Al-Er-Zr合金的时效析出过程

利用显微硬度、TEM、HREM等测试方法对Al-Er-Zr合金的时效析出过程及析出相Al3(Er1-xZrx)的粗化行为进行研究。结果表明:二元合金Al-0.04Er在375℃时效5 min后出现硬度峰(约为40.3HV),随后迅速下降出现过时效;添加Zr能够显著提高其热稳定性,三元Al-Er-Zr合金中过时效现象显著滞后于Al-Er二元合金。在三元合金Al-Er-Zr中,随着Zr含量的增加,合金在长时间时效后,由于Er、Zr的协同析出而出现第二个更高的时效峰值,约为53.5HV,明显高于Al-Er二元合金的硬度。Al3(Er1-xZrx)粒子在高温粗化过程中逐渐长大,其平均直径d与退火时间t的关系符合LSW理论中的关系式。     

时效工艺对Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr合金组织与性能的影响

通过透射电镜分析、力学性能和电导率测试,研究了单级时效、双级时效和回归再时效（RRA）工艺对含Sc超高强Al-Zn-Cu-Mg-Zr合金组织与性能的影响。结果表明：经（120℃×8 h＋160℃×16 h）双级时效处理后,合金的强度大幅下降,而电导率显著升高;其晶内组织开始粗化,晶界析出相呈断续状分布,无沉淀析出带（PFZ）形成。经（120℃×24 h预时效＋180℃×30min回归处理＋120℃×24 h终时效）RRA处理后,合金既能保持接近T6态的强度,也能获得较高的电导率;其晶内析出组织与T6态的组织类似,而晶界析出相则聚集、粗化,与过时效的组织相似。     

热处理工艺对Cu-Ni-Si-Fe-P合金组织与性能的影响

向Cu-Ni-Si合金中添加少量的Fe、P,制备了Cu-Ni-Si-Fe-P合金。研究了热处理对Cu-1.7Ni-0.5Si-0.27Fe-0.03P合金显微组织演变、电导率和硬度的影响。结果表明,随着固溶温度升高,合金中树枝状的析出物逐渐溶解,在850℃×1h固溶处理后析出相充分固溶于基体中。合金硬度(HV)随着固溶温度升高而快速下降,最低达到107.39;电导率小幅下降,最低为12.75MS/m。经850℃×1h固溶处理+500℃×3h时效后,硬度(HV)达到208.10,电导率达到23.78MS/m,软化温度达到568.7℃。合金在时效初期先析出大颗粒的NiSiFeP等化合物,时效后分解成较小的FeP和NiSi化合物。     

时效处理对Cu-6％Ag合金组织与性能的影响

对Cu-6%Ag(质量分数,下同)合金固溶后在350和450℃时效不同时间,观察了时效处理前后显微组织及测定了不同时效状态下合金的硬度和电导率.在350 ℃时效1 h及450 ℃时效15 min时,过饱和固溶体晶界附近即可明显析出次生Ag相并形成不连续析出区.随时效时间延长,不连续析出区域扩大及次生Ag相颗粒粗化.在350和450 ℃时效时,硬度达到峰值的时间分别为32及2 h,电导率达到峰值的时间分别为128和8 h.450 ℃时效的合金峰值硬度和峰值电导率高于在350 ℃时效的合金.在时效前期,较高温度的析出过程对提高合金硬度和电导率的效果比较明显,而在时效后期,较低温度析出过程对合金硬度和电导率的提高更为明显.     

时效态Cu-Fe-P合金组织和性能的研究

利用微合金化法设计了引线框架用Cu-Fe-P合金的成分(Cu-2.5Fe-0.12Zn-0.03P-0.05Mg-0.05Cr-0.05RE),采用金相显微镜(OM)和高分辨电子显微镜(HRTEM)研究了合金的微观组织,测定了合金的抗拉强度、伸长率及电导率等性能.试验结果表明,在其他试验条件相同的情况下,冷轧后的合金板材经550 ℃×4 h时效后处于过时效状态,球形的析出相γ-Fe粗化,尺寸在50～100 nm的范围,合金的强度为482 MPa,显微硬度HV为161,电导率为39.7 MS/m;经450 ℃×4 h时效后处于欠时效状态,呈球形的γ-Fe相尺寸在20 nm以下,抗拉强度为417 MPa,显微硬度HV为139,电导率是30.4 MS/m;经550 ℃×2 h 450 ℃×2 h时效后处于峰值时效状态,球形的γ-Fe相尺寸在20～50 nm的范围,此时合金的抗拉强度为510 MPa,显微硬度HV为168,导电率为40.6 MS/m.     

