微观组织演变

摘要： 为了研究GCr15轴承钢温热成形范围的可成形性,在温热成形温度范围基础上,将温度的研究范围进行扩大。采用Gleeble^(-1)500D型热-力模拟试验机对GCr15轴承钢进行热压缩试验,试验参数范围为温度600~1050°C、应变速率0.01~5 s^(-1)。基于热压缩试验数据、加工图理论和动态材料模型(DMM)建立了GCr15轴承钢考虑应变影响的三维热加工图,描述了GCr15轴承钢在温热变形时应变、温度、应变速率对可成形性的影响。通过金相观察进行微观组织分析,研究了动态再结晶(DRX)的演变过程。结果表明:材料适宜加工参数范围是应变大于0.4,温度850~950°C,应变速率0.01~0.37 s^(-1)。

摘要： 借助X射线衍射和电子背散射衍射,研究低周疲劳变形过程中Fe-33Mn-4Si合金钢的微观组织演变及其对力学行为的影响。结果表明:实验用钢的原始微观组织由奥氏体和热诱发ε马氏体两相组成。原始组织通过影响变形过程中ε马氏体相变来影响实验用钢的低周疲劳变形行为。在变形初期(100周次内),随循环周次增加,ε马氏体含量迅速增加并且马氏体不同变体之间频繁相互交叉作用,使实验用钢的平均峰值应力和循环加工硬化程度快速增加;随后至疲劳断裂,ε马氏体成为变形微观组织中主要组成相,ε马氏体含量和马氏体不同变体的交叉频次随循环周次的增加而增速放缓,导致平均峰值应力和循环加工硬化程度的增速也明显减缓。

摘要： 铝合金空心轴在楔横轧轧制过程中,其微观组织的演变对轧件的力学性能有重要影响。为得到无芯棒楔横轧铝合金空心轴的微观组织演变规律,通过有限元软件Deform-3D构建有限元模型。对微观组织演变过程进行数值模拟,研究了轧制温度、断面收缩率、展宽角和成形角4个参数对轧件平均晶粒尺寸的影响规律。并通过元胞自动机法揭示了工艺参数与微观组织演变内在的联系,为优化铝合金空心轴类件轧制工艺参数和提高成形质量提供参考依据。结果表明,轧件平均晶粒尺寸随轧制温度的升高而增大,随断面收缩率的增大而减小,随展宽角的增大呈现先减小后增大,随成形角的增大而变化不大。

摘要： 研究了某石化制氢装置10^(5)Nm^(3)/h垂直管排转化炉管在服役过程中的组织演变及其力学性能。分别采用火花式直读光谱仪和场发射电子显微镜对炉管化学成分和微观组织进行分析,并通过电液伺服万能试验机和高温持久试验机对炉管的力学性能进行测试。结果表明:服役过程中,炉管晶界骨架状碳化物粗化向链状转变,NbC向G相转变,晶内析出二次碳化物并逐渐聚集。与新炉管相比,服役5年、8年和10年的炉管室温强度、塑性和持久性能依次下降,其中室温强度下降4%~27%,室温塑性下降71%~84%,高温持久断裂时间下降52%~84%。服役10年后,与炉膛上部炉管相比,中部和下部炉管室温强度、室温塑性和持久性能依次下降,其中室温强度下降约2%~10%,塑性下降不超过25%,持久断裂时间下降约14%~31%。该研究可为同类型制氢转化炉管的检修提供参考。

摘要： 针对铸态亚稳β型Ti-5553钛合金,基于热模拟试验,研究了合金在高温高应变速率条件下的热变形行为,并发现了一种全新的动态再结晶机制。结合多种材料表征技术,揭示了新动态再结晶机制的微观组织演变机理,并分析了变形参数对再结晶行为的影响。结果表明:亚稳β钛合金在高温高速率条件下的显著动态软化是动态再结晶和流变失稳共同作用的结果,动态再结晶产生新晶粒的形核位置、尺寸和组织占比都对热变形参数有较高的敏感性。本文发现和揭示的新动态再结晶机制是连续和不连续这两种常见机制混合而成的耦合机制,既包含了引发不连续动态再结晶的晶界应变集中效应,又包括了连续动态再结晶的亚晶旋转形核过程。

