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再结晶组织对TA2纯钛绝热剪切行为的影响

爆炸与冲击 2023年第1期43卷 96-106页

作者：胡力刘龙飞王旭杨智程吴志强湖南科技大学材料科学与工程学院湖南湘潭411201

使用二辊轧机对TA2工业纯钛进行多道次大应变冷轧处理,制备了冷轧总变形量为70%的TA2纯钛板。通过对冷轧TA2纯钛板进行500℃加热、不同保温时间的退火处理,获得了具有不同再结晶组织的钛板。基于帽形试样和限位环变形控制技术,在分离式... 详细信息

使用二辊轧机对TA2工业纯钛进行多道次大应变冷轧处理,制备了冷轧总变形量为70%的TA2纯钛板。通过对冷轧TA2纯钛板进行500℃加热、不同保温时间的退火处理,获得了具有不同再结晶组织的钛板。基于帽形试样和限位环变形控制技术,在分离式霍普金森压杆装置上对不同再结晶组织的试样进行动态冲击冻结实验,结合光学显微镜和扫描电子显微镜表征试样冲击前后微观组织的变化,研究了再结晶组织对TA2纯钛绝热剪切行为的影响。结果表明,随着退火保温时间的延长,试样再结晶晶粒占比逐渐增大,晶粒分布由分散向局部聚集转变;在相同应变和应变率下,在所有试样中都观察到了绝热剪切带,再结晶晶粒占比高的试样更易诱发绝热剪切带中裂纹形核扩展。对比变形前后试样再结晶组织和几何必需位错变化,结合剪切区整体温升分析发现,再结晶晶粒作为材料软化点能够诱发剪切带的形成,而剪切带发展后期产生的绝热温升会促进剪切带内材料发生二次再结晶,提高剪切带内材料的韧性,延缓剪切裂纹的形成。

关键词： TA2纯钛再结晶帽形试样绝热剪切

两种高代次镍基单晶高温合金热机械疲劳中的再结晶行为

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金属学报 2023年第9期59卷 1221-1229页

作者：赵鹏谢光段慧超张健杜奎中国科学院金属研究所沈阳材料国家研究中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

通过SEM和TEM等手段研究了经热机械疲劳变形后的第三代和第四代单晶高温合金的显微组织,了解高温合金在近服役条件下的变形组织,分析单晶高温合金近服役条件下的变形机制。结果表明,第三代和第四代单晶高温合金样品中在不同{111}面上产... 详细信息

通过SEM和TEM等手段研究了经热机械疲劳变形后的第三代和第四代单晶高温合金的显微组织,了解高温合金在近服役条件下的变形组织,分析单晶高温合金近服役条件下的变形机制。结果表明,第三代和第四代单晶高温合金样品中在不同{111}面上产生了大量的变形孪晶,且在平行的孪晶片层中或者孪晶片层交截周围发现大量再结晶晶粒。再结晶晶粒的界面主要由变形后的孪晶界、小角度晶界以及孪晶相交产生的大角度晶界组成。借助像差校正透射电镜解析了变形后的孪晶界结构以及孪晶诱发动态再结晶的过程,揭示了单晶高温合金热机械疲劳断裂机制。

关键词：镍基单晶高温合金热机械疲劳像差校正透射电镜孪晶再结晶

时效+再结晶退火对镍基合金锻造混晶组织的影响

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稀有金属材料与工程 2023年第9期52卷 3147-3152页

作者：杨志明陈子健蔺永诚楼玉民黄一君三门核电有限公司浙江台州472000 中南大学机电工程学院湖南长沙410083 浙江浙能技术研究院有限公司材料技术所浙江杭州311121

为了消减镍基合金锻件中的混晶组织,提出了δ相时效+再结晶退火的热处理工艺路线。δ相在时效过程中可以直接析出或者由γ″相发生相变间接析出。对含析出δ相的材料进行高温再结晶退火,然后立即水冷,可以发现时效方式和时效时间对退火... 详细信息

为了消减镍基合金锻件中的混晶组织,提出了δ相时效+再结晶退火的热处理工艺路线。δ相在时效过程中可以直接析出或者由γ″相发生相变间接析出。对含析出δ相的材料进行高温再结晶退火,然后立即水冷,可以发现时效方式和时效时间对退火过程中的组织演变存在显著影响。时效过程中直接析出的δ相主要分布在晶界,随着时效时间延长部分晶粒内部也会析出δ相,其形貌以短棒状为主。间接析出的δ相主要分布在晶粒内部以及晶界,其形貌主要为晶内长针状以及晶界短棒状。短棒状δ相在退火过程中与位错交互作用较弱,主要起到钉扎晶界的作用;而长针状δ相能够促使亚晶的形成。因此,间接时效方式有利于再结晶形核的发生,并能够有效阻碍晶粒生长避免异常长大的再结晶晶粒。

关键词：镍基合金退火析出相再结晶

退火温度对(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(97)Al_(3)高熵合金再结晶行为及力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2023年第12期52卷 4251-4259页

