等通道角挤压工艺制备超细晶中碳钢

用等径弯曲通道变形(equalchannelangularpressing简称ecap)法制备出超细晶低碳钢材料,并在不同退火条件下研究其组织的热稳定性。研究表明,在200～500℃之间退火时,材料组织处于回复阶段,其铁素体晶粒几乎没有长大,晶粒尺寸约04μm;在550℃退火时,铁素体组织由较大的再结晶晶粒和细小的未再结晶晶粒组成;在550℃相同条件下退火时,变形试样中的渗碳体与热轧态试样中的渗碳体相比,前者球化能力明显增强;600℃退火时再结晶完成。

研究了等径弯曲通道(ecap)变形后的超细晶t3铜在恒应力幅控制条件下的疲劳寿命和循环形变行为．通过扫描电镜观察了疲劳试样表面的滑移带,并利用电子背散射技术观察了疲劳前、后晶粒尺寸的变化．结果表明,超细晶t3铜具有较高的疲劳极限(σ-1=153mpa),是粗晶铜疲劳极限的2倍．在低周疲劳域内表现出疲劳软化,而在高周疲劳域内表现比较稳定的疲劳行为,甚至出现疲劳硬化．类似驻留滑移带(psb)的剪切带与最后一次挤压的剪切面一致,剪切带的形成和晶界滑移是疲劳裂纹形核和疲劳断裂的主要原因．

用等径弯曲通道变形(ecap)的方法制备出超细晶铝合金材料,并研究了在不同道次条件下其显微组织的演化过程.研究表明,随着强烈塑性变形的增加,显微组织中开始形成大量晶粒尺寸小于1μm的位错胞组织,当其晶界取向差增大时,亚晶粒变为越来越细的板条状组织.当经过8道次ecap变形后,晶粒尺寸由变形前的约50μm细化为约0.2μm.该超细晶铝合金材料在150℃的退火条件下,其晶粒尺寸稳定在0.2～0.3μm的范围内.在温度为500℃、应变速率为10-3s-1的拉伸实验中,该超细晶铝合金材料的最大延伸率高达370%,呈现出良好的超塑性.

中碳钢mediumearbonsteel 含碳量在0.30一0.60%的碳钢。中国国家标准(gb699一88)中有30、35、40、 45、50、55、60及30mn、35mn、40mn、45mn、50mn、60mn13个钢号， 其中有6个为高锰量钢号。中碳钢的强度、硬度比低碳钢高，而塑性、韧性比 低碳钢略低，热锻、热压性能良好，冷加工变形能力居中等，切削性好，但焊 接性较差。中碳钢最适宜采用热锻、热冲压和金属切削加工，也可以在冷状态 下拉丝或冷徽、冷冲压，除特殊情况外，很少用它作焊接件。加工工艺的影响 中碳钢因含碳量较高，可以通过热处理强化。多采用调质处理以获得好的综合 力学性能。机械制造业中最常用的中碳调质钢是40、45和50号钢。与合金钢 相比，碳钢的主要缺点是淬透性较低，当工件的截面直径或厚度大于巧mm时 淬火效

在gleeble2000热模拟试验机上进行普通碳锰钢q345两相区变形实验,研究变形工艺条件对材料微观组织的影响,分析其组织演变规律及机理,并且在实验轧机上进行板材轧制实验.结果表明,实验钢(0.16c,0.3si,1.29mn)采用在过冷奥氏体区及其邻近的两相区变形可以获得等轴超细晶铁素体组织;控轧获得的9mm板材铁素体晶粒细化到晶粒截距4μrn,屈服强度达到458mpa,抗拉强度580mpa,伸长率29%.

