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3 篇 上海交通大学
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176 篇 中文

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稀土Y对新能源汽车用高强4.5wt%Si钢组织性能的影响

稀土Y对新能源汽车用高强4.5wt%Si钢组织性能的影响

引用

作者：赵海斌江西理工大学

学位级别：硕士

随着新能源汽车的发展,驱动电机在高频应用和能源利用效率标准提高对无取向电工钢磁性能和力学性能的要求越来越高。4.5%Si钢具有优异的磁性能及力学性能,符合未来驱动电机定转子铁芯的材料。然而其关键开发难点是在高硅含量的成分体系... 详细信息

随着新能源汽车的发展,驱动电机在高频应用和能源利用效率标准提高对无取向电工钢磁性能和力学性能的要求越来越高。4.5%Si钢具有优异的磁性能及力学性能,符合未来驱动电机定转子铁芯的材料。然而其关键开发难点是在高硅含量的成分体系下,如何大幅度提高强度的同时保证优良的磁性能。考虑到稀土具有净化与夹杂物改性作用,本文通过在4.5%Si钢中添加适量的稀土Y以改善磁性能,通过优化成品退火工艺的方式保证无取向硅钢的强度,制备高强高磁感低铁损4.5%Si钢成品板,并系统研究了稀土Y对4.5%Si钢性能及再结晶织构的影响,得到以下主要结论:（1）850℃下退火2 min,含0.012%Y的4.5%Si钢磁性能和力学性能较好,磁感应强度B50为1.662 T,铁损P10/400为15.72 W/kg,屈服强度为537.9 MPa。采用该工艺制备的4.5%Si钢在同等屈服强度下相较于现有商业产品铁损P10/400低了近10 W/kg。稀土Y改善了200℃下4.5%Si钢的冲击韧性,当稀土Y含量为0.016%时,冲击韧性最优。（2）适量稀土Y减少了成品板中微细夹杂物数量,增大了夹杂物平均尺寸。稀土Y可将纳米级方形夹杂物改质为球状稀土复合夹杂物,抑制其单独析出。适量稀土Y降低了晶界迁移激活能,增加了成品晶粒尺寸。磁晶各向异性参数及铁损分离模型计算结果表明,稀土Y通过增大成品晶粒尺寸及优化织构的方式减少磁滞损耗来降低总铁损。（3）稀土Y的添加削弱了成品板中{111}<112>织构,增强了{001}<130>和{114}<481>织构。稀土Y在晶界的偏聚减少了{111}再结晶晶粒在晶界形核。相较于Al2O3夹杂物,相同尺寸的Y2O2S在同等应变下会在基体中产生更大的畸变,累积更大的取向差,使得储能较低的形变晶粒在早期更快的形核,为易在{223}<110>和{001}形变基体内形核的{001}<130>和{114}<481>提供更多的形核位置,防止在再结晶早期被{111}<112>取向晶粒吞噬。在早期快速形核后{001}<130>和{114}<481>晶粒在{001}<110>-{223}<110>形变基体具有更快的晶界迁移率。再结晶初期,凭借数量和尺寸优势,{111}与{114}<481>取向晶粒共同占据主导,随着晶粒长大,{111}晶粒的团簇现象会造成取向钉扎,晶粒长大受到抑制,而具有低表面能的{001}<130>晶粒更容易长大,成为成品板主要织构。

关键词： 4.5%Si钢稀土钇高强度磁性能织构演变

来源：评论

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AZ31镁合金压弯—压平复合形变研究

AZ31镁合金压弯—压平复合形变研究

引用

作者：江吉浩沈阳理工大学

学位级别：硕士

镁合金具有低的密度和高的比强度,在汽车覆盖件、飞行器和航空器外壳等具有广泛的应用前景。但镁合金属于密排六方晶体的特性,导致室温下可开动的滑移系少,塑性变形困难,限制了镁合金板材的应用。因此,如何提高镁合金室温下的塑性成形... 详细信息

