固溶处理对Ti-26合金组织和力学性能的影响

借助光学显微镜和室温拉伸试验,研究了固溶处理对Ti-26合金显微组织和拉伸性能的影响。研究表明:Ti-26合金理想固溶处理工艺为790℃处理40 min,经该工艺处理后晶粒尺寸适度,强度、塑性匹配良好。固溶温度越高,β晶粒尺寸越大,温度超过790℃时,抗拉强度和塑性参数呈恶化趋势。水冷、油冷和空冷所得合金显微组织差异不明显,但炉冷速度较慢时,β→α相转变相对完全,β晶界和晶粒内析出球状次生α相,直接导致合金抗拉强度大幅提升,塑性明显下降。     

热处理对Ti3510钛合金锻态显微组织和力学性能的影响

研究了固溶温度及冷却速度对Ti3510钛合金锻件的显微组织及力学性能的影响。XRD结果表明,固溶后空冷的合金相组成主要为α相及β相,固溶后水冷的合金相主要为α'相及β相,且有少量的α'相析出。显微组织表明,合金微观组织形貌对冷却速度十分敏感,固溶后空冷的合金主要为细小的针状或点状析出物,固溶后水冷的合金主要为板条状次生相。室温拉伸结果表明,随着固溶温度的升高,空冷后的合金强度及塑性总体上缓慢提高,至800℃处理时强度达到最高,抗拉强度达到998 MPa,伸长率为10%。水冷处理后合金强度下降,但塑性提高。850℃固溶后水冷,合金的抗拉强度达到812 MPa,伸长率为25%。     

固溶温度对激光增材制造Inconel 718合金组织和性能的影响

目的探索激光增材制造Inconel718高温合金最理想的固溶处理制度。方法利用激光增材制造技术制备了Inconel 718合金,通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、能谱分析和维氏硬度测试等方法,研究了固溶温度对其组织、析出相及硬度的影响。结果不同固溶温度对Inconel 718的晶粒尺寸有很大影响。在固溶温度1000℃下保温1 h,沉积层开始出现再结晶现象。当固溶温度继续增加到1080℃时,与沉积态的组织相比,晶粒明显细化且再结晶过程基本完成。此外,不同固溶温度条件下,Inconel718的相析出和溶解行为也有所差异。固溶温度为940℃时,在未溶解的Laves相周围存在明显的δ相,当固溶温度继续提高时,δ相由于固溶作用而数量减少。另外,不同固溶温度处理后的合金显微硬度也表现出规律变化。当固溶温度为940℃时,试样硬度高于沉积态硬度,但是随着固溶温度持续升高,合金的显微硬度开始迅速下降并低于沉积态硬度,1050℃时保持稳定;当温度高于1150℃时,显微硬度继续迅速下降。结论激光增材制造Inconel718合金的热处理制度不同于铸造和锻造的热处理制度,其较为理想的固溶制度为1080～1150℃保温1 h。     

镍基N06022合金管固溶过程中显微组织和性能的演变

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪和力学、腐蚀性能试验等,研究了固溶处理对镍基N06022合金管微观结构演变和性能的影响。结果表明,冷轧态N06022合金管含有大量的析出相。由于析出相对晶界的钉扎效应,固溶温度在1100 ℃以下,平均晶粒尺寸几乎不受保温时间的影响。固溶温度升高至1150 ℃,晶粒尺寸和生长速率急剧增加,这主要与析出相的溶解有关。在1000~1200 ℃固溶温度内,保温15 min和30 min晶粒长大激活能分别为Q_B=646.56 kJ/mol、Q_C=566.45 kJ/mol,且合金的强度与晶粒尺寸之间的关系满足Hall-Petch关系式。随着固溶温度的升高,合金晶间腐蚀速率呈现先降低后平稳的趋势,强度和硬度呈现先慢后快的下降趋势,伸长率呈现先慢后快的上升趋势。保温15 min,固溶温度在1150 ℃左右时,硬度曲线与伸长率曲线出现交点,腐蚀率平稳,为最优固溶处理工艺。     

