BaZrO3复合型壳定向凝固Ti-46Al-8Nb合金的微观组织研究

采用BaZrO_3复合型壳定向凝固Ti-46Al-8Nb合金。通过扫描显微镜、金相显微镜和XRD等手段分析了BaZrO_3耐火材料与金属熔体之间的界面情况、熔体通过螺旋选晶器后的晶粒数目和片层变化、晶臂与枝晶干的夹角以及凝固后Ti-46Al-8Nb合金的组织形貌。结果表明,BaZrO_3复合型壳与Ti-46Al-8Nb合金之间存在约为10μm的扩散层;在抽拉速度7.7 mm/min、温度1 550℃条件下,Ti-46Al-8Nb合金的初生相为α相以及β相,经过定向凝固后的微观组织为γ+α_2片层、γ相以及B2相;在定向凝固过程中,螺旋选晶可以明显使晶粒数目减少,但是对片层间距的大小无影响。     

热处理对选区激光熔化成形Ti2AlNb合金组织和力学性能的影响

通过激光选区熔化成形工艺制备Ti-22Al-25Nb合金，在此基础上研究不同热处理制度对微观组织组成、形貌及其力学性能的影响规律。结果表明，打印成形态的Ti-22Al-25Nb合金组织具有明显的横纵向差异，呈现沿Z轴向外延生长的柱状晶特征，微观组织组成主要为B2相，晶界和晶内均无明显α₂和O相析出。当热处理温度升高至1 080℃后会发生柱状晶向等轴晶转变，由于晶界对协调塑性变形和抵抗裂纹扩展能力较差，导致其强度较低、塑性较差；在O+α₂+B2三相区960℃热处理，可保持柱状晶的形貌特征，晶内二次析出O相板条的尺寸主要与时效温度有关，O相析出尺寸随时效温度降低而减小，弥散析出的多尺度O相起主要强化作用，连续的B2相基体有利于塑性变形，晶界不连续析出相有利于协调塑性变形和抵抗裂纹沿晶扩展，HT2和HT3制度的强度和伸长率更高，断口也呈现明显的韧性断裂特征，最终优选960℃/2 h+820℃/6 h的热处理制度组合，室温拉伸性能可达到Ti₂AlNb锻件的力学性能水平。     

热处理温度对内燃机用Ti-42.5Al-4Nb-1Mo-0.2B合金组织的影响

研究了热处理温度对内燃机用Ti-42.5Al-4Nb-1Mo-0.2B合金微观组织的影响。结果表明,合金在铸态下为近片层组织,主要由较细小的片层团以及片层团周围的B2相和γ相组成。合金在1 200℃和1 250℃下的淬火组织相近;随着淬火温度升高至1 300℃,合金淬火组织内γ相消失,B2晶粒中含有部分长棒形的细小α_2晶粒。合金经1 200℃热处理并冷却至室温后组织中包含α_2/γ片层团、B2相以及γ相;当热处理温度升至1 250℃时,α晶粒以及α_2/γ片层团的数量均开始增加,且两者尺寸也逐渐增大;当热处理温度升至1 300℃时,合金内生成了近片层状的细小α+β组织。     

Ti3Al—10Nb—3V—1Mo合金力学性能的研究

研究了 Ti_3Al-10Nb-3V-1Mo 合金的机械性能、拉伸断口和变形行为。结果表明:合金两相区淬火组织中。随淬火温度降低,初生α_2 相的数量逐渐增加,拉伸强度呈下降趋势。室温延伸率在初生α_2相含量为50%时,存在最大值。两相区淬火组织在700～850℃时效处理后 B2相发生分解。与淬火性能比较,合金经时效处理后塑性明显下降,室温拉伸断口及变形行为的研究表明:随淬火温度降低,断口形貌及变形行为呈现出一定的规律性。     

Ti-22Al-25Nb合金B2相在α_2+B2相区长大行为的研究

研究了Ti-22Al-25Nb合金在α_2+B2两相区不同加热温度和不同保温时间下,B2相晶粒的长大行为。结果表明,Ti-22Al-25Nb合金在α_2+B2两相区加热时,基体B2相的晶粒尺寸随着加热温度的升高而增大,α_2相颗粒对B2相晶界迁移具有钉扎和阻碍作用,从而抑制了B2相基体晶粒的长大;随着保温时间的延长,基体B2相晶粒尺寸长大速度呈现先快后慢的规律,这主要是由于当加热时间较短时,B2相晶粒尺寸较小,晶界扩散的驱动力较大,晶粒长大速度快,而随着加热时间的延长,B2相晶粒尺寸不断增大,晶界迁移驱动力减小,晶粒长大速度放缓。     

