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AZ31镁合金板材低温双向反复弯曲变形及退火过程的组织演化

张雷 , 杨续跃 , 霍庆欢 , 田放 , 张玉晶 , 周小杰 , 陈佳

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00041

对AZ31镁合金热轧板材在423 K进行了双向反复弯曲变形及523 K退火处理,利用OM及SEM/EBSD技术研究了该工艺过程中的组织和织构演化规律.结果表明,孪生为其主要的变形机制,随着变形道次的增加,靠近表面的晶粒中不断地累积孪生变形,并最终被高密度的孪晶分割细化;而中部组织变化不大,仅有少量孪晶产生;样品趋向于形成两边孪晶密度大、中间孪晶密度小梯度变化的双面对称组织.6道次变形的样品在523 K退火1000 s后,表层晶粒发生了完全静态再结晶,平均晶粒尺寸由46 μm细化至10 μm左右,在板材两边各形成了约为1/4板厚的细晶层,且该区域的组织较为稳定.此外,其室温延伸率也由19.01%提高到了24%左右,但抗拉强度变化不大,这是由于板材两边的晶粒细化和织构弱化共同作用所致.

关键词: 镁合金 , 双向反复弯曲 , 孪生 , 退火 , 织构

Si、Cu和热处理工艺对Al-Si合金电导率的影响

李斌 , 杨昭 , 杨续跃 , 李绍康 , 许德英

稀有金属材料与工程

通过电导率测量、金相观察、扫描电镜分析和X射线衍射分析,研究了Si含量、Cu含量和热处理工艺对Al-Si系铸造合金晶格常数和电性能的影响规律.结果表明:Si和Cu元素的添加会减小合金的电导率;当Si含量超过固溶极限后,Si含量的变化对晶格畸变程度影响不大,合金的电导率受Si相的体积百分数控制;而Cu在固溶极限内时,随其含量的增加,晶格畸变程度增大,合金的电导率可根据铝基体晶格常数的偏离量来评估;经过450℃,5 h+250,2h热处理工艺,晶格畸变程度明显降低,合金的电导率有明显提高,增幅最高可达32%.

关键词: 晶格畸变 , 电导率 , Al-Si合金

镁合金温变形过程中的孪生及孪晶交叉

杨续跃 , 张雷

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.11.005

对AZ31镁合金在3种温度(523,573和673 K)下进行了单向压缩变形.在523 K,当真应变ε达到0.22时真应力-真应变曲线出现尖锐的应力峰值,在应力峰值之前先后经历了缓慢加工硬化(0.02≤ε<0.06)和急剧加工硬化(0.06≤ε<0.22)2个阶段.利用SEM/EBSD技术分析了这2个阶段对应的显微组织.结果表明,在缓慢加工硬化阶段(ε=0.03),仅有少量孪晶出现;在急剧加工硬化阶段(ε=0.06),产生了大量{101~-2}孪晶,孪晶间的相互交叉导致材料产生急剧加工硬化.AZ31镁合金{101~-2}孪晶间交叉有5种可能存在的形式,孪晶的形成和交叉与压缩应力方向有密切关系.在基体应力方向分别为近似<112~-0>和<101~-0>方向时确认了(101~-2)-(011~-2)和(101~-2)-(01~-12)2种交叉形式.

关键词: 镁合金 , 温变形 , 孪生 , 孪晶交叉 , 取向图

镁合金热变形下变形带的形貌和晶体学特征

杨续跃 , 姜育培

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00581

对不同温度单向压缩下AZ31镁合金不均匀形变组织的形貌和晶体学特征进行了研究.结果显示:形变组织具有很强的温度和应变敏感性;250℃时,晶粒内在变形初期出现大量的{1012}拉伸孪晶和少数{1011}压缩孪晶,随着应变量的加大,拉伸孪晶因相同取向孪晶的合并而急剧减少,而压缩孪晶明显变粗,数量也有所增加;300℃以上时,非基面滑移被激活后,出现了与压缩轴基本垂直的扭折带,其晶体学方向垂直于(0001)基面,扭折带两侧的主滑移系都为(0001)基面滑移,变形初期扭折带界面取向差为2°-6°,随着变形量的增加,扭折带密度加大;温度升高至400℃时,扭折界面发生明显的弯曲.对扭折带和其他变形带的特征进行了对比考察.

关键词: 镁合金 , 不均匀变形 , 变形带 , 组织形貌 , 孪晶 , 扭折带

多向压缩变形及退火制备超细晶铜合金

杨续跃 , 张之岭 , 王军 , 秦佳 , 陈志永

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00401

通过OM,TEM和SEM/EBSD研究了QBe1.7铜合金室温多向压缩变形及973 K退火后的微观组织及其取向演化规律.结果表明:室温变形时,其真应力-累积真应变(σ-∑ε)曲线因动态回复而呈类似稳态流变特征,随变形道次的增加组织内部产生了大量的亚晶,但均匀弥散分布的细小析出物的存在严重抑制了动态再结晶的进行,累积变形至Σε=4.8时仍未出现细晶;而在中等变形程度下(∑ε=2.4)通过退火处理可获得平均晶粒尺寸仅0.8 μm左右的超细晶组织.超细晶主要是由变形所产生的中低角度晶界迅速转变为包含大量孪晶界的高角晶界演化而成.根据晶粒尺寸变化可把退火过程分为回复、晶粒急剧细化和晶粒正常长大3个阶段.

