Fe-40Ni合金的动态力学性能研究

利用金相观察、热模拟技术及扫描电子显微术(SEM)研究了Fe-40％ Ni合金在含Ti及无Ti条件下的高温应力-应变行为及变形后的应力弛豫行为,并观察了锻造样品中TiN颗粒的形态.实验结果显示:含Ni 40％的Fe-Ni合金在室温下保持了奥氏体组织,并有孪晶出现.在800～950℃范围内变形时只发生动态回复,1000℃以上变形时发生了动态再结晶.在Ti存在的情况下,变形温度达到1150℃时才发生动态再结晶.IF钢的模拟结果与不含Ti的Fe-40Ni合金呈现类似的趋势.由于TiN的应变诱导析出,明显延缓了变形后等温过程中的应力松弛速率.     

铁素体不锈钢焊接HAZ的晶粒长大模型

用物理模拟方法研究了铁素体不锈钢EB26－1焊接热影响区HAZ的晶粒长大,通过在不同规范下的等温晶粒长大物理模拟与分析,并结合焊接试验,建立了HAZ晶粒长大的模型,该模型成功地将Arrhenius公式用于热影响区晶粒长大计算,给出了焊接HAZ存在很陡的温度梯度对晶粒大长起阻碍作用的热钉扎效应,为选择合适的焊接规范和计算机模拟提供了依据。     

定向凝固Fe-6.5wt%Si合金热压缩变形行为研究

采用Gleeble 1500热模拟机对定向凝固Fe-6.5%(质量分数)Si合金进行热压缩变形研究。结果表明,Fe-6.5%(质量分数)Si合金柱状晶组织热形变过程中很难发生动态再结晶,以动态回复为主,易产生严重的变形带;在无序相区间,在柱状晶晶界处发生动态再结晶形核,但长大受到限制,仅局限于晶界附近。与锻态等轴晶组织相比,有序相区间,两种组织形变行为基本一致,受温度影响剧烈,在无序相区间,随温度升高,等轴晶组织的形变激活能略有升高,平均值约为294kJ/mol,而柱状晶组织的形变激活能逐渐降低,平均值约为260kJ/mol。     

低温时效对Fe-22Al合金微观组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、XRD、TEM和力学性能测试方法研究了低温时效对Fe-22Al合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,Fe-22Al合金经退火和固溶处理后的金相组织为粗大的等轴状晶粒,但固溶处理后晶粒尺寸有所减小。合金主要的相组成为α-Fe相以及具有B2结构的FeAl相,不存在DO3结构的Fe3Al相。存在明显的基体衍射斑点和(100)超点阵斑点意味着发生失稳有序化转变,并形成大量B2结构的有序相。暗场像结果表明存在大量Al原子的富集区和贫集区,即合金中发生了调幅分解转变。经过530℃时效处理后,合金的衍射斑点中同时存在DO3结构和B2结构的超点阵斑点。随时效的进行,逐渐发生B2→DO3相变,在B2结构的有序相内部形成大量细小的DO3相,并逐渐长大和粗化,最终形成粗大的海绵状结构。经过固溶和时效处理后,Fe-22Al合金的硬度和抗压强度分别为359HV、1610 MPa。     

非定向熔模铸造过程中高温合金叶片晶粒组织的计算机模拟

论述了近年来发展起来的非定向凝固高温合金叶片熔模铸造过程中晶粒组织形成的计算机模拟方法，包括凝固过程中晶粒组织形成的物理模型，模拟中所采用的二维和三维胞状自动机（CA）技术。     

GH4175合金固溶过程中γ相晶粒长大与γ′相回溶规律研究

目的 研究固溶处理工艺参数对GH4175合金微观组织演化的影响。方法 对挤压态的GH4175镍基高温合金进行亚固溶处理,通过定量分析,明确不同固溶处理制度对合金γ相晶粒尺寸、γ′相尺寸和体积分数的影响规律。结果 合金在1 145～1 160℃固溶60 min时,γ相晶粒尺寸从6.58μm长大到32.08μm,γ′相尺寸从1.20μm减小到1.14μm,γ′相体积分数由5.25%下降到0.53%;加热温度为1 155℃、保温时间为15～120 min时,γ相晶粒尺寸从7.76μm长大到34.10μm,γ′相尺寸从1.07μm长大到1.56μm,γ′相体积分数由2.84%下降到1.37%。结论 随着加热温度的升高和保温时间的延长,γ相晶粒尺寸增大,γ′相的体积分数降低,γ′相尺寸随加热温度的升高而减小、随保温时间的延长而增大。加热温度超过1 150℃时,γ′相发生不连续回溶,晶粒的长大速度加快。     