时效处理对HR3C合金微观组织和冲击韧度的影响

采用高温热处理炉对超超临界电站锅炉用HR3C合金进行短时时效和650℃×500h时效,研究了时效对合金微观组织和冲击韧度的影响。结果表明,短时时效后,晶内存在少量一次大块NbCrN相,同时有少量细小的Z相析出。在650℃×500h时效后,晶内析出更多细小的Z相,经短时时效,合金晶内的Z相更多,其弥散强化提高了合金的显微硬度;晶界析出M23C6相并进一步粗化长大,晶界附近有弥散块状的M_(23)C_6相析出。长期时效后,固溶态和短时时效态合金的冲击韧度降低,断口沿晶断裂。     

时效和冷变形对Cu-Ni-Si-Cr-P合金组织和性能的影响

研究了时效温度、时间和冷变形后时效对Cu-Ni-Si-Cr-P合金微观组织和性能的影响。结果表明,合金经900℃固溶处理后,在500℃×2h时效时合金电导率和硬度(HV)分别达到21.87 MS/m和234.5。变形量为60%的Cu-Ni-SiCr-P合金经450℃×1h时效可获得良好的综合性能,其电导率达到20.07MS/m,硬度(HV)达到255.3。对Cu-Ni-Si-CrP合金450℃时效试样进行显微分析,发现了细小弥散的Ni2Si和Ni3P析出物。     

时效对Cu-Ni-Si-Cr合金微观组织和性能的影响

研究了时效及冷变形后时效对Cu-Ni-Si-Cr合金微观组织和性能的影响。结果表明,固溶处理后,合金在500℃时效4h可以获得良好的综合性能,电导率和硬度(HV)分别达到22.34MS/m和220.1。变形量为80%的Cu-Ni-Si-Cr合金在450℃时效2h获得良好的综合性能,电导率和硬度(HV)分别为22.50 MS/m和267.5。对Cu-Ni-Si-Cr合金时效试样进行显微分析,其析出相呈细小弥散分布,经选区电子衍射分析发现析出相为Ni2Si,同时发现Cr单质存在。     

均匀化退火对5E61合金组织及性能的影响

对5E61合金进行不同的均匀化退火处理,测试合金的显微硬度和电导率,用扫描电镜和透射电镜观察其显微组织,研究均匀化退火工艺对5E61合金组织及性能的影响。结果表明:5E61合金的显微硬度和电导率在均匀化退火过程中都有明显提高,双级均匀化后合金中的析出相更加细小,分布弥散;5E61合金经320℃×20 h+450℃×20 h均匀化退火后,合金中的枝晶组织消除,晶界处残留第二相最少且合金组织中各元素分布均匀,为最优的均匀化退火工艺。     

Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金的时效行为

对Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金经不同程度的变形和不同工艺时效处理后的显微硬度、电导率和抗拉强度进行了测试,在TEM、SEM下对合金析出相进行了观察和分析.结果表明,形变和时效综合作用能显著提高该合金的综合性能.该合金经900 ℃×1 h固溶处理、经不同预冷变形后,在450 ℃时效可获得良好的综合性能.当变形量为80%,在450 ℃下时效1 h,其显微硬度和电导率分别可达HV 240和23.78 MS/m;当变形量为40%,在450 ℃下时效1 h,其抗拉强度达到568 MPa.时效过程中的析出相为δ-Ni2Si相,颗粒细小、呈弥散分布,且随时效时间的延长逐渐长大.     

热处理对Cu-0.6Cr-0.15Zr-0.12Fe-0.06P合金组织和性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱分析仪、导电仪和硬度计,研究了不同热处理工艺对Cu-0.6Cr-0.15Zr-0.12Fe-0.06P合金组织和性能的影响。结果表明:固溶处理后合金电导率、硬度均有所下降;时效处理后,合金电导率快速上升;硬度随时效时间的延长,先升后降;时效温度提高,达到时效硬化峰值的时间就越短,电导率上升的也越快。合金经980℃×2 h+500℃×3 h处理后,电导率可达44.2 MS·m~(-1),硬度可达154.76 HV0.2,软化温度达到603℃。合金析出相主要成分是以Cr为主的(Cr Zr Fe P)化合物和(Cr Zr P)化合物。试验对比了980℃×2 h固溶后时效和未经固溶直接时效两种工艺,发现合金电导率相差不大,但经过固溶处理后合金析出相颗粒分布更均匀,硬度峰值升高18 HV0.2。     

