镁合金强韧化复合机制与方法的探索

由于单独的“固溶-时效强化”应用于镁合金时，其强韧化效果较低.为此，针对镁合金Hall Petch系数较大的特点，将“晶粒细化”和“时效强化”两种机制耦合或复合在一起，设计了“激冷固溶时效”、“固溶形变时效”两种方法，由此显著地提高了AZ91镁合金的强韧性水平.在试验条件下，经“激冷固溶时效”后的镁合金AZ91的压缩断裂强度和屈服强度可分别达到335.3 MPa和225.91 MPa；经“固溶形变时效”后的镁合金AZ91的抗拉强度、屈服强度和延伸率可分别达到350 MPa、300 MPa和10%以上.     

镁合金复合变形微观组织和力学性能研究

对AZ31镁合金压痕-压平复合变形进行实验研究。研究结果表明,镁合金材料在低温塑性变形时,孪晶及孪生变形是主要变形机制;变形温度越高,孪晶组织越少;复合变形系数越大,孪晶组织越多,在晶粒内部产生了大量的孪晶组织;并且在晶界处开始发生动态再结晶,产生细小的动态再结晶晶粒;随着塑性变形程度的增大,晶粒取向开始发生变化,动态再结晶晶粒开始长大,直到覆盖初始的粗大晶粒,晶粒得到细化。当压缩率达到29%后,发生完全动态再结晶,晶粒得到充分的细化,晶粒平均尺寸达到8μm。当复合变形系数0.2时,组织中的孪晶数量较少,晶粒平均尺寸达到20μm。经过复合变形的AZ31镁合金板材的屈服强度达到212MPa,抗拉强度达到298MPa,延伸率提高至17.2%,分别提高20.1%、25.4%、34.3%。     

热挤压对AZ31-0.25%Sb合金组织与性能的影响

通过不同温度热挤压处理、力学性能测试和组织形貌观察,研究了热挤压处理对AZ31-0.25%Sb镁合金组织与性能的影响.结果表明：热挤压处理可有效提高合金的力学性能,经220 ℃热挤压处理,合金的室温抗拉强度由263 MPa提高到297.6 MPa,屈服强度由96 MPa提高到222.1 MPa,提高幅度达131.4%;热挤压处理提高AZ31-0.5Sb%合金强度的原因是：挤压期间产生了形变强化和发生的动态再结晶,形变产生的高密度位错可提高合金的抗拉强度,而发生动态再结晶形成的细小晶粒可有效提高合金的屈服强度.     

应变速率对AZ31B变形镁合金力学性能的影响

为了研究应变速率对AZ31B变形镁合金力学性能的影响,试验温度为室温、150℃时,对AZ31B变形镁合金进行拉伸试验,并记录抗拉强度和屈服强度,计算延伸率.通过扫描电镜观察拉伸断口形貌,结果表明,随着应变速率的提高,AZ31B变形镁合金的抗拉强度和屈服强度都随之提高,而延伸率却逐渐降低;随着温度的升高,同一应变速率下的抗拉强度和屈服强度降低,而延伸率大幅度升高.通过观察扫描断口形貌发现,合金表现为韧性断裂,且随着应变速率的降低,韧窝逐渐增多.     

挤压温度对固相再生ZM6镁合金组织和性能的影响

利用固相再生方法在挤压比为25：1的条件下,将ZM6镁合金屑分别在350℃、400℃、450℃和500℃温度下制备成试样,进行微观组织观察和力学性能测试。结果表明：当挤压温度为400℃时,ZM6耐热镁合金没有发生再结晶,合金中金属化合物在挤压过程中被打碎,均匀分布在基体中;当挤压温度为450℃和500℃时,ZM6镁合金发生部分动态再结晶;随着挤压温度的提高,合金的抗拉强度和延伸率提高;在挤压温度为500℃,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为300．2MPa、142．9MPa和30％。合金室温拉伸断口主要表现为穿晶韧窝断裂。     

800MPa级冷轧双相钢的组织与性能

在实验室试制了800 MPa级C-Si-Mn系冷轧双相钢,研究了双相钢的处理工艺,并对所研究钢板进行了力学性能测试和显微组织分析.研究结果表明,随着退火温度的增加,屈服强度和抗拉强度呈逐渐增加的趋势,当退火温度在740~760℃时,增加不太明显;温度高于760℃以后,屈服强度和抗拉强度均有较大幅度的增加;当退火温度达800℃时,屈服强度为490 MPa,抗拉强度达到955 MPa,延伸率为18.0%.     

