高温合金CT试样裂纹前沿应力分布及第二相影响的模拟计算

利用有限元方法分析了IN718合金CT试样裂纹区域的应力应变分布、裂纹尖端应力强度因子及第二相状态对它的影响，计算结果与实测数据基本一致，表明采用有限元方法研究含裂纹体构件的蠕变行为是一种较好的研究手段。通过计算认为，IN718合金在时效初期虽然有α-Cr相的析出而不至于促进蠕变裂纹扩展，是由于α—Cr于δ相周围γ″贫化区(微塑性区)内析出而处于微塑性区内使得裂纹尖端钝化，不利于裂纹扩展。     

发展高稳定性718合金的热力学模拟计算

利用Thermo-Calc热力学计算软件和与之相应的镍基高温合会数据库,计算了碳、铝、钛、铌和钨成分改变时对718合金中平衡相的析出规律影响,并预测了平衡相的化学成分,以期为发展高稳定性718合金提供理论依据.     

新型高温合金718Plus的性能特点、航空应用和发展趋势

718Plus合金凭借其优异的力学性能、较高的耐温能力、良好的加工性和适宜的制造成本,有效填补了IN718和Waspaloy合金之间长期以来存在的合金空白,逐渐应用于高性能航空发动机零部件制造。详细阐述了新型高温合金718Plus的性能特点,包括化学成分、析出相、热处理制度和力学性能等。此外,还总结了718Plus合金的制造成本和航空应用情况。     

Al-Cu合金纳米析出相回溶和再析出的研究现状及

综述了Al-Cu合金在强塑性变形过程中纳米析出相的演变规律,室温强塑性变形诱导Al-Cu合金析出相回溶,导致基体重新形成过饱和固溶体,继续对合金进行强塑性变形或时效处理,基体中析出再析出相,合金的力学性能显著提高。综合分析了析出相回溶的机理、机制及回溶和再析出对Al-Cu合金组织和性能的影响,阐述了Al-Cu合金纳米析出相回溶和再析出的研究方向和发展趋势,以期为制备性能优异的Al-Cu合金材料提供理论参考。     

超高强β钛合金等温相转变特性及力学性能

近β钛合金的等温相转变具有多样性和复杂性的特点,对温度敏感性强,直接影响其时效后的力学性能.本工作所用合金为自主研发的Ti-Al-V-Mo-Cr-Zr-Fe-Nb超高强β钛合金,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、硬度计等分析表征手段对等温处理后合金的微观组织演变及力学性能进行系统研究.结果表明,合金300℃时效时只析出等温ω相,等温ω相随时效时间的延长发生长大.合金400℃时效时先析出等温ω相,随着时效时间的延长,α相依附于ω/β界面处形核.合金500℃时效时无ω相析出,针状α相直接从β基体中析出,呈"V"字形均匀分布在β基体中.400℃时效12 h时抗拉强度为1716.1 MPa,伸长率为2％.500℃时效12 h时抗拉强度为1439.8 MPa,伸长率为9.84％,具有良好的强塑性匹配.     

Li含量对Al-Mg-Si合金时效析出行为的影响

采用透射电镜研究Li含量对Al-3.0Mg-0.6Si合金时效析出行为的影响,分析不同Li含量合金在170℃人工时效过程中析出相的演化与分布.结果表明:Li元素的添加改变了Al-3.0Mg-0.6Si合金的时效析出行为.添加2.15％(质量分数,下同)Li的合金,球状的δ'-Al3Li相成为晶内优先析出相,而针状的β″-Mg2Si相在时效后期阶段才逐渐析出,并在时效192 h后形成了明显的球状δ'相加针状β″相的双相析出.而添加3.12％Li的合金在所观察的时效阶段内均未发现有β″相析出.另外,未发现含Li合金晶界位置有析出相存在,晶界附近是无沉淀析出带(δ'-PFZs)和δ'相.在时效100 h后发现添加2.15％Li的合金在δ'-PFZ区域有针状β″相析出.添加2.15％Li的合金δ'-PFZ的半宽尺寸和增长速率均大于2.68％,3.12％Li添加量的合金.     

近等温成形IN718合金的组织和力学性能

对IN718合金进行近等温成形,研究了始锻温度、变形和应变速率对锻件拉伸性能的影响.结果表明:始锻温度对拉伸性能的影响最显著;随着始锻温度的升高合金的晶粒度水平降低.间隙相的形态和含量是影响拉伸性能的直接原因,含量适当的针状初生态间隙相对拉伸性能的提高十分有力,而短棒状长大后的间隙相对拉伸性能的作用较低.间隙相的长大与合金的位错密度和成形温度关系密切.在间隙相的完全析出条件下,即在能量和温度的公共作用下,针状初生相迅速长大成短棒状;而在不完全的间隙相析出条件下,间隙相仅在变形后期析出并且不发生长大,保持初生的针状形态.     

