新淬火状态2806铝合金板塑性成形各向异性行为研究

通过与轧制轴成0°、45°和90°方向的单向拉伸试验，研究了2B06铝合金板O态和W态（新淬火态）下材料的强度各向异性（3个方向屈服强度的变化）和塑性流动各向异性（3个方向厚向异性指数的变化）行为。发现，虽然屈服强度和应变硬化受热处理状态影响显著，但强度各向异性和塑性流动各向异性受热处理状态影响较小，均在试验数据分散范围之内。获取的试验数据被用来校准Hill48屈服准则。通过绘制的屈服轨迹发现，对于W态可以采用与O态相同的屈服面形状来描述其材料塑性各向异性行为，这样将显著减少W态下本构模型校准需要的试验数。     

选区激光熔化Al-Mg-Sc-Zr合金成形性及力学性能研究

通过选区激光熔化(SLM)技术制备Al-Mg-Sc-Zr铝合金，系统研究了不同工艺参数对铝合金粉末成形性以及不同时效处理条件对SLM成形样品组织和力学性能的影响。结果表明，在高激光功率和低激光扫描速度下，SLM成形样品的致密度较高。沿样品沉积方向可观察到熔池层层堆叠的显微组织，熔池边界和熔池内部均存在细小纳米颗粒。经不同温度时效处理后，样品的硬度和压缩屈服强度先增加后降低。SLM成形样品经400℃时效处理3 h后屈服强度达到最大值469±4 MPa。     

板坯组织类型及热处理对Ti6321合金板材力学性能各向异性的影响

结合力学性能测试和OM、SEM、EBSD分析,研究了Ti6321合金板材力学性能各向异性及其影响因素。结果表明:板坯组织类型对板材平面各向异性具有显著影响,等轴组织板坯和魏氏组织板坯制备的合金板材屈服强度、抗拉强度和冲击功均具有明显的平面各向异性,且等轴组织板坯制备板材的屈服强度、抗拉强度和冲击功平面各向异性指数高于魏氏组织板坯制备板材相应指数。不同板坯组织类型制备的热轧态板材,织构均主要为柱面织构({0002}⊥轧面),织构的方向为c轴倾向于平行于TD方向排布;经(980℃, 80 min)热处理后板材织构主要为基面织构({0002}//轧面),织构方向为c轴倾向于与ND平行。不同组织类型的板坯经相同的热变形和热处理,对应板材的金相组织、织构组分、再结晶程度和裂纹扩展路径存在明显的差异,这综合引起Ti6321合金板材力学性能的各向异性。     

基于镁合金{1012}孪生的织构调整及屈服行为演变

研究挤压态镁合金沿挤压方向预压缩对随后沿ED方向拉伸以及垂直于ED方向压缩屈服行为的影响。结果表明:在所研究的1%~9%压缩预变形范围内,不同预变形量对随后沿.ED方向拉伸的屈服影响几乎一样,都能使沿挤压方向拉伸屈服强度下降到约120 MPa,这几乎与沿挤压方向压缩屈服强度122 MPa一致;沿ED方向预压缩将导致垂直于ED方向压缩屈服强度显著增加,且不同预变形量对随后沿垂直于ED方向压缩的屈服行为影响几乎一致。造成不同施载方向屈服行为不一样的原因是不同施载方向孪生变体的最大施密特因子值不同。最大施密特因子值越大,孪生启动时的临界剪切应力越小,屈服强度也就越低。     

取样形式及回火处理对X70管线钢强度的影响

研究了取样方向和取样形状对热轧板材强度的影响，结果表明：横向试样的强度值大于纵向试样，该各向异性特征取决于(112)<110>织构强度，板状试样的强度值、伸长率均高于圆棒试样，另外，随着卷取温度的升高，圆棒试样的屈服强度呈先增后减的趋势，随着回火温度的升高，圆棒试样的屈服强度增量增大，并且纵向增量比横向大。     