无取向硅钢晶粒长大过程中应力对织构和晶界变化的影响

采用EBSD技术研究了有、无拉应力作用下无取向硅钢在晶粒长大过程中织构转变及晶界变化的规律。结果表明:在晶粒生长期间,无应力作用下的硅钢中,{111}〈112〉,{111}〈110〉织构组分强化,而{100}〈001〉织构组分弱化;与无拉应力作用下的情况相比,施加5MPa的拉应力时,{111}〈112〉,{111}〈110〉织构组分强化的速率下降,{100}〈001〉织构组分变化不明显。对于在晶粒生长期间持续变化的{111}〈112〉,{111}〈110〉和{100}〈001〉织构组分而言,虽然有、无拉应力作用下硅钢的{111}〈112〉和{111}〈110〉织构组分的高取向差角度晶界频率均下降,而{100}〈001〉织构组分的高取向差角度晶界频率则上升,但当有拉应力作用后,{111}〈112〉和{111}〈110〉织构组分的高取向差角度晶界频率下降的速率变小,{100}〈001〉织构组分的高取向差角度晶界频率上升的速率稍有变小。通过对无取向硅钢在晶粒长大过程中织构转变及晶界变化规律的研究,分析了合金原子在晶界的偏聚行为。     

Inconel 600合金中不同类型晶界处铬的浓度

应用TEM、EDS和EBSD等技术研究了Inconel 600合金在715℃时效过程中不同类型晶界处碳化物的结构、形貌和晶界附近Cr浓度的分布。结果表明,不同类型晶界处碳化物的结构和形貌有较大的不同：在Σ3_c晶界析出的碳化物很少,在Σ3_i晶界析出不规则形状的M₂₃C₆碳化物,在Σ9晶界析出较大的M₂₃C₆碳化物颗粒,在Σ27晶界随机析出粗大的M₇C₃碳化物颗粒。富Cr碳化物在晶界的析出使晶界附近贫铬,在相同的时效条件下晶界的Σ值越高其附近贫铬越严重。随着时效时间的延长各晶界附近贫铬区的宽度不同程度地增大,时效15 h贫铬区的深度最大,时效50 h后深度不同程度地减小。     

40CrMn合金奥氏体结构及相变行为的电子理论研究

利用“固体与分子经验电子理论”的键距差分析法建立了 4 0 Cr Mn合金奥氏体的价电子结构 ,研究了合金中 Cr,Mn对其 C-曲线的影响。分析表明 :4 0钢中加入 Cr,Mn元素后 ,较强的 C-Me强键络阻碍了合金奥氏体的相变 ,从而提高了合金的淬透性 ,并引起 C曲线的拖曳效应。     

30Cr2Ni4MoV钢铸态加热过程中奥氏体晶粒的长大行为

采用KBF1400箱式电阻炉模拟大锻件的实际加热速度,研究了30Cr2Ni4MoV钢铸态组织在重新加热过程中奥氏体晶粒的长大行为。结果表明:保温时间一定,奥氏体的平均晶粒尺寸随着温度的升高呈指数增大;加热温度一定,奥氏体的平均晶粒尺寸随着保温时间的延长呈近似抛物线变化;当温度升高到1100℃时晶粒急剧长大;得到了描述30Cr2Ni4MoV铸态组织在加热过程中奥氏体的平均晶粒尺寸与保温时间关系的Beck方程,并建立了在等温条件及非等温条件下的晶粒长大模型。     

双相合金超塑性变形晶粒长大的模式

由应变促进晶粒长大是双相(α+β)合金超塑性变形中的重要组织效应。晶粒长大的驱动力来自界面滑动而造成的界面能升高。由于双相合金各界面的易动性和迁移性的不同,致使β相以晶界迁移的方式长大;α相以相遇合并的方式长大。两相晶粒的长大规律均符合下式: d=Aε~B+d_0 本文提出一个双相合金超塑性变形晶粒长大模型。     

