袁训锋
,
丁雨田
,
郭廷彪
,
胡勇
,
唐向前
中国有色金属学报
基于Wheeler等提出的纯扩散相场模型,建立耦合溶质场、温度场和流场的相场模型,采用有限差分法对控制方程进行数值求解,研究Ni-Cu合金凝固过程中单晶粒枝晶和多晶粒枝晶在强制对流作用下的生长行为.结果表明:熔体的流动显著改变凝固前沿的传热和传质,从而改变枝晶的生长行为.在流速为6.43 m/s的垂直强制对流作用下,上游枝晶受过冷熔体冲刷,枝晶尖端溶质浓度和温度低,实际过冷度大,枝晶生长迅速,稳态生长速度比纯扩散时增加28%;热量和溶质在下游富集,下游枝晶尖端溶质浓度和温度高,实际过冷度小,枝晶生长缓慢,稳态生长速度比纯扩散时减小26%.
关键词:
Ni-Cu合金
,
相场法
,
强制对流
,
枝晶生长
,
凝固
,
溶质场
,
温度场
,
流场
郭廷彪
,
丁雨田
,
许广济
,
胡勇
中国有色金属学报
分别用小通道角模具(模具Ⅰ)和大通道角模具(模具Ⅱ)以及A 路径和Bc路径对单晶铜和多晶铜进行等通道角挤压(ECAP)实验,对挤压后的组织进行光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察,对挤压后的单晶铜组织进行XRD分析,研究单晶铜和多晶铜在挤压中的变形行为.结果表明:单晶铜在两种路径挤压后的抗拉强度无明显差异,用模具Ⅰ挤压时其力学性能的变化幅度较大,经多道次挤压后,其显微组织沿压力轴方向具有明显的定向排列特征.多晶铜在A路径挤压时,其抗拉强度的上升幅度明显比在Bc路径挤压时大.随着挤压道次的增加,两种材料的组织均匀化程度和硬度增大,其断裂方式逐渐由韧性断裂向脆性断裂方向转变.
关键词:
单晶铜
,
多晶铜
,
等通道角挤压
,
大塑性变形
,
力学性能
郭廷彪
,
丁雨田
,
胡勇
,
袁训锋
,
曹军
材料导报
分析了等径角挤压过程中材料流变的原因和特征,认为每道次挤压材料内部发生的剪切变形量与时间的函数曲线呈近似正态分布,适当升高温度和增加背压能有效减小难变形区,降低通道与试样接触面之间的摩擦能减小材料内部的滞变区.通过实验证明,随着挤压道次的增加,材料内部的滞变区将减小,均匀化程度会逐步提高.
关键词:
等径角挤压
,
流变
,
塑性变形
丁雨田
,
李海峰
,
王伟
,
刘建军
,
胡勇
,
郭廷彪
材料热处理学报
采用不同温度对GH3625合金热挤压管材进行热处理,研究了热处理对GH3625合金管材组织演变和性能的影响.结果表明,热处理温度对晶粒长大影响比较明显,随热处理温度升高,晶粒长大温度为970℃到1150℃,当温度达到1180℃时,晶粒迅速长大,同时热处理温度改变雪花状Ni2(Cr,Mo)相析出和分布.GH3625合金管材的硬度值与晶粒尺寸符合Hall-Patch关系式.随热处理温度升高,GH3625合金抗拉强度降低,断后伸长率增加.热处理前后GH3625合金的断裂均视为韧窝断裂和部分沿晶断裂的混合型.
关键词:
GH3625合金
,
热处理
,
组织
,
性能
郭廷彪
,
李红贤
,
梁佳思
,
苏毅
,
张锋
稀有金属材料与工程
采用OM、SEM和XRD研究了添加微量稀土元素Y对ZL205A合金的流动性及T6热处理前后的微观组织和力学性能的影响,并检测了合金的流动性.结果表明,当Y质量分数达到0.2％和0.3％时,合金的晶粒细化效果相对较好,随着Y含量的增加,θ相从沿着晶界的网状分布逐渐向局部团聚,合金的抗拉强度和屈服强度降低;微量Y会使ZL205A合金的流动性降低;Y质量分数为0.3％的ZL205A合金在T6处理后,合金的抗拉强度和延伸率均大幅度提高;热处理能够降低合金中的成分偏析并能够改善材料的组织形态,促使合金具有相对较好的综合力学性能;添加微量Y以后,晶界上的难熔化合物AlCuY促使晶粒内部的θ相数量减少,是造成合金力学性能降低的重要原因.