铁素体轧制Ti-IF钢冲压成形条纹缺陷原因分析与改进措施

针对铁素体轧制工艺生产的Ti-IF带钢冲压后出现条纹缺陷的问题,通过对其力学性能与微观组织分析,并与未出现缺陷的正常批次带钢进行比较,表明冷轧退火后带钢屈服强度偏低、晶粒尺寸与Δr值偏大是导致冲压出现条纹缺陷的主要原因。对生产工艺进行了研究,发现热轧工艺中板坯加热温度、终轧温度与卷取温度偏低,且冷轧退火温度偏高,是导致冷轧退火带钢性能偏低的原因。为此,提出了工艺优化措施:将板坯加热温度由原来的1 100 ℃提高到1 130 ℃,将目标终轧温度按照810 ℃控制,将冷轧后退火温度由800 ℃降低到780 ℃,并将退火缓冷段与快冷段温度分别下调20 ℃与50 ℃。工艺优化后提高了带钢屈服强度,减小了Δr值,解决了铁素体轧制Ti-IF钢冲压后出现条纹缺陷的问题。     

新淬火状态2B06铝合金板塑性成形各向异性行为研究

通过与轧制轴成0°、45°和90°方向的单向拉伸试验,研究了2B06铝合金板O态和W态(新淬火态)下材料的强度各向异性(3个方向屈服强度的变化)和塑性流动各向异性(3个方向厚向异性指数的变化)行为。发现,虽然屈服强度和应变硬化受热处理状态影响显著,但强度各向异性和塑性流动各向异性受热处理状态影响较小,均在试验数据分散范围之内。获取的试验数据被用来校准Hill48屈服准则。通过绘制的屈服轨迹发现,对于W态可以采用与O态相同的屈服面形状来描述其材料塑性各向异性行为,这样将显著减少W态下本构模型校准需要的试验数。     

板坯组织类型及热处理工艺对Ti6321合金板材组织与性能的影响

结合力学性能测试和OM、SEM分析,研究了不同板坯组织类型和热处理工艺对Ti6321合金组织与性能的影响。结果表明：合金板坯的组织类型对轧制板材的组织与性能状态具有显著影响,经相同工艺轧制后,等轴组织板坯形成双态组织板材,魏氏组织板坯形成等轴组织板材。(α+β)/β相变点以下热处理,等轴组织板坯制备板材的纵、横向的屈服强度和抗拉强度低于魏氏组织板坯制备板材对应方向的强度,延伸率和冲击功则相反；随加热温度的升高,不同板坯组织制备的板材其屈服强度、抗拉强度略有降低,冲击功则急剧升高。高于(α+β)/β相变点热处理,两合金的拉伸性能和冲击功均明显下降。合金板材在α+β两相区热处理过程,初生α相对温度的敏感性高于对保温时间的敏感性。随着温度的升高,初生α相含量急剧下降,而次生片状α相含量明显增加。Ti6321合金板材适宜的热处理工艺为：(940℃～980℃)×(2～3)h。     

热处理工艺对不同组织类型的Ti6321合金板坯组织与性能的影响

结合力学性能测试和OM、SEM分析,研究了不同板坯组织类型和热处理工艺对Ti6321合金组织与性能的影响。结果表明:合金板坯的组织类型对轧制板材的组织与性能状态具有显著影响,经相同工艺轧制后,等轴组织板坯形成双态组织板材,魏氏组织板坯形成等轴组织板材。(α+β)/β相变点以下热处理,等轴组织板坯制备板材的纵、横向的屈服强度和抗拉强度低于魏氏组织板坯制备板材对应方向的强度,延伸率和冲击功则相反;随加热温度的升高,不同板坯组织制备的板材其屈服强度、抗拉强度略有降低,冲击功则急剧升高。高于(α+β)/β相变点热处理,2种合金的拉伸性能和冲击功均明显下降。合金板材在α+β两相区热处理过程,初生α相对温度的敏感性高于对保温时间的敏感性。随着温度的升高,初生α相含量急剧下降,而次生片状α相含量明显增加。Ti6321合金板材适宜的热处理工艺为:(940～980℃)/(2～3) h。     