粉末冶金Ti—14Al—21Nb合金的HIP成形

本文讨论了Ti-14Al-21Nb合金粉末热等静压(HIP)成形方法和工艺参数对合金室温拉伸性能的影响。用钛作包套并以电子束封焊是用于Ti_3Al基合金粉末HIP成形的有效方法。HIP成形的合金均可得到α_2+β结构,但是初生α_2相的含量随HIP温度的提高而减少,合金经1100℃HIP可以获得较好的强度和延伸率。     

热处理对Ti_2AlNb合金显微组织及力学性能的影响

B2相区等温锻造的Ti-22Al-25Nb合金棒材940℃固溶后,在760~840℃时效处理,对其显微组织、拉伸及蠕变性能进行研究。结果表明:不同温度时效处理的显微组织均由初生粗板条状O相、二次析出的细板条状O相和B2基体组成,其中二次析出的O相可以通过时效温度来调节。随着时效温度的升高,Ti2Al Nb合金的室温及650℃高温拉伸强度降低而塑性提高;较低的时效温度(760℃)处理可以获得更好的抗蠕变性能。     

Ti-6Al-7Nb合金随温度的组织与性能演变

为揭示Ti-6Al-7Nb合金随热处理温度的不同,显微组织、力学性能及相组成的变化规律,研究了合金在650℃-1030℃热处理空冷条件下的组织演变,进行室温力学性能测试与XRD分析。结果表明：650℃属于时效温度,热加工得到的原β转变组织中析出细小的α相,合金的强度和弹性模量有所提高。700℃-850℃之间进行热处理,可以获得良好的综合性能,满足相关标准要求。合金弹性模量处于94-100 GPa。950℃-1030℃温度范围内,随着温度的升高,由于二次针状α相的析出,或者生成α"相,呈现强度上升,塑性下降的趋势。650℃、850℃两个温度热处理后,Ti-6Al-7Nb合金的XRD图谱未出现β相的衍射峰,均为α相的衍射峰。1030℃热处理后,α"相具有较强的(002)、(101)衍射峰,其它晶面的衍射峰能量很弱。合金弹性模量达最大值108GPa。通过金相观察,推算Ti-6Al-7Nb合金α+β→β转变的开始温度处于900℃-920℃,终了温度处于1010℃-1030℃。     

620℃长期时效对新型铁素体耐热钢1Cr11Co3W3MoVNbNB组织和力学性能的影响

采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了620℃长期时效对1 100℃油淬+720℃高温回火的新型铁素体耐热钢1Cr11Co3W3MoVNbNB(%:0.10C、11.08Cr、3.20Co、2.54W、0.52Ni、0.15Mo、0.09Nb、0.021N、0.014B)的显微组织和力学性能的影响。结果表明,620℃2 000 h时效下,时效时间对室温及620℃力学性能影响不大,时效过程中主要有M_(23)C_6、Nb(CN)和M_3B_2三类析出相,板条亚结构没有明显的变化,显微组织稳定;固溶的Mo、W、V主要在时效过程中"脱溶"进入析出相,Nb、B主要在高温回火以及时效初期"脱溶"。     

α_2＋B2相区等温锻造及热处理对Ti-22Al-25Nb合金组织和性能的影响

研究了Ti-22Al-25Nb合金在α2+B2相区等温锻造及不同制度热处理,其显微组织演变规律和室温、高温拉伸性能变化。结果表明:在α2+B2相区等温锻造后显微组织仍由等轴α2相颗粒、O相包裹着的等轴α2相、细小板条状O相与B2基体组成,与原始锻棒组织的区别在于等轴α2相颗粒发生溶解,数量减少,尺寸下降;等温锻造后再在O+B2相区固溶处理的,组织中等轴α2相颗粒分解,由等轴α2/O相颗粒、板条O相和B2基体组成,且随固溶温度升高,板条O相溶解,变粗、变短;等温锻造后经固溶加时效处理时,B2基体中析出二次针状O相,且随时效温度升高,二次针状O相变粗、变短,室温及650℃高温拉伸性能也随时效温度升高,表现为强度降低而塑性提高。     