镁合金具有低的密度和高的比强度,在汽车覆盖件、飞行器和航空器外壳等具有广泛的应用前景。但镁合金属于密排六方晶体的特性,导致室温下可开动的滑移系少,塑性变形困难,限制了镁合金板材的应用。因此,如何提高镁合金室温下的塑性成形性能是扩大镁合金应用范围的关键前提。本文对AZ31镁合金板材的压弯—压平复合形变进行了数值模拟和实验研究,得到以下结果:(1)采用Deform-3D软件模拟了AZ31镁合金压弯—压平复合形变过程,分析了不同复合形变条件后的AZ31镁合金板材的应力场、温度场和载荷的变化规律。(2)研制了压弯—压平复合形变模具,并对AZ31镁合金复合变形进行了实验研究,研究表明,在齿间距20mm、形变温度300℃时,镁合金材料的晶粒细化效果最明显,晶粒细化程度可达45.3%。(3)对压弯—压平复合形变后的镁合金板材进行了力学性能测试,分析了复合形变条件为齿间距30mm、变形温度420℃时的板材力学性能,屈服强度、抗拉强度和延伸率相比原始板材有所提高。(4)分析了AZ31镁合金复合形变后的织构演变规律,结果表明,复合形变后{0001}晶面上的织构强度发生弱化。当齿间距20mm、变形温度380℃时,{0001}晶面上的织构弱化程度达到56.1%。

关键词： AZ31镁合金复合形变有限元模拟组织演变织构演变

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Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金板材轧制及组织性能研究

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金板材轧制及组织性能研究

引用

作者：向文杰燕山大学

学位级别：硕士

稀土镁合金具有高强度和优异的高温稳定性、耐蚀性和抗高温蠕变能力等,解决了制约传统镁合金材料广泛应用的高温力学性能差和抗腐蚀能力差等关键问题,在航空航天、武器装备及交通运输等领域有广阔的应用前景。然而由于其成形性能显著低... 详细信息

稀土镁合金具有高强度和优异的高温稳定性、耐蚀性和抗高温蠕变能力等,解决了制约传统镁合金材料广泛应用的高温力学性能差和抗腐蚀能力差等关键问题,在航空航天、武器装备及交通运输等领域有广阔的应用前景。然而由于其成形性能显著低于传统商用AZ系镁合金,稀土镁合金板材的轧制难度更大,严重制约着稀土镁合金板材的批量化生产及应用,亟待完善并优化轧制工艺。因此,本文以挤压态Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr为研究对象,开展不同轧制工艺参数下的热轧实验及电脉冲轧制实验,研究不同轧制工艺参数对该合金组织性能的影响以期开发合理轧制工艺,探明不同电流参数对其组织性能的影响,揭示利用脉冲电流改善该合金的轧制性能并优化其晶体学织构的可行性及内在机制。首先,通过Gleeble-3800热模拟试验机开展合金热压缩实验,探明Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金热变形行为。研究表明流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增大而增大。基于流变应力数据绘制了该合金的热加工图,初步明确其热轧温度区间为360～480℃。应变速率为1.8～10s。其次,以均匀化“往复镦挤态”Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr板材为原料,以单道次10%变形量,开展不同轧制工艺参数的热轧实验,分析轧制工艺参数对合金微观组织及力学性能的影响。晶粒尺寸随着变形量的增加而显著降低,板织构趋于明显,抗拉强度随着变形量的增大而增大,延伸率随着变形量的增大而降低;抗拉强度在400℃抗拉强度达到最大,延伸率随着温度的增大而增大;随着轧制速度的增大,抗拉强度和延伸率均随着轧制速度的增大而增大。轧后板材相比初始板材力学性能均有不同程度提高,综合三种因素确定Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr板材合理轧制工艺为:变形量大于30%、温度400℃左右、轧制速度大于0.12m/s。最后,为探明利用脉冲电流改善Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr的加工性能、优化其晶体学织构的可行性,开展了稀土镁合金电脉冲辅助热轧实验,系统对比了该合金在相同工况温轧和在电脉冲轧制过程中的微观组织和性能差异。结果表明:抗拉强度随着电流强度增加而增大、随频率增加而增大、随脉宽增大而降低,相比热轧态组织,高能脉冲电流可以提高材料的塑性,在不明显降低抗拉强度的基础上提高材料的伸长率。实验结果可为镁合金电致塑性加工工艺的优化提供参考。

关键词：稀土镁合金热轧电致塑性轧制织构演变 LPSO相

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层状Ti-Al复合板的微观组织与变形机制的研究

层状Ti-Al复合板的微观组织与变形机制的研究

引用

作者：邓俊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

为了研究层状材料的结构对层状Ti-Al复合板强韧化机制的影响，本文采用热压-轧制工艺制备了层状Ti-Al、Ti-(SiCp/Al)复合板，采用扫描电镜、透射电镜等方法，研究了层状Ti-Al复合板的显微组织演变和界面结构；通过室温拉伸试验对不同体... 详细信息