时效对Cu-2.0Ni-0.5Si合金组织和性能的影响

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu 2.0Ni 0.5Si合金组织和性能的影响.结果表明,合金经900 ℃固溶,在经不同冷变形后时效,第二相呈弥散分布,当变形量为80%,时效温度为500 ℃,时效时间为1 h时,其显微硬度HV达到250,电导率达到22.625 MS/m,与未经过预冷变形的合金时效相比,合金能获得较高的显微硬度与电导率.时效前的预冷变形能够有力的促进合金在时效过程中第二相的析出,从而提高合金的显微硬度和电导率.合金经40%预冷变形,450 ℃×4 h时效后,其抗拉强度达到620 MPa.拉伸试样断口表现出明显的塑性断裂特征.     

喷射沉积过共晶AlSiCuMg合金的时效行为和力学性能

利用扫描电镜(SEM+EBSD)、透射电镜(TEM)、硬度测试以及室温拉伸实验研究了喷射沉积过共晶AlSiCuMg合金的时效组织演变规律及力学性能。结果表明：随时效时间的延长，喷射沉积AlSiCuMg合金的硬度先增加后降低；随着时效温度的升高，合金硬度达到峰值所需时间分别为24 h (170℃)、2 h(185℃)和0.5 h (200℃)。合金经185℃时效0.5 h后，在位错处可观察到非均匀析出的细小针状θ″相。在(185℃, 2 h)峰时效状态下，析出相包含细针状θ″相和点状Q′相，同时存在粗针状θ′相。峰时效硬度约为91HRB，比挤压态提高了近72%。合金经185℃时效28 h后，θ′相体积分数明显增加。合金经185℃时效48 h后，析出相演变为粗大的板条状θ相和方块状Q相；过剩Si相开始析出，同时在与入射轴垂直的晶面上观察到包围Si相的粗大盘片状富Cu相。合金经185℃时效56 h后，θ相和Q相演变为粗大椭球状。合金的硬度下降至约80HRB。喷射沉积AlSiCuMg合金的时效析出惯序为：过饱和固溶体→GP区→θ″+Q′→θ′+Q′→θ+Si+Q′→θ+Si+Q。合金的峰值时效...     

高温长期时效对改型低膨胀Thermo-Span合金热稳定性和性能的影响

研究了高温时效对标准和改型Thermo-Span合金组织和持久性能的影响,在650℃时效1000 h,标准合金的晶内与晶界Laves析出相均发生了粗化,而改型合金的析出相形貌没有改变,当时效温度增高到680℃时,标准合金在时效500 h时,合金的析出相已经发生了严重的粗化,Laves相的形态由圆粒状变成条状,而改型合金的析出相没有变化,当时效到1000 h后,标准合金析出相已经完全粗化,析出相几乎布满了整个晶内,而改型合金晶界只有少量析出相开始发生粗化,经650℃时效1000 h后,改型合金具有较好的组织热稳定性,合金650℃/600 MPa的持久性能比标准合金高109 h。     

新型Al-7.5Zn-1.7Mg-1.4Cu-0.12Zr合金单级时效行为研究

通过力学性能和电导率测试以及显微组织的TEM分析,研究新型Al-7.5Zn-1.7Mg-1.4Cu-0.12Zr合金的单级时效行为特征.结果表明:当时效温度由100 ℃升高至160 ℃时,合金时效硬化响应速度明显加快,合金进入过时效状态所需的时间缩短,合金的电导率明显提高.与通常的120 ℃,24 h峰时效态相比,合金经140 ℃, 14 h时效处理后,抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和电导率分别达到585 MPa, 560 MPa, 16.1 %和22.6 MS/m,其抗拉强度仅降低1%,屈服强度却提高4%,电导率更是提高11%,作为单级时效制度具有较明显的优势.合金峰时效状态下的主要强化相是细小弥散分布的η'相和GP区.随着时效温度的升高,晶内和晶界的析出相粗化,140 ℃时效时出现明显的晶间无析出带.     