铌和稀土元素对Ti3Al基合金显微组织和性能的影响

采用了 X 光光学显微镜、扫描电镜和超高压透射电镜等方法研究了β稳定元素铌和稀土元素钇对 Ti_3Al 基合金显微组织和性能的影响。试验结果表明:添加铌可细化 Ti_3Al 基合金的显微组织和反相畴。在 Ti_3Al-21Nb 合金中添加少量钇使晶粒更加细化,这对改善 Ti_sAl 基合金的塑性起一定作用,特别是可使 700～800℃的高温机械性能与强度和塑性结合得很好。     

Fe-M-B的磁性能及应用

介绍了纳米晶软磁合金Fe—M—B的磁畸结构、磁性能及其应用。分析了在不同温度退火后磁畴结构的变化。论述了Fe-Nb-B合金和Fe-Zr-B合金的磁性能。得出结论：当Fe—Nb—B舍金中的B含量≤9at％时，淬态合金具有非晶 α-Fe双重结构，且Bs高达1．6T；加入0．1at％的Cu和1at％的P可减小淬态α-Fe晶粒的大小，且晶化后结构均匀。在760K、退火1h后获得的纳米晶Fe86Zr6B8合金含有60％晶化的α-Fe相，并且具有高达1．58T的饱和磁感应强度和较低的铁损。     

热处理温度对Ti-6Al-7Nb合金组织与性能的影响

为揭示Ti-6Al-7Nb合金显微组织、力学性能及相组成随热处理温度的变化规律,研究了合金在650～1 030℃热处理空冷条件下的组织演变,并进行了室温力学性能测试与XRD分析。结果表明:对于Ti-6Al-7Nb合金,经650℃热处理后,热加工得到的原β转变组织中析出了细小的α相,合金的强度和弹性模量有所提高。在700～850℃之间进行热处理,可以获得良好的综合性能,满足医用钛合金相关标准要求。在950～1 030℃范围内,随着热处理温度的升高,析出二次针状α相或生成α'马氏体相,呈现强度上升、塑性下降的趋势。经650、850℃热处理后,XRD图谱中均为α相的衍射峰,未出现β相的衍射峰。1 030℃热处理后,α'相具有较强的(002)、(101)衍射峰,其他晶面的衍射峰强度很弱,合金弹性模量可达108 GPa。     

TB6钛合金等温锻后热处理工艺研究

采用等温锻压机对TB6钛合金方棒进行等温锻造,锻造完成后对锻件进行水淬和空冷2种不同方式的冷却,再对水淬的锻件进行时效处理,空冷的锻件进行固溶+时效处理。研究了等温锻后热处理工艺对TB6钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,等温锻后水淬,α相尺寸较小,等温锻后空冷,α相尺寸较大;水淬后β基体上无感生α相,空冷后β基体上有感生α相形成;水淬+时效后析出的次生α相比空冷再经固溶+时效后析出的次生α相更加混乱。TB6钛合金经等温锻后水淬+时效处理,其强度和塑性与等温锻后空冷至室温再进行固溶+时效的水平相当,且平面应变断裂韧度更高。     

粉末冶金Ti_2AlNb环轧坯料组织与拉伸性能

以无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备的名义成分为Ti-22Al-24Nb-0. 52Mo(原子分数)的预合金粉末为原料,通过包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti_2AlNb合金环轧坯料(?355 mm×?200 mm×168 mm)。Ti_2AlNb合金坯料在α_2+B2两相区进行单道次环轧,变形量约为30%,变形后环轧坯结构完整,无宏观裂纹。测试了Ti_2AlNb合金坯料环轧变形前后的拉伸性能,采用扫描电子显微镜观察变形前后及热处理前后组织的演化。结果表明,粉末冶金Ti_2AlNb合金经环轧后,B2相拉长,α2相等轴化,O相板条细化,为典型的双态组织;环轧坯料经过热处理优化后,室温和高温塑性均有明显提升,综合力学性能得到显著改善;变形后O相的体积分数和尺寸变化是影响Ti_2AlNb合金高温塑性的重要因素。     