淬火温度对QAl10-5-5铜铝合金组织性能的影响

以主要元素为Cu80-Al9.8的合金为研究对象,经淬火处理后发现,随着淬火温度的升高,合金中白色的α相组织和黑色颗粒状的k相组织逐渐减少,黑色β相组织逐渐增多;淬火温度升至950℃时,合金中的k相组织已基本消失,合金中有较多的β相组织,α相在β相界面及晶体内析出,且逐渐减少。经常温(10～25℃)拉伸后发现,合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率均呈现先升后降的趋势。淬火温度在900℃时,合金的抗拉强度、屈服强度分别为743MPa和410MPa。950℃淬火时,合金的抗拉强度、屈服强度迅速下降至600MPa、340MPa,可见温度为900℃时兼顾了合金的强度和塑性,为适宜的热处理工艺。     

低温退火对锡磷青铜C5191组织和机械性能的影响

通过对锡磷青铜C5191在均匀化热处理后进行不同温度的低温热处理,并利用金相显微镜表征材料组织结构,以电子万能材料试验机测试机械性能,考察了热处理温度对锡磷青铜C5191组织结构和机械性能的影响.结果表明:锡磷青铜C5191在230℃、220℃、210℃和200℃低温热处理4h后,与未进行低温热处理的锡磷青铜C5191相比,屈服强度得到提高.随着低温热处理的温度下降,延伸率随之下降,而抗拉强度未发生明显变化,屈强比得到显著提高.在200℃热处理4h后,合金的晶粒细化程度最佳,抗拉强度为625MPa,屈服强度达到594MPa,屈强比为0.95,符合高性能锡磷青铜材料的要求.     

退火工艺对双层卷焊钢管力学性能与组织的影响

研究了退火温度、保温时间对双层卷焊钢管力学性能和显微组织的影响。结果表明:高温退火可明显改善DWBT的可变形能力,随退火温度增加、保温时间的延长,DWBT屈服强度降低,延伸率上升而抗拉强度变化幅度较小;无论退火与否,双层卷焊钢管的金相组织均为块状铁素体且伴随有少量的晶内铁素体存在;高温退火时,双层卷焊钢管中铁素体晶粒尺寸变化幅度较小,无明显的静态再结晶过程。     

熔体热历史对Al-11.6%Si合金组织及性能的影响

本文研究了熔体加热温度和保温时间对Al-11.6%Si合金显微组织及性能的影响.研究发现,合金液的加热温度和保温时间不仅影响合金凝固的组织,而且也影响其力学性能.将合金液温度从720℃升到900℃,共晶硅由粗大的针片状变为点状或短棒状、合金抗拉强度提高了6.33%、延伸率提高了10.83%.升温后的保温时间对合金组织和力学性能的影响时间不同于降温后的保温时间,随升温后保温时间的延长,合金的组织变细、抗拉强度和延伸率提高;随降温后保温时间的延长,合金的组织变粗、抗拉强度和延伸率降低.     