关键词:
ZL205A合金
,
流动性
,
微观组织
,
力学性能
郭廷彪
,
李琦
,
王晨
,
张锋
,
贾智
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00582
采用XRD、EBSD和TEM技术对单晶高纯Cu (99.999%)经等通道转角挤压(ECAP) A路径过程中的形变织构进行了研究,测试了ECAP后单晶Cu的力学性能和导电性能,并分析了变形过程中织构演变机理及其对力学性能和导电性能的影响。结果表明：原始单晶Cu经2道次变形后,晶内出现了微小的等轴状形变结构;4道次变形后,形成了(110)取向一致的形变带结构;8道次变形后,单晶组织开始破碎,晶粒取向又逐渐趋于(111)面,形成了{111}<110>和{111}<112>织构及较弱的{001}<100>再结晶织构。中、低应变下,形成稳定取向的{hkl}<110>织构,可有效降低晶界对电子的散射作用,使电导率略有增加,同时有利于大幅度提高材料的加工硬化率。单晶Cu变形初始阶段形成了大量小角度晶界,随着应变的增加,小角度晶界逐渐向大角度晶界转变。由于变形过程中位错积聚及晶界密度增加对位错运动起到阻碍作用,3道次变形后,抗拉强度从168 MPa增加至400 MPa,延伸率从63%减小至27.3%,在随后的变形中抗拉强度增加缓慢,延伸率略有回升。前8道次变形中硬度不断增加,8道次变形后出现了再结晶,导致随后的挤压过程中硬度不稳定。
关键词:
单晶Cu
,
等通道转角挤压
,
形变带
,
织构
,
力学性能
丁雨田
,
李海峰
,
王伟
,
刘建军
,
郭廷彪
,
胡勇
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160603
为消除铸态GH 3625合金的显微偏析,改善其热加工性能,建立其均匀化动力学并制订均匀化处理制度,采用Image-Pro Plus软件、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS),对通过真空感应熔炼和电渣重熔双联工艺制备的GH 3625合金电渣锭的显微组织及元素偏析情况进行分析和研究.同时,对铸态GH 3625合金在不同温度下同一时间及同一温度下不同时间进行了均匀化处理.结果表明:GH 3625合金电渣锭存在明显的枝晶间微观偏析,主要偏析元素为Nb、Mo等,形成富Nb的Laves相、MC碳化物;不同元素的偏析程度为Nb>Mo>Ti>Al>Cr;Nb、Mo、Ti、Al在枝晶间大量富集,使得Laves等多种非平衡相在枝晶间析出;在均匀化过程中,随着均匀化温度的升高和时间的延长,偏析元素逐渐扩散均匀;当热处理制度为1130℃×32 h时,元素偏析基本消除;Laves相体积分数随均匀化处理时间呈明显指数函数特征,V1130℃=0.0335exp(-0.1631t).
关键词:
GH3625合金
,
显微偏析
,
均匀化处理
,
Laves相
,
碳化物
郭廷彪
,
张展飞
,
丁万武
,
袁子洲
稀有金属材料与工程
通过向ZL205A合金中分别添加质量分数为0.05％,0.15％和0.25％的Er、Zr元素,研究了不同含量稀土元素在热处理前后对合金微观组织和性能的影响.结果表明,添加微量Er、Zr元素可以有效改善液态合金的流动性,细化晶粒,并促进θ相在晶界交汇处团聚;当Er、Zr添加量为0.15％时,铸态材料的力学性能较原始合金有大幅度降低,而T5处理后强度达到358 MPa,维氏硬度达到1070 MPa,延伸率2％,综合性能相对最好;T5处理能够促使合金组织和成分均匀,同时使溶质原子充分扩散,在变形过程中阻碍位错运动和亚晶界的迁移,对延伸率造成不利影响.
关键词:
ZL205A
,
流动性
,
微观组织
,
力学性能
曹军
,
丁雨田
,
郭廷彪
材料科学与工艺
为了提高铜线性能及其键合质量,采用拉力-剪切力测试仪、扫描电镜等研究了不同力学性能铜线及相应的键合参数对其键合质量的影响,分析了不同伸长率和拉断力、铜线表面缺陷、超声功率和键合压力对铜线键合质量的作用机制.结果表明：伸长率过小和拉断力过大会造成焊点颈部产生微裂纹,从而导致焊点的拉力和球剪切力偏低;表面存在缺陷的铜线其颈部经过反复塑性大变形会造成铜线表面晶粒和污染物脱落而出现短路和球颈部断裂;键合过程中键合压力过大能够引起的焊盘变形,同时较大的接触应力引起铝层溢出;过大的超声功率使键合区域变形严重产生明显的裂纹和引起键合附近区域严重的应力集中,致使器件使用过程中产生微裂纹而降低器件的使用寿命.
关键词:
伸长率
,
拉断力
,
表面
,
超声功率
,
键合压力
