蒋婷慧
,
刘满平
,
谢学锋
,
王俊
,
吴振杰
,
刘强
,
Hans J.Roven
材料研究学报
利用透射电镜和高分辨透射电镜(HRTEM)研究了高压扭转大塑性变形纳米结构Al-Mg合金中的位错和晶界结构.结果表明:对尺寸小于100nm的晶粒,晶内无位错,其晶界清晰平直；而尺寸大于200nm的大晶粒通常由几个亚晶或位错胞结构组成,局部位错密度可高达1017m-2,这些位错往往以位错偶和位错环的形式出现.用HRTEM观察到了小角度及大角度非平衡晶界、小角度平衡晶界和大角度∑9平衡晶界等不同的晶界结构.基于实验结果,分析了局部高密度位错、位错胞和非平衡晶界等在晶粒细化过程中的作用,提出了高压扭转Al-Mg合金的晶粒细化机制.
关键词:
金属材料
,
高压扭转
,
大塑性变形
,
铝合金
,
晶界结构
,
非平衡晶界
,
位错
谢子令
,
武晓雷
,
谢季佳
,
洪友士
材料热处理学报
通过高压扭转(HPT)技术在不同转速条件下实现了Cu试样的晶粒细化.利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)及显微硬度计观察并测试了组织的结构与性能,并基于有限元计算了变形诱导试样的温升,研究了转速对Cu试样的组织细化与性能的影响.结果表明:转速由1/3 r·min-1增大至1 r·min-1,经1圈扭转变形,试样温度由40.8℃升高到54.1℃,变形组织均为100～600 nm的高位错密度位错胞/亚晶组织,显微硬度由初始态的52HV0.05增大至140 HV0.05;经16圈扭转变形,试样温度由50.4℃升高到97.4℃,组织细化到200 nm.慢速扭转变形试样晶内位错密度高,微观组织处于严重变形状态;而快速扭转试样晶内衬度均匀,位错较少,微观组织经历明显的动态回复,显微硬度较慢速扭转变形试样低6%.
关键词:
Cu
,
高压扭转
,
微观结构
,
显微硬度
,
扭转速度
陈勇军
,
王渠东
,
彭建国
,
翟春泉
,
丁文江
材料导报
系统介绍了大塑性变形(SPD)细化晶粒的条件和目的,综述了4种主要的大塑性变形工艺的基本原理、特点和应用,剖析了细晶材料的强度和超塑性特征,展示了大塑性变形制备细晶材料的诱人前景和发展方向.
关键词:
等通道转角挤压
,
高压扭转
,
大比率挤压
,
往复挤压
,
超塑性
唐群华
,
戴品强
,
花能斌
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201512001
通过高压扭转方法制备了平均晶粒尺寸为30 nm 的 Al0．3 CoCrFeNi 纳米晶高熵合金，利用电子背散射衍射仪、透射电镜、动电位极化曲线和交流阻抗谱测试等方法研究了其显微组织和在 NaOH 溶液中的电化学性能，并与铸态粗晶高熵合金进行了对比.结果表明：粗晶和纳米晶高熵合金的显微组织均为简单面心立方结构，但纳米晶高熵合金的位错密度较粗晶高熵合金的提高了近10个数量级；同时，相比于粗晶高熵合金，纳米晶高熵合金的自腐蚀电流密度降低了42．9％，维钝电流密度降低了21．6％，表现出优异的耐腐蚀性能，这主要归因于高压扭转过程引入的高密度晶界和位错；通过高压扭转使晶粒细化至纳米级是增强高熵合金耐碱腐蚀能力的一个有效途径.
关键词:
纳米晶
,
高熵合金
,
高压扭转
,
电化学性能
李晓
,
李萍
,
薛克敏
,
王成
,
章凯
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.02.012
采用高压扭转(High-Pressure Torsion,HPT)工艺制备SiCp-Al基复合材料.通过显微组织的定性分析及样方法的定量计算,深入研究不同工艺参数对SiC颗粒分布的影响规律,结果表明:采用高压扭转法可以直接将8.75％(体积分数)SiC-Al混合粉末制备成金属基复合材料.通过金相分析得出:SiC颗粒在试样不同扭转半径处分布情况具有差异:工艺参数(温度、压力、圈数)对SiC颗粒分布有重要影响,结合样方法对颗粒分布情况的定量分析得出:随着扭转圈数、压力、扭转半径的增大,剪切作用增强,SiC颗粒分布均匀性提高；变形温度升高,基体流动性提高,颗粒分布均匀性得到改善.
关键词:
高压扭转
,
SiCp-Al基复合材料
,
显微组织
,
样方法
,
剪切应变
上官丰收
,
谢季佳
,
洪友士
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2007.01.014
设计并加工了在材料试验机上使用的高压扭转夹持装置,并用装置获得了不同扭转变形量的纯铜试样.使用电子背散射衍射技术测量了处理后试样晶粒尺寸沿径向的分布.对比分析了晶粒细化程度和应变量的关系,提出了一个描述晶粒细化的简单剪切球模型.结果表明,晶粒细化程度随着应变量的增大而增强,平均晶粒尺寸为原始平均尺寸的1/50.当剪切应变小于10时,晶粒尺寸随着剪切应变的增大迅速变小;当剪切应变大于10时,晶粒尺寸的变化趋于缓慢,晶粒细化程度与Stuwe等效应变之间有幂函数关系.依据简单剪切球形晶粒的模型,得到了晶粒细化程度随剪切应变增大而增强的规律,并与实验数据的变化趋势一致.