热处理工艺对Nb-Ti-Al基低密度铌合金力学性能及组织形貌的影响

将Nb-Ti-Al基低密度铌合金在不同的高温条件下进行热加工处理,并对合金涂层后的试样在1 300 ℃高温熔烧30 min,利用INSTRON4505型万能试验机、金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪对热处理后试样的室温（25 ℃）力学性能（抗拉强度бb、屈服强度б0.2和延伸率）、金相组织、断口形貌等进行了对比分析。结果表明,当熔烧温度（t≥900 ℃）每升高100 ℃,抗拉强度下降9.23%,屈服强度下降9.11%,延伸率下降9.59%,晶粒度增大比例为21.43%,在熔烧温度高于1 200 ℃时试样仅测出抗拉强度值就断裂了,表现出铌合金试样随着熔烧温度梯度的升高,样品基材的力学性能下降,晶粒度和硬度不断增大,塑性和韧性不断下降的规律。     

铁素体体积分数对Q&P钢组织与性能的影响

为了研究铁素体体积分数对于QP钢组织与性能的影响,设计了系列连续退火试验研究缓冷过程中相变形成的铁素体体积分数对于QP钢组织与性能的影响.相较于单相区淬火的情况下,相变铁素体的引入可以将延伸率由6%提高至26.7%,强塑积由由7.5GPa%提升至26.6GPa%.CCE模型计算表明,引入缓冷相变铁素体后,QP钢淬火前的奥氏体晶粒实现了富碳,提高了奥氏体晶粒的稳定性,从而使得QP钢的加工硬化能力增强,在略微损失强度的情况下大大增强了延伸率和强塑积.实测的残余奥氏体体积分数最大值的峰值对应的快冷温度为250℃, 420℃配分350 s的情况下,QP钢的屈服强度为640 MPa,抗拉强度为998 MPa,强塑积≥20GPa%,各项指标满足980 MPa级QP钢要求.     

AZ31镁合金等温条件下组织演变及晶粒长大模型

对AZ31镁合金板材进行固溶处理,在150~450℃的温度范围内,研究等温条件下加热温度和保温时间对AZ31镁合金晶粒尺寸变化规律的影响。研究结果表明:当加热温度一定时,晶粒尺寸随保温时间延长而增大;保温时间一定时,加热温度在150~250℃范围内,晶粒尺寸随温度升高先增加再减小;温度大于250℃时,晶粒尺寸随温度升高逐渐增大。基于250~450℃实验数据,构建晶粒长大模型,并验证了该模型的准确性。     

Y对AZ31镁合金铸态组织和性能的影响

采用真空熔炼炉制备AZ31Y镁合金.观察其微观组织,对析出相进行分析,并着重讨论了提高其力学性能的途径.结果表明,Y在AZ31镁合金中主要以块状A12Y化合物形式存在;高熔点的A12Y在合金凝固过程中首先析出,成为凝固的异质形核剂,从而细化了合金组织,改善了室温和高温力学性能;由于Y的强化,含Y AZ31镁合金平均晶粒尺寸降低幅度约为35.82%;室温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为212MPa,147 MPa和7.5%,200℃时分别为117 MPa,98 MPa和10.2 %.     

涤纶/玻璃纤维针刺热压复合板材的制备及性能研究

为改善玻璃纤维增强PET复合板材的力学性能,将涤纶纤维与玻璃纤维通过针刺复合成非织造布,采用叠层热压成型制备出刚性复合板材。采用力学性能测试,XRD分析研究了铺叠层数、热压压力、热压温度和热压时间对复合板材弯曲强度、拉伸强度、冲击强度和结晶结构的影响。结果表明,铺叠层数为7层时,控制热压压力为8MPa,热压温度为260℃,热压时间为5min,复合板材的弯曲强度、拉伸强度、冲击强度最佳,分别为131.6MPa、93.7MPa、94.8kJ/m~2,且此时PET晶粒尺寸最小,晶体内部缺陷少。     

AZ31镁合金热精轧及热处理工艺实验研究

采用单向轧制的方法对不同轧制温度、道次压下量等工艺条件下所制备的AZ31镁合金板材的组织进行了研究.结果表明,多道次轧制时,单道次压下量为25%时所得到的晶粒最为细小均匀;轧制温度为300℃和400℃时对板材的微观组织没有明显影响;热处理时,保温时间为30 min的情况下,在温度低于150℃时,轧制板材再结晶不完全,温度超过350℃时轧制板材再结晶组织粗大,在250℃到300℃进行热处理得到的晶粒为5μm左右;在320℃保温15 min就可以达到再结晶,再继续增加保温时间到120min对组织几乎没有影响,说明在热处理时前一段时间组织发生再结晶变化,当组织转变完毕,延长保温时间对组织转变没有明显影响.     