摘要： 为了探索合适的外延激光金属成形(E-LMF)工艺沉积块状镍基单晶高温合金,选择了合适的激光功率、扫描速度、冷却方式组成了九组实验,得到了合适的工艺组合并研究了微观组织演变及形成机理。结果表明:在500 W,13 mm/s, 3 g/min及一般水冷的工艺下可以实现无裂纹的连续外延生长;过大的冷却速度会导致过大的热应力从而诱发裂纹的产生;主体区域为外延生长区,在表面和两端存在非外延生长区。

摘要： 针对热挤压态FGH95合金进行变形温度为1050~1120°C、变形量为50%和70%、应变速率为10^(−4)~1 s^(−1)的热压缩试验,研究该合金动态再结晶(DRX)的组织演变和形核机制。结果表明:提高变形温度和降低应变速率可以促进小角度晶界向大角度晶界迁移,有利于动态再结晶晶粒的长大;变形温度和变形量对热挤压态FGH95合金的动态再结晶机理的影响不明显,而应变速率对动态再结晶机制影响较大;随着应变速率的增加,热挤压态FGH95合金由不连续动态再结晶机制逐渐转变为连续动态再结晶机制;热挤压态FGH95合金的动态再结晶以不连续动态再结晶形核机制为主,以连续动态再结晶形核机制为辅;在1050°C、1 s^(−1)变形条件下,热挤压态FGH95合金发生连续动态再结晶形核。

摘要： 针对锆合金在反应堆中与高温水发生反应形成氧化膜的过程,设计了研究型实验“锆合金氧化膜微观组织演变相场模拟”,表征了锆合金氧化膜的微观结构,计算了自由能和界面能,建立了晶粒形成及演变的相场模型,最终实现了锆合金氧化膜微观组织演变的可视化。该实验通过Materials Studio和MATLAB两大软件平台进行热力学计算和相场模拟,适用于本科生研究型计算材料学实验教学,有助于培养学生的科研热情与创新意识。

摘要： 基于扩散通道,分析了Si含量对铁基热浸Al-χSi涂层微观结构演变的影响(χ=0,1.5 wt%,3.0 wt%,7.0 wt%)。结果表明,Si的引入使反应界面从热浸铝的舌状界面变为热浸Al-Si的平坦界面,同时也减少了涂层中合金层的厚度,特别是Fe_(2)Al_(5)层。当Si含量为1.5 wt%或3.0 wt%时,扩散通道穿过两相区(FeAl_(3)+液相)的共轭线进入FeAl_(3)单相区,再移动到Si含量较高的区域。然后,扩散通道切断FeAl_(3)相、τ_(1)/τ_(9)相和Fe_(2)Al_(5)相的共轭线,从而促进了τ_(1)/τ_(9)相的形成。由此产生的τ_(1)/τ_(9)相抑制了Fe原子和Al原子之间的扩散。当Si含量为7.0 wt%时,扩散通道穿过(液相+τ_(5))两相区,进入τ_(5)单相区。τ_(5)单相区对Fe原子和Al原子间扩散有很强的抑制作用,从而减少了涂层的厚度,特别是Fe_(2)Al_(5)层。

摘要： 目的为满足结构舱段用高强高韧铝合金宽幅薄壁高筋整体成形壁板挤压制备需求,在保证组织与性能均匀性的同时,进一步提高铸锭利用率。方法采用万能力学性能试验机测试力学性能,结合金相显微镜与扫描电镜完成组织与断口形貌观察。结果7A85半连续铸锭在300°C砧板模具温度下拔长与4.0长径比镦粗时,铸锭整体应力分布最为均衡。晶界处残存的耐热高温相由连续线状转变为分散点状与折线状,铸锭显微组织和性能一致性较高,利于后续挤压制备。结论利用DEFORM–3D数值模拟软件,可对7A85大规格半连续铸锭拔长与镦粗过程的流变应力与等效应变分布进行有效预测,结合铸锭不同区域的受力分析与整体全速度矢量分布,可以准确判断工艺的合理性和可行性。砧板模具温度与铸锭长径比,对7A85半连续铸锭400°C拔长镦粗过程流变应力分布影响明显,可有效改善晶界处残存耐热高温相的分布形态,提高材料的组织均匀性与力学性能。