为了研究层状材料的结构对层状Ti-Al复合板强韧化机制的影响，本文采用热压-轧制工艺制备了层状Ti-Al、Ti-(SiCp/Al)复合板，采用扫描电镜、透射电镜等方法，研究了层状Ti-Al复合板的显微组织演变和界面结构；通过室温拉伸试验对不同体系的层状复合板的力学性能进行评价。通过原位拉伸试验观察了层状Ti-Al复合板各组元在拉伸变形过程中的形变特性。采用EBSD等方法研究层状Ti-Al复合板的微观织构演变规律，并进而探讨了复合板的变形过程对应的组织演变。采用热压-轧制工艺制备了Ti层和Al层厚度比h(Ti:Al)为1:2、1:1、2:1三种层状Ti-Al复合板以及层厚比为1:1，SiCp体积分数分别为3%、5%和10%的Ti-(SiCp/Al)复合板。采用SEM对层状Ti-Al复合板的微观组织进行观察发现，层厚比hTi:Al为1:1的复合板各组元层厚最均匀，且界面平直、无缝隙，界面结合良好。通过XRD晶面和EBSD分析得到，层状Ti-Al复合板Ti层织构主要为基面织构，Al层主要为{111}<110>织构。通过室温拉伸试验，测试了原始Ti层和不同层厚比的Ti-Al复合板的室温拉伸性能，结果表明：随着层厚比的增加，复合板的屈服强度、抗拉强度以及延伸率都得到了增强，复合板的层厚比从1:1到2:1，抗拉强度从221MPa升高到365MPa，延伸率从24%升高到37%。对于不同SiCp含量的Ti-(SiCp/Al)复合板，当SiC颗粒的体积分数达到10%时，屈服强度达到了277MPa，抗拉强度达到了363MPa，屈服强度和抗拉强度的提升超过了30%，但是其延伸率仍然有25%。通过原位拉伸试验，观察了层厚比h(Ti:Al)分别为1:2、1:1、2:1的层状Ti-Al复合板在变形直至断裂的过程，其表面形貌变化大体相似，首先，Al层中产生滑移带，Ti层产生浮凸，随后Ti层形成贯穿层向的裂缝，Ti层或Al层颈缩，界面发生分离，最后裂缝连接导致最后断裂。由于Al层及界面的存在，Ti层局部的断裂不至于使复合板整个断裂，使该复合板兼具良好的强度和塑性。通过对层状Ti-Al复合板横截面的不同应变区域EBSD分析可知，随着变形的增加，在小应变区界面处开始出现细小的晶粒，到最大变形区域时，细小晶粒还出现在离界面较远的位置。对复合板Ti层不同应变处进行织构分析发现，随着应变的增大，基面织构类型保持不变，而<1010>//RD取向向<1120>//RD取向转变。基于OM的原位拉伸结合DIC试验，层状Ti-Al复合板在应变为0.4时，局部应力应变场图中应力较大位置形成的区域呈沿层厚方向的条带状，与层状Ti-Al复合板在同样应变的原位拉伸试验观察到的形貌有类似的结果，复合板中变形大的亮色区域均在Ti层中，且Ti层的大应变亮色区域亦是沿层的方向。

关键词：层状复合板轧制织构演变原位拉伸力学性能变形机制

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剧塑性变形镁合金的组织与力学性能研究

剧塑性变形镁合金的组织与力学性能研究

引用

作者：孔晶华南理工大学

学位级别：硕士

采用熔炼方法制备新型Mg-10.73Li-4.49Al-0.52Y镁合金，为了提高镁合金的塑性和热稳定性且避免其强度的下降，将合金设计为+β双相并加入稀土元素Y。采用Bc、A和C三种路径在537K下对该合金进行1～4道次等通道转角挤压（ECAP）变形，三... 详细信息