热处理工艺对ZL114A铝合金组织及力学性能的影响

为了研究热处理工艺对ZL114A铝合金组织和力学性能的影响,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸实验机等设备对不同热处理后的ZL114A铝合金进行组织观察和力学性能测试。结果表明,随着固溶温度从505℃升高到550℃,合金组织中的共晶硅依次发生熔断、球化和粗化等现象,而且硬度、抗拉强度和延伸率均出现先增加后降低现象,在535℃/12 h时达到最大值,分别为89.7 HB、280 MPa和6.6%;当固溶温度达到550℃时,晶粒粗大,出现过烧现象,硬度和抗拉强度急剧降低,因此,适合的固溶工艺为535℃/12 h。经此固溶工艺处理的ZL114A铝合金经不同温度6 h时效处理,结果表明,随着时效温度从140℃升高到170℃,合金的抗拉强度从286 MPa增加至345 MPa,而延伸率则从6.2%降低至4.0%,在155℃时,其抗拉强度和延伸率分别为315 MPa和5.2%,较铸态时抗拉强度提高了81.0%,延伸率提高了108.0%。从企业对产品实际性能需求出发,最佳的热处理工艺制度为535℃/12 h+155℃/6 h。     

挤压态Mg－Zn－Nd镁合金的组织与力学性

为了确定稀土元素Nd在Mg,Zn系镁合金中的合金化作用, 以添加0.5%～3%Nd的挤压态Mg镁合金为实验材料,在室温、150℃和200℃ 下进行了拉伸试验,确定了合金在不同温度下的抗拉强度、屈服强度及伸长率,探讨了稀土 元素Nd对Mg,Zn系镁合金的拉伸性能的影响规律.结果表明,室温下,随着Nd含量的增加, 抗拉强度不断升高,而屈服强度则先降低后升高;在150℃和200℃下,合金的抗拉强度和屈服强度随Nd含量的增加则呈现不同的变化规律.此外,Nd含量为0.5%、1%和3%的合金的伸长率随试验温度的升高呈现先增大后减小的趋势,而Nd含量为2%的合金的伸长率则随试验 温度的升高而持续增大.     

挤压态Mg—Zn—Nd镁合金的组织与力学性能

为了确定稀土元素Nd在Mg-Zn系镁合金中的合金化作用,以添加0.5%～3%Nd的挤压态Mg-1%Zn-xNd镁合金为实验材料,在室温、150℃和200℃下进行了拉伸试验,确定了合金在不同温度下的抗拉强度、屈服强度及伸长率,探讨了稀土元素Nd对Mg-Zn系镁合金的拉伸性能的影响规律.结果表明,室温下,随着Nd含量的增加,抗拉强度不断升高,而屈服强度则先降低后升高;在150℃和200℃下.合金的抗拉强度和屈服强度随Nd含量的增加则呈现不同的变化规律.此外,Nd含量为0.5%、1%和3%的合金的伸长率随试验温度的升高呈现先增大后减小的趋势,而Nd含量为2%的合金的伸长率则随试验温度的升高而持续增大.     

用超快速冷却工艺开发热轧高强度带钢的实验研究

在实验室以一种普通含Nb微合金化钢为原料,用超快速冷却工艺开发热轧高强度带钢。采用LEICA图像分析仪观察分析开发的热轧高强度带钢试样的微观组织,采用INSTRON拉伸机检测试样的屈服强度、抗拉强度、断后总延伸率等力学性能。结果表明,采用该工艺获得两种具有良好强塑性能匹配的新钢级:一种为体积分数82%多边形铁素体+体积分数18%岛状马氏体的双相钢,屈服强度为516 MPa,抗拉强度为795 MPa,断后总延伸率为23%;另一种为体积分数95%粒状贝氏体+体积分数5%岛状马氏体的复相钢,屈服强度为538 MPa,抗拉强度为790 MPa,断后总延伸率为25%。