连续铸挤工艺对Zn-Al合金微观纽织及室温力学性能的影响

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tzjgy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Zn-Al合金作为一种典型的超塑性合金,多年来人们对其进行了深入的研究。同时Zn-Al合金棒线材作为常用的热喷涂材料,广泛应用于钢结构防腐蚀领域中。通过轧制、等通道挤压(ECAP)、热挤压、高压扭转(HTP)等成形手段均可使Zn-Al合金获得室温超塑性。然而这些成形方式存在工序复杂、浪费能源的缺点。连续铸挤(CASTEX)作为一种新型短流程成形手段,极具发展潜力与研究价值。目前对于连续铸挤Zn-Al合金的研究主要集中在变形过程中的金属流动组织演化以及铸挤态的组织调控等方面,然而其力学性能仍无法满足热喷涂棒线材的要求。因此,本文通过调节连续铸挤工艺中挤压比与铸挤轮转速两项重要参数,成功制备出不同规格的Zn-Al合金棒线材,可满足热喷涂棒线材的力学性能要求,并且获得了一定的室温超塑性。本实验借助扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)以及不同应变速率下的室温拉伸,对铸挤态Zn-Al合金进行了微观组织与力学性能的研究。搭建出连续铸挤Zn-Al合金成分-工艺-组织-力学性能之间的桥梁。本实验的主要结果如下:(1)调节连续铸挤Zn5Al合金的挤压比与铸挤轮转速,使其获得了一定的室温超塑性。当λ=6,n=8 r/min时,Zn5Al合金塑性最佳,伸长率可达123%,对应抗拉强度为160 MPa。在1×10-5~1×10-3 s-1的应变速率范围内,Zn5AI合金的m值达到0.33。此工艺下合金中的η相平均晶粒尺寸为2.44 μm,无明显织构产生。(2)调节工艺使λ=6,n=14 r/min,此时Zn10Al合金获得了一定的室温超塑性。可达到173%的伸长率,抗拉强度为168MPa。在1×10-5~1×10-3 s-1的应变速率范围内,m值达到0.25。此工艺下合金中的η相平均晶粒尺寸为2.33 μm,无明显织构产生。(3)当铸挤轮转速固定为8 r/min时,随着挤压比由4增加到12.5,Zn5Al、Zn10Al合金的抗拉强度先降低后升高。其中Zn5Al合金的抗拉强度介于160~182 MPa;Zn10Al合金的抗拉强度介于170~245 MPa。伸长率均为先升高后降低,变化范围分别为37%~123%以及41%~122%。增大挤压比无法消除Zn-Al合金的片层组织,但可以使其由非基面织构转变为基面织构。其中当λ=6或11时,可使Zn5Al合金及Zn10Al合金满足热喷涂棒线材的力学性能要求。(4)固定挤压比为6,随着铸挤轮转速由10 r/min提高到16 r/min。Zn5Al合金的抗拉强度先降低后升高,介于155~190MPa,伸长率由113%降至46%;Zn10Al合金的抗拉强度先降低后升高,介于168~184MPa,伸长率先升至173%再降到38%。当λ=6时,不同铸挤轮转速下的Zn-Al合金均为非基面织构,且依然为粒状与片状的混合组织。为使热喷涂棒线材的力学性能满足供货要求,Zn5Al合金应控制铸挤轮转速不超过10 r/min;Zn10Al合金应控制铸挤轮转速为14 r/min以下。(5)研究了优化工艺后铸挤态Zn5Al合金以及Zn10Al合金的应变速率敏感性。在1×10-4 s-1的应变速率下,Zn5Al合金及Zn10Al合金的伸长率最高,分别为172%及177%;在1×10-5 s-1的应变速率下伸长率分别下降到119%和135%。铸挤态Zn10Al合金在1×10-2 s-1的应变速率下伸长率仍可达到102%。拉伸变形后Zn-Al合金的片层组织基本消失,且应变速率在1×10-2 s-1以下时仍保持等轴组织,而在1×10-3 s-1的应变速率下拉伸后,Zn5Al合金与Zn10Al合金的η相晶粒最细,分别细化至1.85μm和1.88 μm。应变速率降至1×10-4 s-1以下时η相晶粒开始粗化。(6)对连续铸挤Zn22Al合金进行了试制与工艺优化,但改变挤压比与铸挤轮转速尚未使其具备室温超塑性。当λ=11,n=8 r/min时,伸长率最高,达到87%,对应的抗拉强度为170 MPa。不同工艺下均存在大量的片层团域,部分片层组织通过连续粗化与不连续粗化形成了更粗的球状与片层形貌。
其他文献