在gleeble2000热模拟试验机上进行普通碳锰钢q345两相区变形实验,研究变形工艺条件对材料微观组织的影响,分析其组织演变规律及机理,并且在实验轧机上进行板材轧制实验。结果表明。实验钢(0.16c,0.3si,1.29mn)采用在过冷奥氏体区及其邻近的两相区变形可以获得等轴超细晶铁素体组织;控轧获得的9mm板材铁素体晶粒细化到晶粒截距4μm,抗拉强度580mpa,伸长率29%。

在gleeble2000热模拟试验机上进行普通碳锰钢q345两相区变形实验,研究变形工艺条件对材料微观组织的影响,分析其组织演变规律及机理,并且在实验轧机上进行板材轧制实验。结果表明,实验钢(016c,03si,129mn)采用在过冷奥氏体区及其邻近的两相区变形可以获得等轴超细晶铁素体组织;控轧获得的9mm板材铁素体晶粒细化到晶粒截距4μm,屈服强度达到458mpa,抗拉强度580mpa,伸长率29%。

提出了一种制备整块、全板厚超细晶板材的强冷摩擦搅拌工艺,利用搅拌头与基材之间摩擦搅拌过程的剧烈塑性变形条件细化金属晶粒,通过搅拌位置的机械移动制备整块的超细晶板材．同时,采用强制冷却方式抑制动态回复和再结晶晶粒的长大,提高晶粒细化效果．建立了该工艺过程中应变速率、应变量及加热功率的数学模型,优化了紫铜板材细晶制备工艺参数,对所制得的细晶材料进行了硬度试验和显微组织分析．结果表明,增强冷却能减小晶粒尺寸和提高细晶材料的硬度．制备出的超细晶紫铜板材布氏硬度可达hbs100,比退火紫铜的硬度约高一倍．

采用控制轧制与控制冷却工艺,在适当调整钢坯化学成分的情况下,利用普碳钢轧制出了直径为6~10mm的400mpa细晶粒ⅲ级钢筋.研究表明,通过复合强化,完全可以实现在不添加微合金元素的情况下,利用普碳钢轧制出满足gb1499-98的ⅲ级钢筋.利用该工艺已在国内某厂成功轧制ⅲ级钢筋3100余吨.

用gleeble热模拟实验机对2种不同成分的普通碳素钢进行实验,实验的过程为:以10℃/s加热到950℃,保温2min,再以10℃/s的冷速降到变形温度(900~600℃),以10s-1或30s-1的变形速率进行了变形量为80%的变形,变形后立即水淬。通过光学显微镜和透射电镜观察分析,确定了普通碳素钢利用形变诱导铁素体相变获得的超细晶组织及两相区变形获得的超细晶组织的典型形貌特征。

(1)中碳钢的焊接性。中碳钢由于含碳量较高(0.25%～0.6%),焊接时有较大的热裂纹、冷裂纹和气孔倾向,焊接性较差。a.热裂纹。由于中碳钢含碳量较高,焊接过程中如果熔合比控制不当,使焊缝中含碳量增高,加上硫等杂质的影响,容易在焊缝中产生热裂纹。特别是在收弧部位,易产生弧坑裂纹,因此收弧时必须注意将弧坑填满。

中碳钢由于钢中含有较高的碳,其焊接性较差,因而在焊接过程中,若采取的工艺措施不正确,常常会产生裂纹、气孔等缺陷。焊接中碳钢时,应充分考虑其焊接性及产生的焊接缺陷,制定合理的焊接工艺措施,生产出合格的焊接产品。

以充分挖掘材料潜力提高中厚板强度级别为目标,开展了普碳钢中厚板的表层组织超细化和心部组织细晶化控轧控冷工艺研究。在形变相变规律研究及实验室轧制工艺摸索的基础上,制定了现场轧制工艺。在首钢中厚板厂3500mm轧机上,采用化学成分(质量分数,%)为0.13~0.16c-0.20~0.25si-0.80~0.95mn-0.01~0.02p-0.005~0.010s的连铸坯,成功轧制出表层超细晶中厚钢板。25mm厚钢板的表层铁素体晶粒度达到12级,中心铁素体晶粒度达到11级,屈服强度达到350~385mpa,抗拉强度达到470~500mpa,同时保持25%以上的伸长率,完全满足国标gb/t1591-94中规定的q345mpa级钢的力学性能要求。本研究对于企业降低冶炼成本,同时提高中厚板产品强韧性具有重要意义。