退火处理对Al3CoCrCu1/2FeMoNiTi高熵合金激光涂层组织和性能的影响

目的研究Al_3CoCrCu_(1/2)FeMoNiTi高熵合金涂层的退火时效硬化及其强化机理。方法使用激光熔覆设备,在40Cr钢上制备了Al_3CoCrCu_(1/2)FeMoNiTi高熵合金涂层,对涂层进行了退火处理。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和显微硬度计对涂层进行了分析。结果涂覆态涂层为BCC单相结构,经300℃和500℃退火,涂层仍然为BCC单相;700℃退火后,涂层析出了NiTi金属间化合物相;900℃退火后,涂层由FCC相及NiTi金属间化合物组成。涂覆态和经300~700℃退火的涂层为胞粒状,经900℃退火后,涂层为板条状。经300℃退火,涂层硬度下降,但超过300℃退火,硬度比涂覆态的高。700℃退火合金硬度达到最大值924HV。退火温度升到900℃后,硬度比700℃退火的低。NiTi析出相促进了硬度提高,位错强化机制能较好解释该高熵合金的固溶强化现象。结论Al_3CoCrCu_(1/2)FeMoNiTi合金涂层具有明显的时效硬化效应,700℃退火可获得最佳的时效硬化效果。     

退火工艺对冷轧Al-Er-Cu合金电导率和硬度的影响

采用硬度和电导率等测试,结合透射电镜微观组织观察,研究了退火工艺对Al-Er-Cu合金电导率和硬度的影响。结果表明:冷轧后等时退火到200~300℃之间,或者200℃等温退火24 h到48 h之间,Al-Er-Cu合金同时具有较高的硬度和电导率。Al-Er-Cu合金冷轧后退火过程中Al_3Er相的析出提高了合金轧态组织的热稳定性,使其硬度能够在退火过程中减少下降;而Al_2Cu相的析出使合金的电导率显著升高。     

GH710高温合金长期时效中的组织演变

研究标准热处理(1180℃×4 h/AC+ 1080℃×4 h/AC+845℃x24 h/AC+ 760℃×16 h/AC)后的难变形镍基高温合金GH710在650℃和870℃经0～3000 h长期时效后的组织演变.结果表明:650 ℃时效时,γ '相粗化不明显,晶界碳化物基本不变,合金组织稳定性良好;长期时效时,γ'相的粗化行为遵循扩散控制的L-S-W粗化机制,且时效温度越高,粗化速率越大;870℃时效时,一次γ'相急剧粗化,但时效2000 h后发生部分回溶,晶界碳化物聚合粗化现象严重,且硬度值也下降明显.     

富铜相对Fe-3%Si-Cu合金再结晶行为的影响

以2块热轧Fe-3%Si-Cu合金板为研究对象,分别过时效处理和固溶处理后多道次冷轧再进行500~800 ℃再结晶退火处理,分析了合金再结晶退火后的显微组织及不同再结晶退火工艺下合金的硬度变化,从而研究了冷轧Fe-3%Si-Cu合金的再结晶行为。结果表明,热轧试样经650 ℃过时效处理后有椭球形或棒状的面心立方ε-Cu相析出,棒状富铜相的尺寸较大,其长轴≥100 nm。不同工艺热处理的试样经冷轧后均表现出随退火温度的升高,完全再结晶时间缩短,且由于富铜相的析出,经固溶处理后的试样退火后其再结晶时间明显比过时效处理后试样的短。当再结晶退火温度为500 ℃时,冷轧前进行了固溶处理的试样出现了回复引起的软化不足以抵消析出造成的硬化的现象,在10⁴ s时硬度曲线上出现明显的时效硬化峰;在600 ℃以上退火时,则表现出再结晶占优势的退火特征,硬度曲线没有明显的时效硬化峰。     

热处理对Mg-Nd-Zr合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和硬度测试等手段,研究了固溶和时效热处理对Mg-Nd-Zr合金组织和性能的影响。结果表明,合金经460~520℃固溶处理后,随着固溶温度的升高和保温时间的延长,铸态组织中晶界上的化合物逐渐溶解,当固溶温度过高和保温时间过长时,晶粒长大。合金经490℃×8h固溶处理后时效,随着时效时间的延长,固溶时残留的第二相逐渐溶解,均匀析出第二相,合金硬度逐渐增大,达到峰值后进入过时效阶段,析出的第二相变大,硬度值下降。Mg-Nd-Zr合金的最佳热处理工艺为经490℃×8h固溶处理后,进行225℃×4h时效。