采用熔炼方法制备新型Mg-10.73Li-4.49Al-0.52Y镁合金，为了提高镁合金的塑性和热稳定性且避免其强度的下降，将合金设计为+β双相并加入稀土元素Y。采用Bc、A和C三种路径在537K下对该合金进行1～4道次等通道转角挤压（ECAP）变形，三种路径变形后相和β相晶粒均显著细化。4道次变形后，路径Bc获得等轴状和条状相间的组织，而路径A和C变形后的组织分别为片状晶粒和等轴晶。Bc路径具有较好的综合力学性能。随变形道次增加，三种路径中β相的{110}晶面织构变化存在差异，但均出现织构软化现象，对应的抗拉强度也随之降低，此时织构软化作用大于晶粒细化作用。以Bc路径573K对该合金ECAP变形至6道次，变形后的相和β相的晶粒均沿着与挤压方向约成30～45°角呈拉长的流线状，随道次增加，晶粒和析出相Al2Y都均匀化和细化。1道次变形后{110}晶面织构强度最大，变形3道次和6道次后织构强度相对1道次下降，织构向周围移动。3道次后，抗拉强度从铸态的137.5MPa提高到最大值166.4MPa。经6道次变形后断口呈典型的延性断裂特征，并获得较大的室温伸长率83%。对以Bc路径ECAP变形6道次的镁锂合金在温度为523～663K，应变速率为2×10-4～5×10-2s-1下进行超塑性分析。在1.5×10-2s-1，温度为623K时，伸长率达到最大值306.6%。最大的应变速率敏感系数m值0.36出现在温度为623K应变速率为1.5×10-3～1.5×10-2s-1时，激活能为121.6～160.0kJ/mol。在623K和1.5×10-2s-1下，β相中出现脱Li现象，超塑拉伸后显微组织没有明显的两相分界。在523～573K范围内超塑性变形机制主要为晶界扩散控制的晶界滑移机制，在573～623K范围内主要为晶格扩散控制的晶界滑移机制，当拉伸温度进一步升高时，需要更大激活能的位错蠕变在变形中起作用。采用T型通道挤压（TCP）对ZK60镁合金在673K温度下以A和Bc两种路径进行1～4道次变形。结果表明，塑性变形最大部位为试样中间部位的最底部，2道次变形后，组织呈“项链状”；A路径和Bc路径4道次变形后，晶粒由退火态的88.5μm分别细化至2.4μm和4.6μm，但Bc路径变形后组织更均匀。同时，在相同道次TCP变形后A路径的屈服强度均高于Bc路径，而抗拉强度和塑性却低于后者。此外，试样最底部的抗拉强度和屈服强度均高于顶部。

关键词：镁合金等通道转角挤压 T型通道挤压显微组织织构演变超塑性

来源：评论

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基于VPSC模型的挤压态AZ31镁合金塑性变形行为研究

基于VPSC模型的挤压态AZ31镁合金塑性变形行为研究

引用

作者：方晓燕太原科技大学

学位级别：硕士

镁合金因其低密度,高强度,优良的散热性能和抗震性,在航空、航天、运输、化工以及火箭制造等众多工业领域得到了广泛得使用。然而,镁合金的晶格形态为密排六方结构,这导致其在室温环境中独立滑移系相对较少。镁合金在不同方向载荷作用... 详细信息

镁合金因其低密度,高强度,优良的散热性能和抗震性,在航空、航天、运输、化工以及火箭制造等众多工业领域得到了广泛得使用。然而,镁合金的晶格形态为密排六方结构,这导致其在室温环境中独立滑移系相对较少。镁合金在不同方向载荷作用下的变形机制主要包括滑移和孪生两种基本的塑性变形模式。这两种变形模式的开启量会受到加载路径、应变量、应变速率以及温度等多种因素的影响,表现出显著的各向异性与非对称性。尽管已有研究取得了一定进展,但关于单机制对在不同方向变形下挤压态AZ31镁合金的宏观力学各向异性、其他相对变形机制的激活量及微观织构演变规律的影响研究仍为空白,需进一步深入探讨。本文通过实验观察和粘塑性自洽(VPSC)理论模型建模,对不同变形条件下的单变形机制进行研究,分析单机制对在不同方向变形下挤压态AZ31镁合金的宏观力学各向异性、其他相对变形机制的激活量及微观织构演变规律的影响。通过只激活或者只抑制某一变形机制,并重点分析了单机制在单轴变形下对拉压不对称的作用。最后,对比了微观结构与模拟织构的吻合度,从而验证了模拟结果的准确性。得到的主要结论有:(1)结果表明,当试样沿PED方向压缩时,基面滑移导致晶粒发生缓慢而持续的偏转;当样品沿ED方向压缩时,在变形初期,柱面滑移会导致晶粒向挤压方向偏转;当样品在45ED方向压缩时,柱面滑移对织构演变几乎没什么影响。(2)当只激活{1011}压缩孪生的时候,沿着三个方向压缩时晶粒会有不同的偏转方式,分别是:试样沿ED方向和45ED方向压缩时,粒会沿着ND方向发生偏转;当试样沿着PED方向压缩时,晶粒从沿着挤压方向的两侧集中到中心。(3)在拉伸和压缩变形过程中,开启的变形机制不一样导致其应变硬化率的不同。(4)柱面滑移在拉伸变形和压缩变形过程中对晶粒取向起到不同的作用,在拉伸变形过程中对晶粒取向几乎不产生影响,而在压缩变形过程中会导致晶粒向TD方向发生偏转,所以导致了两个过程的应变硬化率的不同。(5)锥面滑移在拉伸变形和压缩变形过程中对晶粒取向偏转的力度不同,在拉伸变形过程中,锥面滑移会导致晶粒发生双极效应,而在压缩变形过程中,锥面滑移只会导致晶粒发生轻微偏转。这极大的影响了拉伸和压缩变形过程的应变硬化率。