(1)中碳钢的焊接性。中碳钢由于含碳量较高(0.25%～0.60%),焊接时有较大的热裂纹、冷裂纹和气孔倾向,焊接性较差。a.热裂纹。由于中碳钢含碳量较高,焊接过程中如果熔合比控制不当,使焊缝中含碳量增高,加上硫等杂质的

为了探索spd法制备纳米/超细晶金属材料的新工艺方法,对ecap、hpt等经典工艺方法制备纳米/超细晶金属材料的晶粒细化特点进行了分析,结果显示目前spd工艺存在的问题主要表现在:成形效率低、变形过程中出现疲劳裂纹、制件尺寸小、显微组织不均匀。指出今后spd的研究应从晶粒细化机理和纳米结构与材料性能的关系等方面展开。

介绍通过局部退火处理、控制焊接热输入、优化焊道排布等途径,避免中碳钢淬火态结构件焊接裂纹的形成,并减小焊接件的表面硬度下降区域,获得满足使用要求,且性能优良的焊接结构件的工艺方法。

对于水泥设备中常用的大型铸件如托轮、轮带、齿圈等,在铸造以及现场使用过程中往往会出现裂纹、气孔、砂眼等大的缺陷,对以上产品进行补焊是必要的,如何补焊对其使用

目的:初步评价超细晶纯钛的力学和生物学性能。方法:通过等通道挤压(ecap)模具制备超细晶纯钛,sem观察晶粒大小,用维氏硬度和万能实验机测定样品硬度和压缩强度并进行细胞毒性实验。结果:经过等通道挤压处理的纯钛,其晶粒直径由40μm减至0.3μm,维氏硬度值由1496mpa提高到2458mpa;动态、静态压缩屈服强度分别从900、300mpa提升到1240、772mpa。细胞毒性mtt试验显示超细晶纯钛组与晶粒未细化纯钛组均无毒性反应(p>0.05)。结论:纯钛经ecap处理后,晶粒明显细化,力学性能得到提高,保留了纯钛良好的生物相容性。

对淬火后组织为低碳板条马氏体的q235钢板进行多道次大变形量(累积压下量达93%)冷轧,随后进行时效和低温再结晶处理,制备出了屈服强度为1137～1290mpa,抗拉强度为1266～1756mpa,晶粒尺寸为50.2～316.4nm的低碳钢板。

对淬火后组织为低碳板条马氏体的q235钢板进行多道次大变形量(累积压下量达93%)冷轧,随后进行时效和低温再结晶处理,制备出了屈服强度为1137-1290mpa,抗拉强度为1266-1756mpa,晶粒尺寸为50.2-316.4mm的低碳钢板。

使用φ=90°和ψ=30°的挤压模具在室温下对2a12铝合金进行了8次等径角挤压,成功制备了晶粒尺寸为200nm左右、具有大角度晶界的块体超细晶材料,并且采用hitachis-800透射电镜,研究了挤压过程中2a12铝合金的组织结构及其变化。结果表明挤压一次后,晶粒内位错密度急剧增加,形成位错纠缠,晶粒细化效果最明显;挤压前分布在α-al基体上的针状第二相al2cu和颗粒状al2cumg,在剪切力的作用下,针状al2cu变成颗粒状,弥散分布在α-al基体上,al2cumg颗粒因晶粒细化进入了晶界位置,而且在以后的挤压中,这些化合物颗粒大小基本保持不变。继续挤压,位错逐渐由晶内移动到晶界上,在晶界上形成胞状组织,最后逐渐变成了清晰的小角度晶界或大角度晶界,从而实现组织的超细化。

中碳钢无缝钢管退火工艺改进