固溶温度对SPS烧结Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金组织和力学性能的影响

利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了生物医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金,研究了固溶温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：合金在相变点下(750 ℃)固溶后,显微组织主要由β相、初生α相和次生α相组成,当固溶温度升至相变点附近(775 ℃)时,β晶粒尺寸显著增大,晶界初生α相厚度和数量均明显减小,β晶粒上弥散分布着大量细针状与颗粒状的次生α相;随着固溶温度的进一步升高,晶界α相厚度和数量减小并逐渐连续呈网状,β晶粒内部次生α相不均匀析出且数量逐渐减少;与烧结态相比,合金强度和弹性模量随固溶温度的提高呈先升高后降低趋势,而塑韧性逐渐提高。     

固溶处理对TC4合金组织和硬度的影响

对TC4合金进行不同固溶处理,研究了固溶温度、保温时间、冷却方式对合金显微组织和硬度的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,TC4合金由等轴组织到双态组织再到全马氏体组织转变,硬度逐渐增加;达到高温平衡状态时,延长保温时间对TC4合金显微组织和硬度的影响不明显;当固溶温度分别为925 ℃和975 ℃时,随着冷却速率的降低,α相在冷却过程中发生扩散长大,β转变组织从α'马氏体变为次生α相+β相的片层组织,硬度分别从水冷条件下的359~389 HV0.2降为空冷条件下的318~327 HV0.2;炉冷后得到全等轴组织,硬度较低,约300 HV0.2。     

一种汽车发动机气阀用节镍型高温合金的固溶时效工艺

研究了不同热处理工艺下汽车发动机气阀用节镍型高温合金的微观组织、硬度及力学性能。试验结果表明,在900~1100 ℃固溶温度范围内,该材料的晶粒尺寸随温度的升高逐渐增大,硬度逐渐降低,1050 ℃后晶粒长大明显、急剧粗化,固溶温度宜选择为1000~1050 ℃,以保证主要强化相必要的析出条件且具有适宜的晶粒度;在700~760 ℃时效温度范围内,该材料的强度随时效温度的升高而逐渐增强,但韧塑性逐渐降低。当固溶时效工艺为1020 ℃×30 min固溶(水冷)+ 720 ℃×4 h时效(空冷)时,该节镍型高温合金可获得良好的强韧性匹配,满足技术要求。     

固溶处理对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材组织及力学性能的影响

研究了不同固溶温度与冷却方式对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材显微组织及力学性能的影响。结果表明:热轧合金板材组织主要由α相和β相组成,随着固溶温度从910℃升高到1000℃,板材中α相含量减少而β相含量逐渐增多,初生等轴α相向针状β相转变进而向全片层状β相转变;空冷冷却速度较慢,高温组织有很大一部分发生分解,而水冷冷却抑制高温析出相析出及分解,形成片层状β转变组织;随着固溶温度的升高,合金板材抗拉强度先增加后减小,伸长率降低;940℃固溶后水冷处理的合金板材力学性能最优:抗拉强度1264 MPa,伸长率11.4%。     

铜模喷铸AZ91+0.75Ce合金快冷组织及其热稳定性

采用铜模喷铸制备了AZ91+0.75Ce快冷合金,研究了热处理温度及保温时间对合金非平衡组织热稳定性的影响.结果 表明:铜模喷铸显著降低了镁合金的晶粒尺寸及二次枝晶间距,抑制了晶界β相形成并有效改善了A1-Ce稀土相形貌.经320℃时效处理后,快冷合金的晶界处优先形成不连续析出β相,其体积分数随时效时间的延长而增加,同时晶粒内部形成细小弥散的Al-Ce相.当时效温度升高到370℃时,快冷合金中初生α-Mg相形貌由枝晶转变为细小多边形,β相体积分数显著下降.由于Al-Ce析出相对高温晶粒生长的钉扎效应,快冷合金细晶组织的热稳定性得到提高.由于细晶强化和固溶强化的综合影响,快冷合金显微硬度为103 HV0.2,相比铸态合金提高了43％.经320℃时效处理8h后,晶界的不连续析出β相及晶内连续析出的Al-Ce相导致合金硬度增加到129 HV0.2,相比原始快冷合金提高了25.2％.     