La2Fe14B和Ce2Fe14B合金在快淬和热处理过程中相析出行为的比较

研究了溶体快淬三元La_2Fe_(14)B和Ce_2Fe_(14)B合金的相析出行为和磁性能,对不同快淬速度(10~50 m/s)和不同热处理温度下制备的样品进行了系统分析。结果表明,通过直接快淬,La_2Fe_(14)B合金中不能形成2∶14∶1硬磁相,而Ce_2Fe_(14)B合金可以获得2∶14∶1相。La_2Fe_(14)B合金在10m/s快淬时主要由La和α-Fe相组成,而Ce_2Fe_(14)B合金中2∶14∶1硬磁相在10m/s和20m/s快淬时析出。随着辊速的增加,非晶相逐渐增多并成为主相。在热处理过程中,La_2Fe_(14)B合金析出相以α-Fe和La相为主,并且高温下液态的富La相和α-Fe相可以共存;而Ce_2Fe_(14)B合金中先析出α-Fe,后析出2∶14∶1硬磁相,随后析出相长大。结果还表明,La_2Fe_(14)B比Ce_2Fe_(14)B有更高的非晶居里温度和更低的α-Fe相析出温度。由于硬磁相的析出,Ce_2Fe_(14)B合金可以获得较好的硬磁性能,包括一定的矫顽力。此研究对含La、Ce稀土永磁材料的生产具有一定的指导作用。     

时效温度对Ti-5Mo-5V-6Cr-3Al热轧管材组织性能的影响

通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)等手段对新型Ti5563合金热轧态管材经固溶时效和时效处理后的组织及物相含量进行了分析,比较了不同热处理后合金的力学性能,研究了时效温度对材料组织和力学性能的影响。结果表明:直接时效处理是提高Ti5563合金热轧态管材综合性能较为有效的方法;在520~660℃时效处理时,温度越低,α析出相越多,尺寸越小,分布越弥散,合金强度越大;随着温度增加,α析出相减少且尺寸变大,强化作用减弱,合金的塑性增加。     

新型Ni基高温合金中析出相的热力学模拟计算

利用Thermo-Calc热力学计算软件与相应的Ni基高温合金数据库,计算了一种新型镍基高温合金中可能析出的平衡相,并研究了化学成分的变化对主要析出相的影响,分析了各相的析出规律,为进一步挖掘合金组织潜力和改善合金使用性能提供了理论依据.     

Mn、Fe含量对3003铝合金铸锭均匀化行为的影响

通过电导率测试、扫描电子显微镜等观察分析,研究了不同Mn、Fe含量对3003合金铸锭和均匀化组织的影响。3003合金铸锭中有明显的波纹状Mn偏析,晶界处有粗大的α-Al(Fe,Mn)Si或Al₆(Fe,Mn)初生相。Fe含量由0.12%(质量分数)升高至0.30%,铸锭平均晶粒尺寸由257 μm减小为108 μm,初生相面积分数由1.28%升高至3.75%;Mn含量越高,合金电导率值越低。均匀化升温阶段,析出相主要受形核和长大过程控制,并伴随较高温度下析出相的部分回溶;600 ℃保温阶段,析出相以Ostwald熟化和原子长程扩散两种机制发生粗化,尺寸不断增大,数量减少;合金均匀化晶界附近有无析出带形成。合金Mn含量由1.15%升高至1.60%,析出相回溶温度由500 ℃升高至550 ℃,600 ℃保温12 h完成后,析出相尺寸也由149.0 nm升高至342.5 nm;高Fe低Mn(0.30%Fe,1.15%Mn)合金晶内析出相分布均匀,而低Fe高Mn(0.12%Fe,1.60%Mn)合金晶内析出相呈不均匀分布,晶粒心部及枝晶干处贫Mn区析出相数量较少。     

δ相对Inconel 718合金组织与疲劳性能影响的研究进展

Inconel 718合金中δ相数量与形貌的控制是保证产品性能的关键因素。介绍了近年来Inconel 718合金中δ相对其组织与疲劳性能影响的研究进展。综述了合金中δ相的形成与析出、溶解规律,δ相与热变形参数间的对应关系及δ相对疲劳性能的影响。     

Ti-47Al-2W-0.5Si-0.5B合金中β相生长方向的O点阵分析

将Ti-47Al-2W-0.5Si-0.5B(ABB-23)合金经热等静压和热处理,在透射电镜下观察其组织,在α_2-Ti_3Al相中发现了呈针片状的β相析出物,有多种不同的有规律的长轴方向.β相与α_2-Ti_3Al之间的取向关系为(0001)_(α_2)//{110}_β和<1120>_(α_2)//<111>_β.当沿α_2相的[0001]_(α_2)方向观察时,β相的长轴生长方向均偏离α_2相密排方向<112O>方向约14°用O点阵模型对β相在α_2相中析出时的这种特定的长轴生长方向进行了合理解释。     

真空时效过程中常温冷轧2024铝合金微观结构演变

利用透射电子显微镜(TEM)系统地研究了常温大应变量冷轧的2024铝合金真空时效过程中析出相的类别、形态、尺寸和分布。结果发现,大应变量时效样品中析出相的演变序列不同于T351态样品。冷轧改变了合金样品时效时析出过程,激发Ω相析出。冷轧态合金时效时的析出序列为:SSSS→S(S’)相→Ω相。     