背景:5-氨基酮戊酸光动力疗法(5-aminolevulinic Acid-Photodynamic therapy,ALA-PDT)对尖锐湿疣、中重度痤疮、光线性角化症及基底细胞癌等皮肤病的治疗具有显著疗效或特殊价值,但治疗过程中患者会出现疼痛等不适,导致依从性下降,影响ALA-PDT的疗效,因此观察其不良反应特征并采取应对措施十分必要。目的:观察ALA-PDT治疗中重度痤疮、皮肤癌前病变及皮肤
背景:肾细胞癌(Renal cell carcinoma,RCC)是泌尿系统常见的恶性肿瘤,由于早期无明显临床症状,大约25%的患者确诊时就已发生转移。由于RCC对于放化疗不敏感,手术治疗依然是目前治疗肾癌的主要方式,虽然靶向药物与免疫抑制剂的应用使得RCC患者的治疗有了一定程度改善,但其预后仍然较差,严重威胁我国人民健康。目前,肿瘤分期是评价肾癌预后的主要指标,虽然很多生物分子已经证实与RCC的
无取向电工钢是电机、发电机内部铁芯制备的重要软磁合金材料,其磁性能主要由晶粒尺寸和再结晶织构共同决定。目前,研究主要集中在轧制压下量及退火工艺参数的调整进行产品优化,而通过改变轧制方式来调控组织织构的研究较少。本文提出了三种新型的轧制方案:斜轧、交叉轧制和引入中间退火的交叉轧制,以Fe-2.5%Si薄带连铸板和Fe-3%Si常规流程常化板为对象,研究不同冷轧轧制工艺对无取向硅钢组织与织构的演变规律
中锰钢具有优异塑性的同时兼顾较高的强度,在汽车高强结构件应用方面前景广阔。但传统中锰钢中较高的锰元素含量(5%~12%Mn)造成了连铸偏析、轧制开裂及退火窗口窄等一系列的工业技术瓶颈。因此,在保证性能的同时,降低中锰钢中的锰含量,对推动中锰钢商业化生产和应用具有积极意义。本文以低锰系微合金化3Mn-TRIP(0.27C-3.5-Mn-1.3Al-1.8Si-0.2V)钢为对象,研究了不同冷轧、热轧
目的:(1)翻译宾夕法尼亚大学关节疼痛相关的衰老感知量表(Penn Arthralgia Aging Scale,PAAS)中文版并完成心理测量学检验,为乳腺癌患者关节疼痛相关衰老感知的评估提供工具。(2)使用PAAS中文版评估乳腺癌患者的衰老感知水平,通过横断面研究探究衰老感知的影响因素及自我同情所起的中介作用。通过纵向研究,探索衰老感知的预测因素及验证相关因果关系。方法:(1)检验PAAS中文
钛合金因具有比强度高、耐热性好、低密度等良好的力学性能,被广泛的应用于航天航空、汽车工业、医疗卫生等行业,已成为不可或缺的工程材料。然而,钛合金因其低热导率、低弹性模量、高硬度等特性是典型的难加工材料,这会导致切削加工时刀具磨损严重,加工效率低。刀具涂层,是采用物理气相沉积的方法在刀具上沉积一定厚度的膜层,可以提高刀具使用寿命,降低切削成本。然而,目前商业化涂层刀具普遍存在膜基结合力差、摩擦系数大
背景与目的:骨质减少是指骨密度(Bone Mineral Density,BMD)低于健康人群正常值的一种临床状况,有文献报道称其与腹部骨骼肌质量(Skeletal Muscle Mass,SMI)、内脏脂肪组织含量(Visceral Adipose Tissue,VAT)或皮下脂肪组织含量(Subcutaneous Adipose Tissue,SAT)有潜在的相关关系。SMI已被现有研究证实与
高熵合金是最近几年新兴起的一种金属材料,高熵合金通常由五种或者五种以上的合金元素作为基体,也可以在多种主元合金的基础上添加几种微量元素。与传统合金不同的是,高熵合金由于高熵效应倾向于形成单相的固溶体,并不会形成金属间化合物。高熵合金具有四种效应:高熵效应、迟滞扩散效应、晶格畸变效应、鸡尾酒效应,由于高熵合金的四种效应,使得合金具有良好的力学性能、抗腐蚀性能、耐磨损性能、热稳定性以及良好的磁性,并且
与概念的习得有关的理论有各种流派。从行为主义到认知主义再到建构主义,以及科学教育领域的概念转变理论,对概念习得过程的认识不断深入,但这些理论不是截然对立、彼此取代的关系。每个理论都有其适用范围,对概念教学都有一定的借鉴意义。
氢能是公认的二十一世纪最为理想的绿色能源。硼氢化钠水解制氢技术具有储氢密度大、产氢纯度高、环境友好、反应可控等优点,因而成为当前新能源行业的研究热点之一。其中,高效、廉价催化剂的开发和研究是硼氢化钠水解产氢技术的关键。本文主要围绕FeCoNiCrMn5(简称Mn5)合金条带催化剂的制备、结构和性能表征及环境工艺参数对硼氢化钠水解产氢的影响展开研究,为非贵金属催化硼氢化钠水解产氢领域的研究提供了一种