固溶和时效处理对热轧态825合金微观组织的影响

利用光学显微镜、扫描电镜与透射电镜研究了固溶温度和时效处理对热轧态825合金晶粒尺寸和析出相的种类及其形态的影响。结果表明:1020~1250℃保温30 min固溶,合金的平均晶粒尺寸由45μm增大到330μm;1050~1080℃和1150~1200℃分别发生一次晶粒尺寸急剧长大的过程;计算出热轧态825合金的再结晶激活能约为279.14 k J/mol。经700℃×50 h时效与800℃×50 h、900℃×50 h时效,合金中晶界处的主要析出相分别为M_(23)C_6相和M_6C相;700℃×50 h时效晶界上析出相呈网状、晶粒内部有大量弥散分布的Ti C颗粒;800℃×50 h时效晶界上的析出相呈链状,900℃×50 h时效过程中发生了再结晶。     

短期时效处理对HR3C合金显微组织和显微硬度的影响

研究了短期时效处理对HR3C合金显微组织和显微硬度的影响。结果表明:合金在600~750℃时效分别保温1、5 h后,其晶粒尺寸比合金仅在1200℃/30 min固溶处理后的尺寸显著细化。随着时效温度升高,晶粒尺寸略有减小,且时效5 h后减小的更为明显。在短期时效过程中,HR3C晶界上析出M_(23)C_6碳化物,随保温温度的升高和保温时间的延长,碳化物数量略微增加,尺寸变化不大。同时纳米Z相在晶内开始形核并长大。与固溶态相比,短期时效处理后合金的显微硬度有所提高;延长保温时间,合金的显微硬度基本保持稳定。     

热机械处理对β钛合金组织性能的影响

系统研究了不同变形状态(锻造φ38 mm和热轧φ17 mm、φ13 mm)及固溶冷却方式(水冷、空冷)对新型β钛合金固溶+时效热处理显微组织及力学性能的影响。结果表明:锻态合金变形量小,固溶时效处理后次生α析出相较轧态合金的细小致密,析出相体积分数更高,因此强度比轧态高90 MPa。固溶水冷+时效合金因其冷却速度较空冷快,晶界更清晰、晶内干净,但存在析出不均匀现象,固溶后冷却方式(水冷或空冷)对热轧态合金强度影响不显著。研究固溶冷却方式的影响时应综合考虑试样尺寸和合金元素含量的影响。     

非平衡凝固AZ91D镁合金热稳定性及力学性能

采用铜模喷铸技术制备出AZ91D镁合金非平衡凝固试样,并对其热稳定性进行了研究。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪及维氏显微硬度计对不同温度热处理镁合金的晶粒形貌、溶质含量及显微硬度变化进行对比研究。实验结果表明,当热处理温度200℃,保温时间240 min时,晶粒形貌未发生明显变化,但由于时效效应的存在,导致过饱和α-Mg固溶体中沉淀相析出,Al元素溶质含量有所下降,合金显微硬度略有升高。相同保温时间条件下,随热处理温度升高,β-Mg17Al12共晶相体积分数不断降低,固溶到基体中导致Al元素含量增加。与此同时,初生α-Mg相晶界逐渐清晰并发生明显的晶粒长大现象,合金显微硬度呈整体下降趋势。     

ERNiCrMo-3焊丝拉拔过程中的固溶退火工艺

为消除ERNiCrMo-3焊丝在拉拔过程中产生的加工硬化,采用不同的固溶退火温度(930、980、1038、1093和1143℃)分别加热不同时间(15、30和45 min),冷却方式分别为空冷、风冷和水冷.观察其显微组织和晶粒度,测定其显微硬度.分析了金相组织、晶粒度和硬度随同溶退火温度、保温时间、冷却速度的变化.结果表明:冷却速度越快,各种强化相析出的越少且小,硬度越低;随固溶退火温度的升高,硬度降低且晶粒变粗大,晶粒度的大小主要受温度的影响.最佳同溶退火工艺为:1038℃保温30 min,水冷却.     

固溶温度对S31254超级奥氏体不锈钢显微组织及冲击韧性的影响

借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)和冲击试验机等研究了固溶温度对9 mm厚的S31254超级奥氏体不锈钢钢板中心位置处显微组织及冲击韧性的影响.结果 表明,固溶温度较低时(950～1100℃),钢板的中心位置析出大量的X相和σ相,析出相呈带状分布.随着固溶温度的升高,析出相数量呈先增加后减少的趋势.固溶温度在1000℃时,由于析出相的数量最多导致实验钢的冲击吸收能量最低;固溶温度超过1150℃,可以有效避免析出相的析出和带状组织的形成,实验钢的冲击韧性明显升高.     