关键词： AZ31镁合金粘塑性自洽模型拉-压不对称性织构演变单一变形机制力学各向异性

来源：评论

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镁合金微细管材制备工艺及组织和性能研究

镁合金微细管材制备工艺及组织和性能研究

引用

作者：金鹏沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着对镁合金支架研究的深入与临床应用的推进,镁合金全降解支架因其兼具较高的支撑强度和生物可降解吸收特性,具有巨大的市场前景。然而,镁合金密排六方(HCP)结构,塑性变形能力差,难以通过简单的加工制备出高质量的微细管材。因此,镁... 详细信息

随着对镁合金支架研究的深入与临床应用的推进,镁合金全降解支架因其兼具较高的支撑强度和生物可降解吸收特性,具有巨大的市场前景。然而,镁合金密排六方(HCP)结构,塑性变形能力差,难以通过简单的加工制备出高质量的微细管材。因此,镁合金薄壁微细管材的高效率、批量化制备成为镁合金支架广泛应用亟需解决的问题。本文首先采用“电磁搅拌铸锭-大挤压比变形制备棒材-挤压成形管坯”工艺制备直径6.12mm,壁厚为1.02mm的AZ31镁合金管坯。研究发现合金晶粒尺寸经塑性变形后得到大幅细化,电磁搅拌铸锭平均晶粒尺寸为112μm;挤压管坯晶粒均匀细小,平均晶粒尺寸为2.78μm,相比于电磁搅拌铸锭晶粒,细化了97.52%。分析铸锭-棒材-管坯织构演变发现:铸锭晶粒没有择优取向;挤压棒材具有较强的<10-10>-<11-20>双纤维织构;挤压管坯的(0001)基面平行于挤压方向,为典型的(0001)基面纤维织构。在成功制备挤压管坯的基础上,采用旋转锻造进一步缩减管材尺寸,探究在室温条件下,旋转锻造对挤压管坯成形的影响。通过ABAQUS有限元软件进行室温旋转锻造数值模拟,并通过正交实验优化旋锻工艺参数。研究发现锻压力随着锻模型腔入口直径的降低先降低而后增加,管材轴向送进速度与锻模锤击频率对于管材料的表面应变均匀度影响程度最大,且存在相互作用;压下量对于表面应变均匀度影响效果最低,主要影响着管坯端部的最大主应变分布。本实验中旋转锻造最优工艺参数为:轴向进给速度0.9mm/s、锻模锤击频率20Hz、压下量0.05mm。采用该参数进行AZ31镁合金微细管旋锻成形,在对挤压管坯进行9道次旋转锻造后,管材最终直径为5.0mm,壁厚为0.79mm。实际试验结果表明室温条件下,旋转锻造对于管坯壁厚减薄效果不佳,但极大程度上提高了管坯壁厚尺寸的均匀度。本文提出采用定尺酸蚀工艺快速成形镁合金微细管,通过对硝酸和磷酸分别结合柠檬酸钠缓蚀剂的定尺酸蚀工艺进行探索,研究上述无机酸溶液对AZ31镁合金管坯壁厚的影响。通过磷酸基溶液与硝酸基溶液定尺酸蚀正交实验发现,(尺寸缩减)磷酸基溶液使管坯表面易产生点蚀坑,不利于控制表面粗糙度,表面粗糙度最优参数仅为13.315μm。硝酸基溶液令管坯具有金属光泽,易于控制表面粗糙度。参数经极差分析优化后为硝酸浓度50ml/L,酸蚀时7min,柠檬酸钠缓蚀剂2g/L,管坯在表面粗糙度为5.201μm,仅出现微弱晶间腐蚀。试验发现定尺酸蚀有利于快速均匀降低镁合金管材壁厚几何尺寸。