铌对纳米晶Nd2Fe14B合金组织结构与磁性能的影响

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了单相Nd2Fe14B纳米晶合金。研究了添加Nb对Nd12.3Fe81.7-xNbxB6.0(x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0)系列合金的微观组织、磁性能和晶化行为的影响规律。结果表明:添加Nb可提高晶化温度并稳定非晶相;在退火晶化过程中,加入Nb后形成的析出相可以抑制晶粒长大,使晶粒细化且分布均匀,进而提高了材料的综合磁性能。通过对系列合金磁性能分析可知:Nd12.3Fe81.2Nb0.5B6.0合金在600℃退火处理10min后的磁性能最佳,磁能积(BH)m=141.13kJ.m-3,矫顽力Hci=867.95kA.m-1,剩磁Jr=1.02T。     

高温时效对铁素体不锈钢组织和性能的影响

通过金相、SEM和EDS等技术,研究了900 ℃下不同时效时间对超纯铁素体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,439钢种高温时效对Ti(C,N)析出作用较小,晶界析出相TiN较少,晶粒粗化严重,塑性较低;441钢种高温时效会沿着晶界析出Fe2Nb(Laves)相,析出数量较多,晶粒较细小,但由于Fe2Nb(Laves)相沿晶界呈网状分布,对材料塑性影响较大;444钢种高温时效会在晶界和晶内析出Fe3(Nb,Mo)3C,析出数量较少,第二相钉扎作用较弱,部分晶粒出现异常长大,由于Fe3(Nb,Mo)3C析出相未呈网状分布,断后伸长率高于441钢种。     

3W-3Co系新型铁素体叶片钢高温组织演变及其对性能的影响

对3W-3Co系新型铁素体叶片钢620℃持久试样微观组织进行了观察,研究了试验材料在高温蠕变过程中组织演变及其对性能的影响。结果表明,试验钢经1 100℃×1 h油淬+720℃×2 h空冷后主要析出相为(Cr,W,Co) 23C6、Nb(CN)和(W,Mo) 3B2;在10 000 h内随着高温蠕变时间的延长,(Cr,W,Co) 23C6相在晶界和晶内聚集长大明显,导致材料塑性和硬度值下降,Nb(CN)、(W,Mo) 3B2和Laves相对材料塑性和硬度值影响不明显。     

SiC纤维增强Ti/Ti_2AlNb叠层复合材料制备及界面行为研究

以SiC纤维、Ti箔、Ti_2AlNb箔为原材料,采用箔-纤维-箔方法,通过真空热压技术制备了SiCf/Ti/Ti_2AlNb叠层复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料相组成和微观组织进行了分析。结果表明,当真空热制造参数为920℃/40 MPa/30 min时,SiC纤维与韧性金属Ti实现良好冶金结合,界面反应产物主要为TiC,界面反应层厚度为0.8μm,C涂层厚度为1.3μm;韧性金属Ti层与金属间化合物Ti_2AlNb层通过Ti,Al,Nb 3种元素相互扩散方式形成固相扩散连接,界面平直,复合材料呈现出理想叠层结构。制备态的SiCf/Ti/Ti_2AlNb叠层复合材料主要由α-Ti,β-Ti,SiC,TiC,O相和B2相构成。在Ti与Ti_2AlNb固相扩散连接过程中,由于Al原子的扩散速率大于Nb原子,且Al是α稳定元素,Nb是β稳定元素,从而导致在Ti/Ti_2AlNb界面区域依次形成α+β双相组织和富B2相。在真空热压实验中,韧性金属Ti层与金属间化合物Ti_2AlNb层固相扩散连接过程依次为:物理接触/α+β双相区形成/富B2相区形成/富B2相区增厚。     

Fe-Cu-Nb-Si-B薄带的淬态纳米化与巨磁阻抗效应

使用较低的快淬速度(V =2 2m·s- 1 ) ,可以使Fe Cu Nb Si B薄带实现淬态纳米晶化。Fe Cu Nb Si B薄带析出αFe(Si)纳米相,其晶粒尺寸在淬态薄带Fe73Cu1 .5Nb3Si1 3.5B9中约为15nm ,在Fe71 .5Cu3Nb3Si1 3.5B9中约为10nm。添加Cu元素可以细化淬态薄带的晶粒。实验发现磁阻抗ΔZ/Z0 ,磁电阻ΔR/R0 ,磁电抗ΔX/X0 三条曲线交叉于一点,通过推导发现此现象具有必然性。淬态薄带Fe74 .5-xCuxNb3Si1 3.5B9的磁阻抗显示了较强的Cu含量依赖性。在快淬速度v =2 2m·s- 1 下,在x =1.5和x =3左右观察到磁阻抗峰值现象。