关键词: 铜合金 , 多向压缩 , 退火处理 , 超细晶 , 再结晶

初始取向对AZ31镁合金微观织构演化的影响

吴新星 , 杨续跃 , 张雷 , 张之岭

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00523

将从挤压棒材中截取的长轴与挤压方向分别成0°,45°和90°的AZ31镁合金长方体试样在中、高温度(523-723 K)下沿长轴方向压缩变形,利用OM和SEM/EBSD技术观察和分析了初始取向对其微观织构演化的影响.结果表明,随着变形温度的降低,初始取向对变形行为的影响显著增加,在523 K时,长轴平行挤压方向的0°试样在ε=0.06时拉伸孪晶体积分数可达30%,随着应变量的增加,孪晶体积分数持续增加,在ε=0.3时达到90%;沿与棒材长轴夹角45°和90°截取的试样在ε=0.3时孪晶不足10%;拉伸孪晶的大量存在是0°试样出现急剧加工硬化的原因.0°试样变形至ε=0.2时几乎所有的晶粒都发生了近90°的转动,基面由变形前平行于压缩方向转至与压缩方向垂直,45°试样只是在大应变时才发生晶粒的缓慢转动,而90°试样则几乎不发生晶粒转动.

关键词: 镁合金 , 初始取向 , 拉伸孪晶 , 微观织构演化

取样方向对冷轧Cu板动态强迫剪切变形行为的影响

陈志永 , 唐林 , 詹从堃 , 杨续跃

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00527

分别沿与冷轧Cu板轧向成0° (RD-0°),45°(RD-45°)和90° (RD-90°)方向取帽形试样,利用Split-Hopkinson 压杆实验装置,研究了强迫剪切条件下冷轧Cu板的动态变形特征.结果表明:冷轧Cu板强迫剪切动态力学行为呈现出明显的各向异性,RD-90°方向屈服强度和峰值应力最大,RD-45°其次,RD-0°方向最小.不同方向的绝热剪切变形行为也表现出较大的差异,RD-0°方向的绝热剪切带内的变形相比其它2个方向均匀,绝热剪切敏感性最弱.基于剪切应力-剪切应变曲线和绝热剪切扩展所需能量,定性解释了不同方向绝热剪切敏感性的差异.EBSD的实验观察表明,3个方向上的剪切带内均有超细晶存在.基于亚晶旋转动态再结晶机制,理论计算结果证实了剪切带内发生再结晶的动力学可行性.

关键词: 冷轧Cu板 , 动态强迫剪切 , 各向异性 , 织构 , 亚晶旋转动态再结晶

AZ21镁合金降温多向压缩过程中的组织和微观织构演化

杨续跃 , 孙欢 , 吴新星 , 马继军 , 秦佳 , 霍庆欢

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00755

对AZ21镁合金进行了降温多向压缩变形,利用OM及SEM/EBSD技术观察和分析了其显微组织和微观织构的演化.结果表明,随着变形道次的增加,晶粒尺寸迅速减小,经4道次的变形晶粒可细化至0.8 μm.高温变形时生成的相互交叉的扭折带可将原始晶粒有效地分割而细化.673 K第1道次变形至ε=1.2时,几乎所有的晶粒都发生了90°的转动,基面由变形前平行于压缩方向转至与压缩方向垂直,基面织构强度先减小后增大;第2道次变形时,织构变化与第1道次基本一样,表现为与变形温度无关,仅取决于变形程度.第2道次变形后织构强度低于第1道次,变形道次的增加可以弱化织构.

关键词: 镁合金 , 降温多向压缩 , 晶粒细化 , 扭折带 , 微观织构演化

微量Fe对冷轧超细晶Cu-30Zn-0.15Fe合金等温退火组织演化的影响

张笃秀 , 李祎 , 叶友雄 , 沈阳志 , 杨续跃

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00303

采用OM,TEM,SEM/EBSD及硬度测试等手段,研究了微量Fe对冷轧Cu-30Zn-0.15Fe合金在573K下等温退火过程中组织演化的影响.结果表明,Fe与合金中的杂质P形成hcp结构的Fe2P第二相颗粒,其粒子尺寸为50~300 nm.冷轧Cu-Zn和Cu-Zn-Fe合金的硬度曲线在退火过程中均分为3个阶段,后者与前者相比第二阶段出现较晚.当硬度趋于稳定时,Cu-Zn-Fe合金的硬度比Cu-Zn合金提高约30 HV.Fe2P粒子阻碍晶界迁移和位错运动,使得Cu-Zn-Fe合金退火过程中的Σ3孪晶界的增加速度缓慢、质量分数减少,组织内位错密度、储能较大.Fe2P粒子延迟了Cu-Zn-Fe合金再结晶的发生并抑制再结晶晶粒长大,使其平均晶粒尺寸保持在1.3 μm左右.合金的主要强化机制为第二相强化、细晶强化和位错强化.

关键词: Cu-30Zn-0.15Fe合金 , Fe2P , 显微组织 , 退火 , 再结晶

超低温轧制纳米孪晶Cu-Zn-Si合金的退火行为

秦佳 , 杨续跃 , 叶友雄 , 张祥凯

稀有金属

在超低温(液氮浸泡)下经多道次轧制制备了纳米孪晶Cu-Zn-Si合金,分析了轧制温度对Cu-Zn-Si合金力学性能和退火行为的影响.结果表明:合金在超低温轧制过程中形成大量厚度约为10 nm的超细孪晶,促进其硬度和强度提高;对超低温轧制的合金退火,更易于诱发再结晶、提高再结晶形核率;利用超低温轧制产生的纳米孪晶界和退火形成的亚微米晶粒,能使合金兼具优异的强度和塑性;经90%超低温轧制和280℃/5 h退火处理后,合金的抗拉强度达787 MPa,延伸率为14.3%.

关键词: 铜合金 , 超低温轧制 , 退火 , 孪晶 , 再结晶

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