作者：李杰吴凯迪牛利冲张波张明赫冯运莉华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

以双相亚稳Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10)高熵合金为基体,通过添加Al元素,制备了(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(97)Al_(3)高熵合金。对其进行轧制及退火处理,研究了退火温度对合金再结晶行为、退火孪晶演变及力学性能的影响。结果表... 详细信息

以双相亚稳Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10)高熵合金为基体,通过添加Al元素,制备了(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(97)Al_(3)高熵合金。对其进行轧制及退火处理,研究了退火温度对合金再结晶行为、退火孪晶演变及力学性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,合金组织分别发生了部分再结晶、完全再结晶和晶粒长大现象。由于高熵合金具有严重的晶格畸变效应及迟滞扩散效应,使得合金在退火后表现出较高的再结晶温度(0.59Tm)和抗晶粒粗化温度(700℃)。600~700℃退火态合金中形成大量退火孪晶,随着退火温度的进一步升高(800~900℃),由于晶界/孪晶界的迁移,退火孪晶界密度显著降低。拉伸试验结果表明,700℃退火态合金表现出良好的综合力学性能,抗拉强度为730 MPa,均匀延伸率为50.5%。同一退火温度下,单个晶粒中退火孪晶变体的数量与其晶粒尺寸有关,尺寸较小的晶粒中易形成单孪晶变体,尺寸较大的晶粒中易形成多孪晶变体。

关键词：高熵合金再结晶晶粒长大退火孪晶力学性能

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单晶高温合金CMSX-4铸件再结晶

材料工程 2023年第10期51卷 42-50页

作者：徐福泽蔺永诚马德新赵运兴何道广刘冠中南大学机电工程学院长沙410083 深圳市万泽中南研究院有限公司广东深圳518045 中南大学粉末冶金研究院长沙410083

以单晶高温合金CMSX-4为研究对象,设计制备一种含5层平台的单晶试板铸件,研究其在不同温度下进行固溶热处理后的再结晶行为。结果表明:经固溶热处理后除最下层平台外,其余每层平台的截面突变处均有再结晶产生,再结晶面积随平台所处高度... 详细信息

以单晶高温合金CMSX-4为研究对象,设计制备一种含5层平台的单晶试板铸件,研究其在不同温度下进行固溶热处理后的再结晶行为。结果表明:经固溶热处理后除最下层平台外,其余每层平台的截面突变处均有再结晶产生,再结晶面积随平台所处高度的增加先增大后减小;铸件外侧平台比内侧平台更容易产生再结晶。固溶热处理温度T_(H)对铸件平台再结晶形核和长大的影响非常显著,当T_(H)从1303℃提升到1315℃时,再结晶面积从9.7 mm^(2)增加到293 mm^(2),增幅高达30倍。由于截面突变,铸件平台部位会在凝固及冷却过程中产生较大的塑性变形并积聚大量的变形能,在后续热处理时截面突变处易成为再结晶的起源;同时,因凝固过程中换热条件、冷却速率和变形速率的差异,导致铸件各部位的应力分布不均,在固溶热处理后表现出不同的再结晶行为。此外,提高T_(H)能够有效促进γ/γ′共晶组织和粗大γ′相的溶解,减少γ/γ′共晶组织及粗大γ′相对再结晶晶界迁移过程中的钉扎作用,显著增加再结晶缺陷区域。

关键词：单晶高温合金 CMSX-4 再结晶塑性应变数值模拟

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偏析法制备高纯电子铝箔的再结晶织构演变

材料导报 2022年第21期36卷 132-137页

作者：邓丽莎何陈强杨宏甘勇陈冷北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 广西容创新材料产业研究院有限公司广西贺州542800 广西正润新材料科技有限公司广西贺州542800

本工作基于偏析法高纯铝制备的高压电子铝箔,用电子背散射衍射(EBSD)和X射线衍射(XRD)方法研究其在退火过程中的再结晶织构演化,并建立元胞自动机(Cellular automata,CA)模型从能量角度解释不同再结晶机制。实验和模拟结果表明,分级退火... 详细信息

本工作基于偏析法高纯铝制备的高压电子铝箔,用电子背散射衍射(EBSD)和X射线衍射(XRD)方法研究其在退火过程中的再结晶织构演化,并建立元胞自动机(Cellular automata,CA)模型从能量角度解释不同再结晶机制。实验和模拟结果表明,分级退火时,在低温段变形基体中S型取向({123}〈634〉)和Cu型取向({112}〈111〉)的晶粒通过连续再结晶获得长大优势,立方取向({001}〈100〉)晶粒的形核受到抑制,在后续高温段S型取向和Cu型取向晶粒迅速长大并形成了以S型和Cu型织构为主的再结晶织构;直接高温退火时立方取向晶粒优先形核、长大从而形成强立方织构;CA模型表明两种不同退火条件下的能量差异是造成不同再结晶织构的主要原因。

关键词：高纯铝箔偏析法轧制退火再结晶立方织构

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Ni5Pt合金再结晶行为的EBSD研究

稀有金属材料与工程 2022年第1期51卷 127-133页

作者：王一晴闻明郭俊梅肖柱甘建壮王传军谭志龙管伟明昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室云南昆明650106 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