关键词： AZ31微细管织构演变有限元分析旋转锻造定尺酸蚀

来源：评论

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冷轧镀锌高强度双相钢形变和退火织构研究

冷轧镀锌高强度双相钢形变和退火织构研究

引用

作者：杜宇北京科技大学

学位级别：硕士

目前国内外对双相钢织构的研究很少，本文就通过对比四种不同合金成分的双相钢冷轧及双相退火的织构演化，研究了合金元素Si、Cr和Nb对双相钢冷轧织构和退火织构的影响。Cr和Nb的加入会促进铁基合金中{110}面滑移更多开动而导致较强的... 详细信息

目前国内外对双相钢织构的研究很少，本文就通过对比四种不同合金成分的双相钢冷轧及双相退火的织构演化，研究了合金元素Si、Cr和Nb对双相钢冷轧织构和退火织构的影响。Cr和Nb的加入会促进铁基合金中{110}面滑移更多开动而导致较强的α取向线织构{112}<110>织构组分。碳化物形成元素Cr和Nb的加入会对再结晶和相变过程中晶界的运动产生阻碍作用，从而阻止退火过程中{111}<uvw>取向晶粒的长大和α取向线上{112}<110>和{001}<110>取向晶粒的消耗。\n 以三种不同成分设计的低碳低硅冷轧退火镀锌双相钢板为研究对象，通过X射线宏观织构分析和EBSD分析技术，对具有相近晶体结构的铁素体和马氏体双相组织的织构进行了分析。分析结果表明相同的样品其X射线测量的宏观织构和EBSD分析的微观织构存在有明显的差异。EBSD-MAPING的结果表明由于马氏体存在有较高的位错密度，因此在EBSD中不能获得相应的取向信息。由此判断EBSD微观织构所取得的取向信息主要是铁素体晶粒的取向分布。利用宏观织构与微观织构的差异可以分析双相组织中铁素体和马氏体各自的织构特点，由此研究了合金元素对双相钢织构演变规律的基本原理。论文还从马氏体切变型相变的取向变化分析了织构演变规律。

关键词：高强度双相钢合金钢形变退火织构织构演变

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铝合金钻杆挤压织构演化规律研究

铝合金钻杆挤压织构演化规律研究

引用

作者：胡桥刚西南石油大学

学位级别：硕士

铝合金钻杆采用挤压的方式生产,挤压过程会有相应的织构产生。目前在铝合金加工过程中织构的演变规律上有很多相关研究,但对铝合金钻杆在挤压加工下的织构演化规律研究的还不够深入。本文借助晶体塑性有限元的方法来研究铝合金钻杆在挤... 详细信息

铝合金钻杆采用挤压的方式生产,挤压过程会有相应的织构产生。目前在铝合金加工过程中织构的演变规律上有很多相关研究,但对铝合金钻杆在挤压加工下的织构演化规律研究的还不够深入。本文借助晶体塑性有限元的方法来研究铝合金钻杆在挤压成形过程中不同部位的织构演化规律。通过Materials Studio软件计算得到铝合金材料的弹性常数符合参考范围,C11=111.941/GPa,C12=62.539/GPa,C44=28.343/GPa。通过 VPSC程序得到单向拉伸或压缩纯铝的织构演化规律,在单向拉伸铝板时,铝板织构极图为轴对称分布,其对称轴与拉伸方向平行,拉伸后极图中的极密度最大值出现在<100>方向和<111>方向;单向压缩铝板时,晶粒取向的移动显得更加有规律,在(100)晶面中,晶粒取向分布在边界和中心四周,(110)晶面则显示出类似“靶子”的形状,边界上的晶粒取向几乎全部都向中心移动了一些,而中心四周的晶粒取向则更加靠近中心,越靠近中心,其极密度越大。试样经过压缩变形后的织构方向主要集中在[110]、[1 1 1]、[001]方向。在铝合金钻杆挤压过程中,位错滑移是其塑性变形机制。在挤压铝合金钻杆的不同位置时,不同滑移系对挤压塑性变形的影响不同,在挤压前端加厚段时,(1 1 1)<110>滑移系对塑性变形的贡献是最大,(111)<110>滑移系对塑性变形的贡献最小;在挤压快速过渡段时,(111)<1 10>滑移系对塑性变形的贡献最大,(111)<1 0 1>滑移系对塑性变形的贡献最小;而在挤压平缓过渡段时,(1 1 1)<110>滑移系对塑性变形的贡献最大,(111)<101>滑移系对塑性变形的贡献最小;而在挤压平缓过渡段时,(111)<101>滑移系对塑性变形的贡献最大,(11 1)<101>滑移系对塑性变形的贡献最小。