摘要： 针对金相试验难以动态观测热成形过程中动态再结晶组织演变的问题,建立了动态再结晶演变模型,采用Matlab编程实现了温度为1000°C、1100°C、1150°C、1200°C,应变速率为0.01s-1、0.1s-1、1s-1时,Haynes230镍基高温合金动态再结晶微观组织演变元胞自动机(CA)模拟,获得了组织、位错密度等微观层次的演变规律及宏观层次的流变应力应变变化规律.结果表明,随着温度的升高和应变速率的减小,动态再结晶分数增加、流变应力减小,有利于实现动态再结晶及难变形金属的塑性成形,模拟结果与已有试验规律一致.

摘要： 研究了半固态SiCp/AZ61复合材料在不同变形温度、应变速率、SiCp体积分数和变形程度下的微观组织演变。结果表明，在半固态压缩条件下，随着温度的提高，试样心部大变形区的液相在变形过程中会向外部转移，使各自被液相分离的固相颗粒重新接触到一起，发生塑性变形。随应变速率的减小，低应变速率下微观组织中的液相分布在基体周围。随着变形程度的增加，晶粒平均尺寸显著减小。

摘要： 本文借助MSC.Marc软件及其二次开发功能,结合GCr15钢的微观组织演变模型与TTT曲线,分别建立了GCr15钢棒线材控制轧制过程与控制冷却过程的有限元模型。预测了GCr15钢棒线材控制轧制过程的温度与奥氏体晶粒尺寸的演变情况,控制冷却过程的温度变化与组织转变情况。模拟得到的温度、奥氏体晶粒尺寸及最终组织均与实际结果吻合较好。

摘要： 高温合金微观组织演变对实际锻造生产中工艺优化和质量控制具有十分重要的意义.本文以GH169材料环形锻件热锻成形为例,初步制定锻件的锻造工艺,在刚粘塑性有限元基础上,进行环形锻件轧制过程的综合模拟,预测了零件成形后的晶粒大小,并与理化分析结果进行比较,验证模拟结果的正确性.为微观组织预测和制定合理的控制大锻件微观组织工艺提供依据.

摘要： 本文采用原位背散射电子衍射(原位-EBSD)方法研究了AZ31合金在压缩应力下的微现组织演变。结果表明{1012 } {1011}孪生是主要的变形模式。该孪生模式导致了变形后晶体取向发生了明显的转变，由原始取向为其C轴垂直于挤压方向ED的丝织构，转变为其C轴平行于ED及压缩应力方向。同时位错清移也提供了一定的变形量。 AZ31合金中RD和TD织构组分的梯度对于压缩变形条件下的孪生变形没有明显的影响。

摘要： 本文研究了Al12Si4Cu1.5Ni-xMg（x=1.16,1.53、1.97）中镁含量变化对其微观组织结构的影响规律.电子探针显 微分析(EPMA)结果表明:该合金主要由M（Mg2Si）相、γ(Al7Cu4Ni)相和Q(Al5Cu2Mg8Si6)相组成,其中γ 相呈现网条状,Q 相呈现块状或短棒状,M 相呈现鱼骨状.随着Mg 含量增加,组成相形貌变化不显著.但总相体积分数由5.2% 增加到 10.3%,其中M 相体积分数由0.5 增加到3.55%,影响尤其明显.而且随着相分数增加,实验合金的显微硬度出现先增高后 降低规律.通过DSC 测试,结合试验合金组织特点,对其凝固过程做了初步探讨.

摘要： 元胞自动机是复杂体系的一种理想化模型,它对于难以用数学方法定量描述的复杂体系问题具有良好的适用性。成功地将元胞自动机方法用于焊缝金属凝固组织演变的模拟中,不仅为焊缝微观组织演变的数值模拟开辟了一种新的途径,同时也有助于研究焊接接头组织并依此优化工艺来提高焊件质量。介绍了元胞自动机方法的基本原理，以及基于CA方法的焊缝凝固枝晶生长数值模拟的实现,引用了具有代表性的模拟结果,并就该领域进一步的发展方向进行了讨论。

