多相组织以及孪晶结构抑制了立方取向晶粒的优先长大,同时也削弱了低温回复带来的优先形核优势,使得立方织构比例显著下降。W元素的加入抑制了调幅分解的产生,提高了立方织构比例。     

应变对Cu-12%Ag合金织构强度及分布的影响

冷拉拔制备了Cu-12%Ag(质量分数)合金线材,研究了Cu-12%Ag合金在不同变形程度下Cu,Ag两相的形变织构.铸态组织演变成纤维组织过程中,两相中优先形成〈111〉织构,此外Cu相中还可形成〈100〉和〈211〉织构.织构强度随变形程度的升高而增大,并在一定变形程度下达到最大值.变形程度再继续升高时,两相中的〈111〉织构强度下降,而Cu相的〈100〉和〈211〉织构强度基本保持不变.在应变前期,引起织构分布变化的主要原因是位错滑移造成的晶体取向改变.当应变超过一定程度后,界面切变导致晶体取向改变也成为引起织构分布变化的重要影响因素.     

合金成分对Cu-Ni合金薄带再结晶织构形成的影响

采用冷坩埚悬浮熔炼技术冶炼了Cu-18%Ni、Cu-32%Ni、Cu-52%Ni和Cu-72%Ni(原子分数)4种合金铸锭,铸锭经锻造、热轧、冷轧和再结晶退火,最终获得了厚度为80μm的薄带。采用背散射电子衍射(EBSD)技术表征了合金再结晶织构,利用高分辨透射电镜(HRTEM)分析了显微组织结构。结果表明,4种Cu-Ni合金冷轧后的形变织构相似,但随着合金薄带中Ni含量增加,再结晶退火后立方织构的份额减少,晶粒取向变得散乱,晶粒尺寸明显变大;合金成分处于52%~72%Ni范围时,形变合金在回复阶段的调幅分解是引起再结晶织构散乱的主要原因,Cu-Ni合金的单相固溶体是形变-再结晶后获得立方织构的关键因素。     

退火温度对双相纤维复合Cu-12%Ag合金织构的影响

采用强拉拔应变制备了双相纤维复合Cu-12%Ag(质量分数)合金线材,并在不同温度下退火,研究了退火温度对该合金两相中晶体织构强度和分布的影响.随着退火温度升高到400℃,Cu相中(111)织构强度降低而〈100〉强度上升,Ag相中〈111〉强度变化不明显;退火温度高于400℃后,两相中的织构强度均有所增加.在较低的退火温度下,应变形成的Ag相织构稳定性高于Cu相.在退火过程中,相界面迁移,复合组织的聚集、纤维相的球化及等轴晶粒的粗化等仅导致形变织构分量相对强度的变化而形成退火织构,因而退火织构的组成与形变织构的组成相同.     

形变细化晶粒和润滑轧制对Ni9.3W合金基带立方织构形成的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线四环衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术分析研究了形变细化晶粒、润滑轧制对Ni-9.3 at%W(Ni9.3W)合金基带立方织构形成的影响。结果表明,采用形变细化晶粒的方法能有效提高Ni9.3W合金基带的立方织构含量,并且随着初始形变量的增加,晶粒细化程度增大,立方织构含量增高,采用优化的形变细化晶粒工艺使得Ni9.3W合金基带立方织构含量提高了9.8%。另外,增加形变细化晶粒后的轧制总变形量,立方织构含量进一步提升了24.7%。相比非润滑轧制而言,采用润滑轧制,轧制织构中获得了较多的S取向与Copper取向,经再结晶退火后,润滑轧制基带的立方织构含量比非润滑轧制基带的立方织构含量高9.6%,达到了86.7%(15°),而且孪晶界数量、小角度晶界含量均要优于非润滑轧制,说明润滑轧制对立方织构形成有着积极的影响。     

温轧对Ni9W合金基带织构形成的影响

采用X射线四环衍射及电子背散射衍射技术对Ni-9.3at%W(Ni9W)温轧基带表面进行轧制织构与再结晶织构分析,研究了Ni9W合金基带温轧织构的形成与转变。结果表明,轧制过程采用温轧的方法能有效提高Ni9W合金基带轧制织构中的S取向与C取向的含量,并且随着变形量的增加Ni9W合金基带的形变织构由黄铜型织构向黄铜型和铜型的混合型织构转变,这有利于再结晶之后形成较强的立方织构。     