关键词:
金属材料
,
纯铜
,
高压扭转
,
电子背散射衍射
,
晶粒尺寸
,
晶粒细化
谢瑞
,
李萍
,
薛克敏
,
马俊林
,
钱陈豪
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160707.001
为研究大塑性变形对金属基复合材料微观组织和力学性能的影响,利用高压扭转工艺(HPT)在200℃下将纯Al粉末和经氧化处理的SiC粉末混合固结成10 wt% SiCP/Al复合材料.采用TEM观察HPT变形后不同圈数试样的SiC-Al界面及Al基体微观组织,采用EDS能谱仪分析界面处原子扩散现象,采用万能拉伸试验机测试研究不同扭转圈数试样的力学性能.结果表明:不同圈数试样Al基体内出现大量位错、非平衡晶界等晶格缺陷;组织内存在两种SiC-Al界面,含SiO2层的原始界面和因颗粒破碎而新生成的界面.两种界面结合良好,界面处元素相互扩散;随着扭转圈数的增加,10 wt% SiCP/Al复合材料抗拉强度增加,延伸率得到较大提高.分析发现高压扭转后不同圈数组织内产生的大量晶格缺陷和细小晶粒,促进界面处元素的相互扩散,使界面结合良好,同时大量晶格缺陷和细小晶粒的产生以及结合良好的SiC-Al界面是SiCP/Al复合材料力学性能大幅提升的主要原因.
关键词:
高压扭转
,
微观组织
,
力学性能
,
SiC-Al界面
,
元素扩散
,
晶格缺陷
谢子令
,
武晓雷
,
谢季佳
,
洪友士
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.07.007
通过高压扭转对铜试样施加不同程度的变形,研究了样品扭转面(ND面)和纵截面(TD面)上微观组织特征.对ND面,在较小的剪应变下,原始晶粒形貌模糊,晶粒内部形成等轴状的位错胞及亚晶结构;随变形量的增大,亚晶间取向差及亚晶内部的位错密度增大,最后形成亚微米尺度的等轴晶粒.对TD面,变形初期原始晶粒被拉长,晶粒内部为位错墙分割成的层状结构,层内为拉长的位错胞;随变形程度的增大,拉长晶粒的宽度减小,与剪切方向的夹角减小,晶内层状组织间距减小,并逐渐演化成拉长的亚晶组织;进一步增大变形,晶粒拉长痕迹消失,变形组织与ND面相似,为等轴状亚微米晶粒.压缩实验表明,经16圈扭转后,整个试样上的压缩性能基本均匀,σ0.2达到385 MPa,应变率敏感性指数增大至0.021.
关键词:
铜
,
高压扭转
,
微观结构
,
晶粒演变
,
压缩性能
文道静
,
赵永好
,
唐玲玲
,
宋云云
,
郑宇希
,
李鑫
,
江静华
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.10.024
采用高压扭转(HPT)工艺对Mg-8Gd-3Y-0.4Zr(GW83K)合金进行剧烈塑性变形加工,通过显微组织观察、物相分析、显微硬度测定、开路电位测试、动极化曲线测试、交流阻抗谱及扫描开尔文探针分析,对比研究了HPT前后GW83K合金的显微组织和耐蚀性.结果表明:经5圈高压扭转后,GW83K合金的晶粒细化不显著,物相结构亦无变化,晶粒中出现大量孪晶和位错,试样中心区域和边缘区域的晶粒尺寸无明显差异,但边缘区域硬度远高于中心区域.HPT后镁合金在空气中伏打电位较低,在3.5％(质量分数)NaCl溶液中浸泡时开路电位迅速稳定(约1 h)但稳定值较负,腐蚀电流密度较大,电化学阻抗较小且随浸泡时间延长而减少,其耐蚀性不及未HPT加工的初始态合金.在0.1 mol/L NaOH溶液中,浸泡初期初始态和HPT态合金开路电位较接近,交流阻抗相差不大,浸泡6h后初始态的电化学阻抗容抗弧直径则明显大于HPT态样品.极化曲线显示HPT态合金在碱性溶液中的维钝区间减小,维钝电流密度增大,初次击穿电压负移.HPT加工虽有助于镁合金表面快速形成钝化膜(不能有效保护基体),却使镁基体更活泼(溶解加速),GW83K镁合金耐蚀性下降.
关键词:
Mg合金
,
高压扭转
,
组织细化
,
腐蚀行为
章凯
,
李萍
,
薛克敏
材料科学与工艺
高压扭转工艺具有极强的晶粒细化和粉末固结效果,而且非常适用于回转体零件的生产,为了制备出性能优异的药型罩,将高压扭转工艺应用于铜粉锥形件成形.采用单因素实验法,利用HPT专用液压机、倒置金相显微镜和金相软件系统,以及排水法测相对密度等方法,研究了温度、压力、扭转角速度和扭转圈数对致密度和晶粒尺寸的影响.结果表明：随着温度、压力和扭转圈数的增大,锥形件的致密度和晶粒细化效果都得到了提高,即提高了锥形件的质量;而扭转角速度的影响刚好相反,它的增大降低了锥形件的质量,但幅度较小;从提高生产效力来说,较大的扭转角速度优势更大.
关键词:
高压扭转
,
锥形件
,
铜粉