摘要： 本文主要研究武钢热轧Q345E钢种。探讨了该钢种在热连轧轧后冷却过程中温度变化、显微组织演变的行为,深入到微观,分析影响该钢种组织演变及力学性能的工艺因素。

摘要： 本文主要研究武钢热轧Q345E钢种。探讨了该钢种在热连轧轧后冷却过程中温度变化、显微组织演变的行为,深入到微观,分析影响该钢种组织演变及力学性能的工艺因素。

摘要： 本文主要研究武钢热轧Q345E钢种。探讨了该钢种在热连轧轧后冷却过程中温度变化、显微组织演变的行为,深入到微观,分析影响该钢种组织演变及力学性能的工艺因素。

摘要： 本发明涉及土壤检测领域，具体涉及一种土样固定仪及土样微观结构演变规律测定装置与方法，包括下土样盒和上土样盒，所述上土样盒和上土样盒之间设置有套管，所述套管连通所述下土样盒与上土样盒；所述下土样盒底部设置有下固定座，所述上土样盒底部设置有上固定座；所述下固定座和上固定座之间设置有第一连接杆。本发明测定装置结构简单，而且获得土样不同角度的微观结构图，实现测试受拉土样内部微观结构包括土体孔隙结构及分布、裂隙的发育程度、颗粒大小、颗粒接触距离、颗粒接触方式等的动态演变规律，而且测试精度高。

摘要： 本发明公开了一种双相WC-Ni硬质合金微观组织暴露剂，包括硝酸和水，且所述硝酸的质量浓度为35-45%。本发明还公开了一种双相WC-Ni硬质合金微观组织观察方法，包括如下步骤：1）制样：将双相WC-Ni硬质合金的样品经磨削、抛光处理后，得到具有抛光观察面的双相WC-Ni硬质合金样品；2）腐蚀：将双相WC-Ni硬质合金样品的抛光观察面在温度为40-45°C的条件下浸入如上所述的双相WC-Ni硬质合金微观组织暴露剂中腐蚀50-70分钟；3）观察：利用扫描电镜观察腐蚀后的双相WC-Ni硬质合金样品的微观组织。

摘要： 本发明提供了一种基于相场法的瞬态下焊接过程微观组织演变模拟方法。所述基于相场法的瞬态下焊接过程微观组织演变模拟方法包括如下步骤：简化条件与模型初始化，根据焊接熔池凝固过程的参数构建模型；建立宏观的瞬态传热和生长速度模型，将焊接熔池看作是由两个半椭球组合而成，在焊接过程中，一个所述半椭球处于熔化状态，另一个所述半椭球处于凝固状态，并基于上述假设建立宏观的瞬态传热和生长速度模型；建立微观组织演变模型，基于金兹堡‑朗道理论，建立模拟焊接熔池微观组织演变的相场模型；宏观‑微观耦合计算，将瞬态的温度梯度和枝晶生长速度引入到模型中，计算宏观‑微观的耦合的相场模型，获得焊接熔池微观组织演变模拟结果。

摘要： 本发明一种焊接金属微观组织结晶形态演变的凝固参数阈值计算方法，基于Nd:YAG脉冲激光点焊的脉冲闭合波形特性，提出“凝固进程百分比”的概念，度量实验焊点与模拟焊点的凝固进程，搭建实验焊点微观组织演变与模拟焊点凝固参数变化的对应关系，进而获取焊接金属微观组织结晶形态演变的凝固参数阈值，建立焊接微观组织调控的凝固参数阈值评价体系，对于研究焊接金属微观组织结晶形态演变的G/R转变阈值，以及建立焊接微观组织演变的阈值评价体系具有重要理论意义。

摘要： 一种基于微观组织演变的钛合金热粘塑性本构模拟方法，由于切削变形区温度局部超过钛合金α和β两相的转变温度，根据动态相变建立物相强度组成项模型；基于位错演变对流动应力的影响建立位错强度组成项模型；融合两个组成项模型建立基于微观结构参量演化的钛合金塑性变形本构方程。本发明能够有效反映材料微观组织与宏观力学行为之间的内在关联。该模型具备预测材料变形过程组织演变的能力；此外，由于组织具有遗传性，该模型还能够为多工艺流程、多工艺复合条件下的材料变形本构理论研究奠定基础。