材料性能参数对汽车B柱冲压成形的影响

以最大减薄率和最大失效作为判断依据,采用有限元仿真模拟软件Autoform研究了屈服强度R_e、厚向异性系数r与加工硬化指数n对汽车B柱零件成形的影响。研究结果表明,降低屈服强度与提高厚向异性系数和加工硬化指数,可以促进零件最大减薄率和最大失效的降低。相对于R_e值而言,r值对最大减薄率有更大的影响;相对R_e值与r值来说,n值对最大失效的影响更为显著。对于B柱零件,板材选材范围为:R_e≤180 MPa、r≥1. 8、n≥0. 22。     

20CrMo钢中的Cottrell气团及其对初始屈服抗力和疲劳门槛值的影响

２０ＣｒＭｏ钢淬火后，在６００，４５０和２００℃回火，可以得到有上、下屈服点、没有上屈服点只有屈服平台没有物理屈服现象等３种屈服曲线。本文通过对此３种材料施以不同预变形，研究了Ｃｏｔｔｒｅｌｌ气团对初始屈服抗力σ０和疲劳门槛值ΔＫｔｈ的影响。     

晶粒形貌及织构对AA 7055铝合金板材不同厚度层屈服强度的影响

研究了AA 7055铝合金板材不同厚度层屈服强度的演变规律,并采用背散射电子衍射(EBSD)技术对板材各厚度层进行了微观组织观察和织构组分测试.拉伸试验结果表明,AA 7055铝合金板材的屈服强度在板厚方向呈各向异性,从表面层到中心层屈服强度依次增加,并且在1/4厚度层的屈服强度值突然增大.EBSD结果表明,表面层附近晶粒呈近等轴状,中心层附近晶粒沿轧制方向拉长;此外,织构组分在中心附近以Brass、S、Copper为主,表面层附近则以Cube ND、Random取向为主.当合金沿板材轧制方向拉伸时,由于Brass、S、Copper是硬取向,它们提供较大的泰勒因子M值,从而使屈服强度增大;相反,Cube ND、Random是软取向,他们对屈服强度的贡献较小.另外,晶粒形貌也影响着屈服强度的各向异性.     

退火温度对大变形热轧AZ31镁合金板材力学性能的影响

采用热挤压态AZ31变形镁合金板坯,研究了退火温度对大变形热轧AZ31变形镁合金板材力学性能的影响.结果表明:随着退火温度的升高,变形镁合金板材的抗拉强度和屈服强度减小,伸长率呈线性增加趋势,硬度和杯突值均降低.变形镁合金板材的力学性能与其晶粒尺寸和组织均匀性密切相关.     

晶体学织构与晶粒形状对管线钢屈服强度各向异性的影响

通过室温拉伸试验观察了X100管线钢板与轧向夹角分别为0°、30°、45°、60°与90°方向上的屈服强度。利用X射线衍射技术测算的取向分布函数数据及背散射电子技术分析出的晶粒形状参数分别讨论了织构与晶粒几何形状对管线钢屈服强度各向异性的影响规律,建立了综合晶体学取向与晶粒几何形状共同作用的屈服强度理论模型,并比较理论计算值与实测值。结果显示,晶体学织构是造成管线钢横向屈服强度大于其它方向的主要原因,而晶粒形状则造成了管线钢从轧向到横向的屈服强度先减小后增大且在45°方向上最低。     

5182铝合金板材成形性能研究

在室温条件下,依次按0°、45°和90°的轧制方向和0. 01、0. 1和1 s-1的应变速率对5182铝合金标准试样进行单向拉伸实验,研究了5182铝合金室温下的成形性能。结果表明,5182铝合金的力学性能受应变速率及轧制方向的影响。同一应变速率下,其抗拉强度和伸长率在轧制方向为0°时最高,屈服强度在90°时最高,但各方向区别不明显;同一轧制方向上,随着应变速率的增大,其抗拉强度及伸长率呈下降趋势,屈服强度呈上升趋势;基于5182铝合金的单向拉伸实验,建立了Fields-Backofen本构方程,此外通过杯突实验,获取了5182铝合金的成形极限曲线,从而为5182铝合金室温冲压成形极限的预测及数值模拟提供理论支持。利用Dynaform模拟某车型汽车前盖内板冲压成形,证明本构方程和成形极限曲线的精度满足工程要求。     