润滑剂对高纯铝形变织构的影响

采用ODF法（晶体取向分布函数法）研究和分析了润滑剂对高纯铝冷轧形变织构的影响,揭示了两种润滑条件下形变织构的演变规律。结果表明:大冷轧变形程度下,采用机油润滑,形变织构为典型的面心立方金属的轧制织构,即由强的B-、Cu-及S-织构组分构成,而且取向分布的密度峰值处在S-取向位置;煤油润滑时轧制织构相对较弱,但Cu织构最强,同时产生了明显的剪切织构{001}<110>（Rot.Cube-织构）。采用机油润滑时,轧制变形比较均匀。低变形轧制时晶粒取向聚集于α线,随变形量的增加,向β线取向聚集,大变形量下最终形变织构为铜型轧制织构;而煤油粘度小,轧制过程中接触表面摩擦因数较大,不均匀变形严重,低轧制程度时发现有表面剪切Rot.Cube-织构,随着塑性变形的增大,Rot.Cube-织构逐渐向Cu-取向转化;变形至95％后,随着变形程度的增加,S-织构减弱。     

形变热处理对Cu-15Ni-8Sn系合金组织结构与性能的影响

利用力学、电学性能测试,金相显微分析、扫描和透射电镜观察等手段研究均匀化退火和形变热处理工艺对Cu-15Ni-8Sn-1.0Zn-0.8Al-0.2Si合金组织结构与性能的影响。合金铸锭经830℃,2 h+850℃,2 h双级均匀化退火处理,热轧变形后合金板材经850℃,1 h固溶处理,冷轧变形60%后,分别在400和450℃时效处理。当450℃时效时间为30 min时,合金硬度为3780 MPa,电导率8.0%IACS,抗拉强度1144 MPa,屈服强度1098 MPa,延伸率3.29%;在400℃时效1 h时,合金硬度为3900 MPa,电导率7.4%IACS,抗拉强度1164 MPa,屈服强度1112 MPa,延伸率3.05%。合金的强化效应主要来源于调幅分解强化、析出强化和亚结构强化的共同作用,同时,溶质原子的析出使基体固溶度降低,合金电导率提高。合金经双级均匀化退火处理后为均匀的等轴晶组织,在400℃,1 h时效过程中发生调幅分解,同时析出具有L1_2结构的β-Ni_3Sn析出相,其与Cu基体的晶体取向关系为:(002)_(Cu)‖(00 1)_β,[110]_(Cu)‖[110]_β;(220)_(Cu)‖(110)_b,[112]_(Cu)‖[112]_β。     

润滑剂对高纯铝形变织构的影响

采用ODF法研究和分析了润滑剂对高纯铝冷轧形变织构的影响,揭示了两种润滑条件下形变织构的演变规律.结果表明大冷轧变形程度下,采用机油润滑,形变织构为典型的面心立方金属的轧制织构,即由强的B-、Cu-及S-织构组分构成,而且取向分布的密度峰值处在S-取向位置;煤油润滑时轧制织构相对较弱,但Cu织构最强,同时产生了明显的剪切织构{001}〈110〉(Rot.Cube-织构).采用机油润滑时,轧制变形比较均匀.低变形轧制时晶粒取向聚集于α线,随变形量增加,向β线取向聚集,最终形成铜型轧制织构;而煤油粘度小,轧制过程中接触表面摩擦系数较大,不均匀变形严重,低轧制程度时发现有表面剪切Rot.Cube-织构,随着塑性变形增加,Rot.Cube-织构逐渐向Cu-取向转化;变形至95%后,随着变形程度增加,S-织构减弱.     