摘要： 本发明提供了一种镁合金激光选区熔化微观组织演变的数值模拟方法，其中，采用高斯面热源模型来模拟激光的扫描；获得激光选区熔池的流场和温度场；应用VOF法追踪自由界面；在宏观几何模型中选取特定的二维截面进行微观组织模拟计算；分别建立熔融粉末中的等轴晶形核模型和熔池边缘外延生长的柱状晶的形核模型；分别建立固相溶质扩散模型和液相溶质扩散模型；确定枝晶的生长动力学模型，并根据元胞捕获规则进行迭代计算；对计算得到的数据保存，进行可视化处理。本发明的方法能够准确定量预测镁合金激光选区熔化工艺下的微观组织演化过程。

摘要： 一种喷射成形7055铝合金热塑性变形过程本构方程及微观组织演变模型的建立方法，对材料进行测试，根据热变形过程中的位错密度与应变关系公式和泰勒公式推导出动态回复阶段的流动应力本构关系基本模型，将数据代入到公式中以得到各待定参数即lnZ的数值，步骤四根据ST对应力函数进行分段，得到最终的本构方程；本发明的有益效果为：将喷射成形高强铝合金7055的宏观流变行为与热变形过程中的硬化及软化物理机制相结合，根据微观组织实验分析确定了动态再结晶发生的临界热力学阈值，提出了新的描述材料复杂流变行为的模型，较好解决了该材料动态再结晶条件性发生、再结晶不完全的难题，为该材料的热变形过程流动变形及组织转变行为的预测及控制创造了条件。

摘要： 本发明提供了一种快速表征分析镍基单晶高温合金微观组织演变的方法，属于镍基单晶高温合金技术领域。该方法集成高通量实验‑高通量表征‑高通量统计技术，高效建立镍基单晶合金高温蠕变过程中微观组织演变定量关系。采用渐变截面试样进行蠕变中断试验，得到随应力连续分布的微观组织，并通过基于扫描电镜的大尺度图像采集技术对全应力范围的蠕变组织进行大尺度高倍表征；基于U‑Net深度学习算法，建立枝晶干自动识别模型，快速准确的分割枝晶干组织；运用逻辑算法对枝晶干γ/γ′两相微观组织参数进行连续定量统计。利用该方法可以高效研究镍基单晶合金微观组织随蠕变条件的演变规律，在建立材料组织数据库和服役安全评估等方面具有重要意义。

摘要： 本发明提供了一种基于相场法的瞬态下焊接过程微观组织演变模拟方法。所述基于相场法的瞬态下焊接过程微观组织演变模拟方法包括如下步骤：简化条件与模型初始化，根据焊接熔池凝固过程的参数构建模型；建立宏观的瞬态传热和生长速度模型，将焊接熔池看作是由两个半椭球组合而成，在焊接过程中，一个所述半椭球处于熔化状态，另一个所述半椭球处于凝固状态，并基于上述假设建立宏观的瞬态传热和生长速度模型；建立微观组织演变模型，基于金兹堡‑朗道理论，建立模拟焊接熔池微观组织演变的相场模型；宏观‑微观耦合计算，将瞬态的温度梯度和枝晶生长速度引入到模型中，计算宏观‑微观的耦合的相场模型，获得焊接熔池微观组织演变模拟结果。

摘要： 本实用新型公开了一种用于观察激光熔覆过程中微观组织演变的显微装置，包括显微镜、横向丝杆滑块装置、纵向丝杆滑块装置和可调安装架，纵向丝杆滑块装置连接于横向滑块装置的滑块上，可调安装架连接于纵向丝杆滑块装置的滑块上；所述显微镜为笔式显微镜，显微镜头外配置有耐热透明保护罩，显微镜的上端设置有拍摄设备；显微镜配置有耐热材料制作的外壳，外壳通过连接臂连接于可调安装架上，使显微镜头的上下、前后左右位置及俯仰角度可调，可实现多方位的近距离观察打印过程织结中的材料组构变化，反映打印件的微观组织，以便分析打印件的结构性能；还可避免电机在过热的环境下损坏。耐热透明保护罩可避免飞溅的金属颗粒对镜头造成损坏。