固溶处理对Mg-4Gd-1Y-1Zn-0.5Ca-1Zr合金组织和力学性能的影响

研究了固溶处理工艺对低稀土含量的Mg-4Gd-1Y-1Zn-0.5Ca-1Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金的铸态组织为α-Mg基体、共晶相和处于α-Mg基体边缘的长周期堆垛有序(LPSO)结构。经480℃固溶处理后,合金中共晶相的体积分数减少,出现富Zr析出相,LPSO结构完全消失。经520℃固溶处理后,合金组织由α-Mg基体和大量富Zr析出相组成。随着固溶温度的升高,合金的强度和硬度先降低后升高,520℃固溶处理的合金的力学性能与铸态性能相当。LPSO结构、固溶、析出相和晶粒尺寸均影响合金的力学性能。     

热处理工艺对Ti60合金持久性能的影响

将α+β两相区变形的Ti60合金锻件分别在950、995、1 015℃进行固溶处理,研究了固溶温度和冷却方式对Ti60合金微观组织及持久性能的影响。结果表明:Ti60合金的显微组织和持久性能受固溶温度和冷却方式的双重影响。950℃固溶处理,冷却方式对合金组织的影响较小,空冷试样的持久性能略低于油冷试样。995℃和1 015℃固溶处理,随温度的升高组织中的初生α相含量降低,空冷组织中的初生α相尺寸略大于油冷组织;在实验温度范围内,Ti60合金的持久性能随固溶温度的升高而升高,且在相同固溶温度下,空冷试样在600℃、340 MPa下的持久寿命明显高于油冷试样。次生α相的含量和α板条/α集束的尺寸是影响Ti60合金持久寿命的重要因素,合金的持久寿命与二者成正相关。     

淬火工艺对6Cr13马氏体不锈钢组织和性能的影响

研究了950～1130 ℃淬火及不同冷却方式对6Cr13马氏体不锈钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,残留碳化物含量逐步减少,在1050 ℃以上碳化物固溶速度加快,晶粒开始快速长大,残留奥氏体含量增大,导致在1050 ℃淬火硬度达到最大值,之后开始降低,在1150 ℃降低最为明显;950 ℃淬火时该钢种的水冷硬度高于空冷的硬度,而在950 ℃以上空冷硬度高于水冷的硬度;1050 ℃空冷可以获得较高的淬火硬度和较低的残留奥氏体含量,同时具有8%的碳化物含量,具有获得较好的耐磨性和较高的锋利度的条件。     

热处理对含硼奥氏体合金组织和性能的影响

结合X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS),研究热处理温度和冷却方式对一种自行开发的新型含硼耐液态锌腐蚀合金组织和性能的影响.结果表明,对该合金的热处理过程中,析出和溶入两个过程是同时进行的.热处理温度为980 ℃时,无论空冷还是水冷,合金中的元素在基体上均匀析出;热处理温度为1 030 ℃时合金中的元素析出和溶入达到动态平衡;热处理温度为1 150 ℃时,伴随铸态下晶界网状硼化物断开,硼及其合金元素对基体产生固溶强化.合金硬度随热处理温度的升高先降低后升高;冲击韧度则随温度升高而增加.     

热处理工艺对7050铝合金组织与性能的影响

研究了温度(290～350℃)、保温时间(1～4℃)和冷却介质(空气、水)对7050铝合金组织和性能的影响,并分析了原因。结果表明:水冷时,合金晶粒较空冷时细小,晶界较清晰,水冷时合金的性能优于空冷时合金的性能。随着保温时间的延长,合金的硬度先降低后逐渐升高,在3～4 h时硬度基本不变。3 h前其晶粒由大变小,随后晶粒出现融合而粗化,晶界部分消失。随着温度的升高,合金的显微组织先变细小,后变粗大,在310℃时晶粒最小,晶界最清晰,合金的硬度先增加后逐渐降低,硬度最高。