Effect of Grain Size on the Weldability of Cast Alloy 718

Electron beam welding was conducted on cast alloy 718 with varying grain sizes obtained using Microcast (MX™) and conventional cast (CC) techniques. The average value per section of Total Crack Length (Av. TCL) was measured on each cross section and used to represent the material's weldability. It was found for the first time that the grain size had a reduced effect on the weldability of cast alloys, relative to that reported in the literature for wrought alloys; i.e., increased grain size in the range of 90-3000 microns resulted in improved weldability. This was determined to be related to the probability of welds intersecting grain boundaries and causing grain boundary microfissuring. The conclusion from the experimental analysis is corroborated by the use of a Weibull-type analysis to evaluate the probability of a weld microfissure occurring relative to the grain size. As grain size increases, the probability of the weld intersecting the grains is reduced, and thus, the likelihood of microfissuring is reduced. With regard to a single crystal, there are no grain boundaries intercepting the weld (probability = 0), and thus, microfissuring related to constitutional liquation of primary carbides, or segregation of species to grain boundaries would not occur.     

镁合金 AZ40M 再结晶晶粒尺寸与硬度模型研究

目的研究变形温度及变形速率对镁合金AZ40M再结晶晶粒尺寸以及硬度的影响。方法在gleeble-1500D热模拟机上进行热物理模拟压缩实验,变形温度为250~400℃,变形速率为0.001~1 s-1,通过金相法观测AZ40M镁合金在不同变形条件下的组织形貌,采用维氏硬度计测出镁合金热变形后的硬度值。结果当升高变形温度或降低变形速率时,材料的晶粒尺寸增大且硬度减小。结论得出了再结晶晶粒尺寸的变化规律,建立了AZ40M镁合金的晶粒尺寸与硬度的关系模型。     

Q235与400MPa超级钢焊接热影响区晶粒尺寸的预测对比

应用有限元方法建立了低碳钢与超级钢焊接温度场数学模型,分别对5mm厚低碳钢板和超级钢板等离子焊温度场和热循环进行了模拟和时比分析;利用模拟得到的热影响区热循环曲线,根据晶粒长大动力学原理分别对其热影响区晶粒尺寸进行预测。预测结果表明,低碳钢热影响区晶粒尺寸远大于超级钢热影响区晶粒。     

化工防腐用Ta40Nb合金板材加工工艺研究

用电子束熔炼得到Ta40Nb合金铸锭,研究了Ta40Nb合金的锻造和热处理工艺,结果表明,采用"轴向镦粗径向拔长+三向循环镦粗拔长"锻造工艺、"大加工率"的开坯轧制工艺,能更充分破碎Ta40Nb合金铸态组织,合金板材具有细小均匀的等轴晶。Ta40Nb合金板材成品处理采用1 200℃×90 min热处理工艺制度,能使材料最终获得均匀、细小的等轴晶组织,晶粒度达到8级以上。     

AZ31镁合金室温拉伸微观变形机制EBSD原位跟踪研究

利用电子背散射衍射(EBSD)技术,原位跟踪AZ31镁合金轧制板材室温下沿轧向拉伸时的晶粒取向变化。对变形过程的滑移系和孪晶启动机进行分析。结果表明:变形过程主要由〈a〉基面和柱面滑移系开动而实现,晶粒取向无明显变化,大量〈a〉位错滑移的产生,使得变形后小角度晶界增加明显。晶粒中拉伸孪晶是试样在拉伸变形过程中产生的,而非在试样拉伸后的卸载过程中产生。     

The effect of rejuvenation heat treatments on the repair weldability of wrought Alloy 718

Extensive precipitation of needle- and plate-shaped δ-phase in the γ-nickel matrix of wrought Alloy 718 is the major microstructural change resulting from multiple weld repair/post weld heat treatment (PWHT) cycles. Isothermal heat treatments at 954 °C for times up to 100 h were used to simulate the multiple PWHTs in laboratory samples. Grain size did not change appreciably during these heat treatments owing to δ-phase pinning of the grain boundaries (GBs). The susceptibility of Alloy 718 to heat-affected-zone (HAZ) liquation cracking degraded as a result of these heat treatments. This degradation is due to the short time, high temperature GB liquation caused by the combined effects of δ-phase dissolution, boron carbide constitutional liquation, and GB segregation. A rejuvenation treatment (1010 °C/2 h) effectively restored the degraded weldability by removing the adverse influence of δ-phase through dissolution above the δ-phase solvus. This heat treatment also promoted a spontaneous grain refinement and increase in the fraction of special GBs owing to the elimination of δ-phase pinning of GBs. The combined effects of δ-phase, grain size and fraction of special GBs are discussed in the context of HAZ liquation cracking that occurs during repair welding of Alloy 718.