形变细化晶粒和润滑轧制对Ni-9.3at.%W合金基带立方织构形成的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线四环衍射(XRD)技术、电子背散射衍射(EBSD)技术分析研究了形变细化晶粒、润滑轧制对Ni-9.3at.%W(Ni9.3W)合金基带立方织构形成的影响。结果表明,采用形变细化晶粒的方法能有效提高Ni9.3W合金基带的立方织构含量,并且随着初始形变量的增加,晶粒细化程度越大,立方织构含量越高,采用优化的形变细化晶粒工艺使得Ni9.3W合金基带立方织构含量提高了9.8%。另外,增加形变细化晶粒后的轧制总变形量,立方织构含量进一步提升了24.7%,根据以上结果,确定了初始坯锭制备阶段的参数。在此基础上,研究了轧制变形的润滑与非润滑对立方织构形成的影响,相比非润滑轧制而言,采用润滑轧制,轧制织构中获得了较多的S取向与Copper取向,经再结晶退火后,润滑轧制基带的立方织构含量比非润滑轧制基带的立方织构含量高9.6%,达到了86.7%(<15°),而且孪晶界数量、小角度晶界含量均要优于非润滑轧制,说明润滑轧制对立方织构形成有着积极的影响。     

中间退火对Ni-7at%W合金基带再结晶织构的影响

采用真空电磁搅拌电弧熔炼制备的Ni-7at%W合金初始锭,经热锻、热轧、大形变量冷轧和最终再结晶退火制备出100 μm厚合金基带。采用X光衍射技术（XRD）和电子背散射衍射技术（EBSD）研究轧制过程中的中间退火处理对再结晶织构的影响。结果表明,提高中间退火次数可以削弱轧制织构α取向线上的取向强度,提高β取向线上的取向强度,促进轧制组织中立方取向晶核的形成,消除再结晶过程中晶粒异常长大现象,最终提高再结晶立方织构的份额。     

Cu-2．0Ni-0．5Si合金形变热处理及强化机理分析

研究了不同形变热处理条件下Cu-2.0Ni-0.5Si合金的性能,对合金的显微硬度和电导率进行测量,采用透射电镜及电子衍射分析其显微组织.结果表明,时效前的冷变形可以加速时效析出过程,在时效初期尤为明显;在450 ℃时效时合金有3种强化机制:调幅组织强化、位错强化、析出的第二相粒子强化.随着变形量的增加硬度的峰值也会增加,但对电导率影响不大.变形量为80%时其显微硬度达到248 HV,相对电导率达38.5%IACS.     

14K彩色金合金的时效机理研究

研究了14K彩色金合金在时效过程中微观组织和结构的变化.在700 ℃×2h固溶处理后得到面心立方单相组织α0相,400℃不同时间时效使α0相发生分解.随时效时间及合金成分的不同,α0相发生分解的方式也不同,在2h时效时,借助淬火产生的大量空位,Cu原子发生迁移,最终生成具有调幅组织的α'0相,随着时效时间的延长,α’0相逐渐转变为AuCuⅠ有序相,出现时效硬化效果,最终随着合金中Cu含量的增加,α'0相完全转变为AuCu Ⅰ有序相.     

机械合金化和熔炼法制备的Cu—15Ni—8Sn合金的Spinodal分解

利用透射电子显微镜（TEM）和X射线多晶衍射（XRD）观察分析了机械合金化（MA）和熔炼两种方法制备的Cu-15Ni-8Sn(质量分数,％）合金在400℃不同时效时间Spinodal分解产生的调幅组织结构和边带卫星峰,及合金固溶体的晶格参数变化。同时用维氏硬度计测量了合金的时效硬度变化,结果表明,与熔炼法相比,MA制备的该合金时效过程中,Spinodal分解初期的调幅组织结构波长较大,调幅分解速度也慢慢,延缓了γ′相的析出,但时效过程中二者硬度达到峰值的时间几乎是一致的。     

高熔点差三元合金累积叠轧-扩散合金化制备工艺

为解决高熔点差多元合金制备方法存在的元素偏析、合金性能受限、制备成本高等问题,提出了高熔点差组元合金的累积叠轧-扩散合金化制备新工艺。采用SEM、EDS、TEM、XRD和万能试验机表征了累积叠轧-扩散合金化Cu-21Ni-5Sn合金的组织和性能,研究了累积叠轧和阶梯式扩散热处理工艺对Cu-21Ni-5Sn合金成分均匀性的影响和机理,并揭示了后续时效制度对Cu-21Ni-5Sn合金性能的影响和机理。结果表明：通过累积叠轧7道次+650 ℃/5 h+1000 ℃/8 h阶梯真空扩散热处理工艺,制备出了元素误差小于5%、成分均匀的Cu-21Ni-5Sn合金。采用累积叠轧实现减薄中间层、缩短扩散距离,增加晶界、位错等原子扩散通道,低熔点Sn元素与Cu、Ni元素在650 ℃形成高熔点(Cu,Ni)₃Sn金属间化合物临界层,在1000 ℃高温加速Cu、Ni元素扩散。Cu-21Ni-5Sn合金在40%预冷变形下于470 ℃时效60 min充分调幅分解,基体中析出致密的与基体共格的DO22及L12有序固溶体,与α铜基体之间的取向关系为(-1-1-1 )Cu//(-2-20)DO22,(-200)Cu//(-310)L12。合金抗拉强度达到峰值916 MPa,弹性模量为135.4 GPa,合金导电率达到6.23% IACS。     