提高无缝钢管屈服强度测量值准确性的探讨

测定拉伸试验应力速率、试样夹持位置、屈服强度指标对无缝钢管屈服强度测量值的影响程度,分析影响屈服强度测量值偏离真实值的原因,并提出提高试验测量值准确性的建议。分析认为:拉伸试验应力速率的增加对屈服强度测量值有一定提高作用,试样夹持位置对屈服强度测量值影响很大,屈服强度指标对测量值的影响不超过5 MPa。为提高屈服强度测量的准确性,建议将应力速率控制在10～25 MPa/s;尽量保持试样竖直夹持在中间位置,采用双侧变量引伸计;先按照产品标准进行屈服强度指标的选取,但若产品标准无要求,则根据规定总延伸率进行选取。     

连铸板坯高温力学性能参数的试验研究

应用Gleeble 500D热模拟试验机,以某钢厂四号板坯连铸机上生产的AH36钢板坯为对象,对其高温力学性能参数进行了试验研究,包括弹性极限、屈服强度、高温强度极限、断面收缩率、应力应变曲线、弹性模量、硬化系数、零强度温度和零韧带温度,为连铸板坯凝固传热-应力应变耦合数学模型的建立提供了重要的理论依据.     

喷射沉积SiC颗粒增强Al-Fe-V-Si复合材料的板材成形

基于多道次局部小变形累积整体成形的思路,采用新型的楔形压制对大尺寸多孔性喷射沉积SiC颗粒增强Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si复合材料板坯进行有效致密,对楔形压制致密后的板坯进行多道次轧制制得复合材料板材,对比研究了传统的挤压致密后轧制的工艺。结果表明,楔形压制能产生有效的静水压力,使板坯中的孔洞有效弥合、沉积坯中的弱界面和层状组织得到有效改善,从而使其成形性能得到提高。与传统的挤压后轧制工艺相比,通过楔形压制后轧制,工艺更为简单可行,SiC颗粒分布更均匀,其力学性能也更好。板材室温下的抗拉强度达520MPa,屈服强度为450MPa,伸长率为6.5%。     

脉冲铸轧5052铝合金板坯的组织及性能

将不同频率的脉冲电流引入铸轧工艺中,生产出质量良好的三组5052铝合金板坯。通过观察显微组织,详细地对比了不同频率的脉冲电流铸轧对板坯的显微组织及力学性能的影响。结果表明:在浇铸温度为690℃下,与传统铸轧成形的板材相比,施加300 A脉冲峰值电流和50 Hz频率的脉冲电流生产的5052铝合金板坯的枝晶生长受到抑制,组织得到一定程度细化,但晶粒大小并不均匀;施加300 A峰值电流和30 Hz频率的铸轧方式,产生较强的电磁振荡效果,组织中心部位呈现较大范围的等轴晶组织。多次拉伸试验表明,施加300 A脉冲峰值电流和30 Hz频率的脉冲电流调控的铸轧板坯的平均强度值最高,其平均屈服强度和平均抗拉强度分别为119 N/mm~2和239N/mm~2。     

高强钢中厚板不充分变形的矫直工艺研究

针对不同屈服强度的高强钢,提出了不充分变形的小压弯量3道次矫直方案,并采用ADINA有限元软件模拟矫直过程,研究屈服强度对高强钢长度方向应力、最大矫直力和宽度方向不平度的影响。最后在生产线上验证了最大矫直力和宽度方向的不平度。结果显示,板材变形主要集中于长度方向;随着矫直道次的增加、高强钢塑性变形的累积,高强钢长度方向的应力逐渐下降。当屈服强度≤950 MPa时,在前两个矫直道次中,已经累积充分的弹塑性变形,最大矫直力的模拟值略低于实测值;钢板不平度≤3.0 mm/2 m,满足GB/T709-2006标准的要求。当屈服强度为1150 MPa时,3道次矫直过程钢板仍不能累积充分的塑性变形,最大矫直力的模拟值明显高于实测值;钢板不平度为16 mm/2m,不满足GB/T 709-2006的要求。