铸造Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金热处理析出相转变及其对力学性能的影响

目的 为满足高速列车关键部件的轻量化需求,开发高性能铸造铝合金。方法 熔炼铸造了低锌、低镁且含微量钪的Al-5.78Zn-1.63Mg-1.75Cu-0.17Zr-0.22Sc(质量分数)合金,对合金实施了双级均匀化处理及“固溶+时效”(T6)工艺,结合光镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及透射电镜(TEM)多种分析测试手段,对比研究合金在铸态、均匀化态及T6处理态下的微观组织特征,重点关注了析出相的演变,并通过室温拉伸性能实验测试合金的力学性能。结果 铸态合金中的析出相以粗大的Mg(Zn,Cu,Al)2相为主,且分布于晶界或枝晶界,在室温拉伸过程中粗大的Mg(Zn,Cu,Al)2相割裂基体,造成合金在弹性变形阶段的脆断,基本无伸长率;双级均匀化处理后,晶界及枝晶间的第二相明显减少,晶内析出了大量的针状相Mg(Zn,Cu,Al)2,而T6处理后,晶内针状相基本消失,时效过程中析出以η''-MgZn2相为主的高密度弥散分布纳米析出相,其平均尺寸为(9.2±0.9)nm,相比于铸态,T6处理后合金的抗拉强度从417 MPa提高到577 MPa,且展现出一定的伸长率。结论 T6处理后合金中析出相由粗大的针状相转变为高密度弥散分布纳米析出相,该析出相可在变形过程中有效钉扎位错,从而提高合金力学性能。     

GH586高温合金析出相的热力学模拟计算

利用热力学计算软件Thermo—Calc与相应的Ni基高温合金数据库，从热力学角度通过计算最小吉布斯自由能，得到GH586合金可能析出的平衡相，并预测化学成分对析出相的影响，分析各相的析出规律，为挖掘合金组织潜力和改善合金使用性能提供理论依据。     

超超临界电站用镍铁基高温合金TCP相和碳化物相析出的热力学计算

利用材料相图与性能模拟计算软件JMatPro,研究了难熔元素W,Mo,Nb和Fe含量的变化对一种新型镍铁基高温合金拓扑密排相(TCP)和碳化物相析出及高温性能的影响。结果表明:新型镍铁基高温合金晶内强化相为γ′相,晶界为M23C6碳化物;在合金中添加Mo,W,Nb均可提高合金的持久强度和屈服强度;增加合金中Mo,Nb,Fe的含量会提高Laves相和σ相的析出温度;为避免在长期服役过程中合金析出较多的TCP相,在合金中添加不超过0.6%(质量分数,下同)的Nb或不超过1%的Mo和W,以使TCP相的析出温度尽可能低于使役温度。     

用透射和扫描电镜观察Ni—Cr—Al合金γ‘和Cr（α）析出相

Ｎｉ－Ｃｒ－３％Ａｌ－０．２％Ｃｅ合金０．３ｍｍ细丝经５００－６００℃时效处理，用透射和扫描电镜观察组织形貌，用化学定量提取法和测定微区成分的方法确定相Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ的含量，用程控图像仪测定富Ｃｒ（α）相析出颗粒大小和分布，查明了γ相沿基体９１００）面共格析出并细小颗粒状，在γ相周围析出的过饱和富Ｃｒ（α）相弥散分布在合金基体中，据此认为该合金是由γ相和富Ｃｒ（α）相复合析出强化合金基体的。     

液态动压实铝锂合金在时效过程中的结构转变

采用液态动压实(LDC)工艺制备的四种铝锂合金在时效过程中强化相的析出规律进行了研究。用 TEM 观察了析出相在晶内、亚晶界和位错上的析出分布。结果表明:四种合金的共同析出相为δ′(Al_3Li),β′(Al_3Zr)和δ′(Al_3Li)的复合析出相。改变合金中的铜、镁、锂含量,对强化相θ′(Al_2Cu),T_1(Al_2CuLi)和 S′(Al_2CuMg)的形成有较大的影响。同时也发现在190℃时效有利于β′+δ′复合相,S′和 T_1相的析出.     

变形程度对强变形Al-4%Cu合金退火组织性能的影响

为了研究变形程度对强变形Al-4%Cu合金退火行为的影响,通过透射电镜观察和拉伸试验,研究了人工时效Al-4%Cu合金经过不同变形量的多向压缩变形(MAC),退火(120℃/60 min)后的显微组织和力学性能.研究表明:试样中的第二相在MAC过程中破碎溶回基体后,会在后续退火过程中再次析出,且析出相回溶的程度对退火组织性能的影响很大.含θ″相试样和含θ’相试样经MAC变形后,析出相完全回溶于基体,在退火过程中有新的第二相析出,试样强度升高;同时试样的的塑性也得到了提高,这与再析出粒子对超细晶粒长大的阻碍作用有关.析出相未完全回溶的含θ相试样,退火后强度低于退火前,析出相回溶和再析出交替进行.析出相基本回溶态强韧化效果最佳.