Cu-3.2Ni-0.75Si合金时效析出行为研究

利用透射电镜研究了Cu-3．2Ni-0．75Si合金在不同温度时效时的组织转变规律。研究结果表明，调幅分解是其时效相变过程失稳方式之一。发生调幅分解存在一临界温度，TR(450．500℃)，当时效温度低于TR时，合金的时效分解经历调幅分解、有序化等一系列亚稳过程后，最终析出平衡相δ-Ni2Ti。当时效温度高于TR时，过饱和固溶体中直接分解形成δ-Ni2Si相。     

W含量对Ni-W合金基带取向及织构形成的影响

采用压延辅助双轴织构基板制备路线,结合X射线衍射和电子背散射衍射技术,系统研究了W量(原子分数)分别为5%、7%和9.3%的Ni-W合金基带在冷轧形变和再结晶热处理过程中的取向及织构形成的变化规律。研究发现,在冷轧形变过程中,随着W含量的增加,Ni-W合金基带中S和Copper取向含量的增量逐渐降低,而Brass取向含量的增量则呈现上升趋势,最终低W合金获得Copper型轧制织构,而高W合金获得Brass型轧制织构。在再结晶热处理过程中,低W合金立方晶粒形核较早并迅速长大,吞并其它取向,容易获得立方织构;高W合金的立方取向晶粒则和其它取向晶粒一同形核和长大,且长大速度不及其它取向晶粒,最后形成杂乱取向。     

Cu-Ni-Si合金时效析出相的长大机制研究

通过测量导电率研究了Cu-3．2Ni-0．75Si-0．30Zn合金在时效过程中的调幅分解行为。结果表明,合金在450℃时效时按照调幅分解机制经历了三个序列:溶质富集区→半共格Ni2Si相→非共格Ni2Si相。即随时效时间的延长,溶质原子富集区出现有序化,形成与基体半共格的强化相(Ni2Si)。继续时效,强化相不断析出与长大, 半共格关系被破坏,最终在表面张力的作用下逐渐球化,导电率和显微硬度上升趋势随之减弱。     

退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝显微组织和拉伸性能对比

用X射线衍射仪、光学显微镜和拉伸试验等研究了退火温度(Ta)对Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝相组成、显微组织和拉伸性能的影响.结果表明,退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝室温组成相均为单斜结构的马氏体B19'和CsCl型结构的母相B2.350～550℃退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝皆处于回复阶段,组织呈现纤维状,600～700℃退火态合金丝处于晶粒长大阶段,组织呈等轴状;两种合金的再结晶温度均在550～600℃之间.Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝的抗拉强度(Rm)和马氏体再取向平台长度(LM)相近,Ti-50Ni合金丝的马氏体再取向应力(σM)和伸长率(A)大于Ti-45Ni-5Cu合金丝.随Ta升高,两种合金丝的Rm和LM下降,A升高,σM先下降后上升,Ti-50Ni合金丝σM的最小值102.8 MPa在450～500℃退火态合金丝中取得,Ti-45Ni-5Cu合金丝σM的最小值63.3 MPa在400℃退火态合金丝中取得.     

Cu-Ni-Si合金时效析出相的长大机制研究

通过测量导电率研究了Cu-3．2Ni-0．75Si-0．30Zn合金在时效过程中的调幅分解行为。结果表明，合金在450℃时效时按照调幅分解机制经历了三个序列：溶质富集区→半共格Ni：Si相→非共格Ni：Si相。即随时效时间的延长，溶质原子富集区出现有序化，形成与基体半共格的强化相（Ni：Si）。继续时效，强化相不断析出与长大，半共格关系被破坏。最终在表面张力的作用下逐渐球化，导电率和显微硬度上升趋势随之减弱。