关键词：铝合金钻杆织构有限元模拟织构演变

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稀土对440MPa级高强IF钢组织和织构的影响

稀土对440MPa级高强IF钢组织和织构的影响

引用

作者：王朝毅内蒙古科技大学

学位级别：硕士

随着世界各国对环境保护和能源节约两方面的日益重视，汽车制造工业对现代汽车钢板不断提出新的要求，其中节能、环保和汽车轻量化成为汽车用钢未来最重要的评价标准。440MPa级高强IF钢因同时具有较高的强度和优异的深冲性能，被世界汽... 详细信息

随着世界各国对环境保护和能源节约两方面的日益重视，汽车制造工业对现代汽车钢板不断提出新的要求，其中节能、环保和汽车轻量化成为汽车用钢未来最重要的评价标准。440MPa级高强IF钢因同时具有较高的强度和优异的深冲性能，被世界汽车工业所重视，是各国钢铁企业开发和生产的重要产品之一。但目前国内440MPa级含P高强IF钢的工业生产中存在诸多问题。而大量研究表明稀土对低碳钢的组织和性能具有优化作用，而使用我国白云鄂博稀土矿开采的铁矿石会在钢中自然残留微量稀土元素。因此本文针对工业生产过程中存在的问题，依托白云鄂博铁矿石这独特的现象，研究La元素在440MPa级高强IF钢生产过程中对组织和织构的影响。\n 本文以不同稀土La元素含量的高强IF钢为研究对象，在实验室依次进行真空冶炼、高温锻造、热轧、大压下率冷轧、连续再结晶退火处理，同时在每个工艺阶段取样。利用HITACHI SU-1510型扫描电子显微镜和EDS能谱分析仪观察锻态中不同厚度平面上的夹杂物的形态；利用JEOL-2100-HRTEM透射电子显微镜及EDS能谱分析仪观察和分析热轧卷取板和连续退火试样中第二相的形貌和组成；采用Bruker AXS型X射线衍射仪对连续退火试样进行了宏观织构的测试，研究其织构的演变规律。\n 研究结果如下：无稀土锻态试样中以TiN夹杂和MnS-TiN-Al2O3复合夹杂为主要夹杂物类型，夹杂物外形多保留尖锐边部；而添加稀土锻态试样中以MnS、MnS-TiN复合夹杂和含稀土夹杂物为主要类型，形貌趋近圆形或者弧形边部。微量稀土的残留改变了钢中夹杂物的类型及形貌。无稀土试样在热轧态和退火态试样中均观察到Fe(Ti、Nb)P第二相，而含稀土试样在热轧态未发现该第二相类型，而在退火态中观察到团聚形式的Fe(Ti、Nb)P第二相。说明稀土在热轧态有助于抑制Fe(Ti、Nb)P第二相的析出。压下率为81%的冷轧板在连续退火工艺中，无稀土试样在790℃以上会发生完全再结晶，而含稀土试样需在820℃以上发生完全再结晶。钢中微量稀土元素会抑制再结晶行为，在连续退火工艺下效果更为显著。在充分再结晶条件下，无稀土试样的最强点落在{111}<112>织构处，{001}<110>织构密度低于2，△r值为1.6；含稀土试样的最强点落在{111}<112>织构处，{001}<110>织构密度为3.4，△r值为3.3。说明稀土的存在促进{111}<112>取向晶粒生长，增大△r值。

关键词：稀土掺杂高强IF钢复合夹杂物再结晶行为织构演变

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