NiPt合金溅射靶材是半导体工业重要原材料,其微观结构的表征和调控对于提高靶材与溅射薄膜的质量具有重要意义。采用EBSD分析检测系统对冷轧态Ni5Pt合金在退火过程中的再结晶行为进行了研究。结果表明,Ni5Pt合金经80%冷轧变形后主要呈{1... 详细信息

NiPt合金溅射靶材是半导体工业重要原材料,其微观结构的表征和调控对于提高靶材与溅射薄膜的质量具有重要意义。采用EBSD分析检测系统对冷轧态Ni5Pt合金在退火过程中的再结晶行为进行了研究。结果表明,Ni5Pt合金经80%冷轧变形后主要呈{112}织构。450℃退火后,最先在∥ND形变带以亚晶合并机制形核。550~650℃温度范围内退火后再结晶结构平均晶粒尺寸由1.2μm增至15μm,取向分布呈∥ND趋势,大角度晶界(HABS)和小角度晶界(LABS)的演变主导了Ni5Pt合金退火过程中结构的变化。550℃退火晶粒的生长机制主要是晶粒转动合并机制。而650℃退火后,晶粒内部大量亚晶及60°{111}退火孪晶的出现分别证明了该温度范围内有晶粒转动和晶界迁移2种生长机制的共同作用。

关键词：镍铂合金再结晶晶界 EBSD 晶体取向

再结晶对DD6单晶高温合金轴向高周疲劳性能的影响

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材料工程 2019年第6期47卷 161-168页

作者：韩梅谢洪吉李嘉荣董建民岳晓岱喻健杨亮中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室

为了研究再结晶对二代单晶高温合金DD6高周疲劳性能的影响,对标准热处理的DD6合金进行表面吹砂处理,然后分别在1120℃和1315℃保温4h,以获得不同类型的再结晶组织。在疲劳试验机上分别测试了光滑和含再结晶的DD6合金试样在1070℃的轴向... 详细信息

为了研究再结晶对二代单晶高温合金DD6高周疲劳性能的影响,对标准热处理的DD6合金进行表面吹砂处理,然后分别在1120℃和1315℃保温4h,以获得不同类型的再结晶组织。在疲劳试验机上分别测试了光滑和含再结晶的DD6合金试样在1070℃的轴向高周疲劳寿命。采用SEM观察DD6合金再结晶组织及疲劳断口。结果表明:胞状再结晶和等轴再结晶降低了DD6合金的轴向高周疲劳性能,胞状再结晶作用小于等轴再结晶;含再结晶的DD6合金试样的轴向高周疲劳断裂机制为类解理断裂和枝晶间的局部韧窝断裂共存的混合断裂;再结晶使DD6合金试样变为多源疲劳断裂。高温条件下,再结晶晶界的存在加快合金试样的氧化损伤,显著缩短早期疲劳裂纹的萌生和扩展时间,降低合金的轴向高周疲劳性能。

关键词：单晶高温合金 DD6 再结晶轴向高周疲劳性能

热轧变形Mg-1.5Zn(-0.2~1.0)Gd合金再结晶组织及织构演变规律研究

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稀有金属 2022年第5期46卷 581-588页

作者：蔡正旭中铝材料应用研究院有限公司北京102209

研究了稀土Gd元素对变形Mg-1.5Zn合金热轧及退火组织及织构的影响规律。结果表明:稀土Gd元素加入Mg-1.5Zn合金中,经过热变形及后续退火处理,织构得到明显弱化并且沿着横向(TD)方向发生分裂,随着合金中Gd元素含量的增加,偏转的角度有所... 详细信息

研究了稀土Gd元素对变形Mg-1.5Zn合金热轧及退火组织及织构的影响规律。结果表明:稀土Gd元素加入Mg-1.5Zn合金中,经过热变形及后续退火处理,织构得到明显弱化并且沿着横向(TD)方向发生分裂,随着合金中Gd元素含量的增加,偏转的角度有所减小。当Gd元素含量为0.2%时,Mg-1.5Zn-0.2Gd合金的基面织构强度最大值为2.3,并且合金的宏观织构特征为c轴沿轧板TD方向偏转大约40°;随着Gd元素含量的增加,合金基面织构强度最大值有所增加,但最大强度仍小于2.8,c轴沿轧板TD方向角度逐渐减小,偏转大约30°。进一步研究表明,含稀土的细小第二相粒子是影响镁合金再结晶过程的主要因素,稀土第二相粒子弥散分布在原始晶界处,拖拽住原始大角度晶界的迁移,抑制了具有基面取向的晶粒形成,有效地控制了合金的基面织构,为具有随机取向的晶粒形核、长大提供了有利条件,从而使合金织构取向随机分布。然而,随着稀土Gd元素含量的增加,导致含稀土的第二相尺寸增大,对合金原始大角度晶界迁移的阻碍作用减弱,因此合金织构强度有所增加。

关键词：镁合金 Gd 再结晶 MgZnGd粒子织构