热处理对新型高强钛合金组织与性能影响研究

本论文研究了新型高强钛合金（Ti-6Al-6Mo-4V）的微观结构和力学性能。分在α/β和β区固溶处理后,在460℃~620℃5个不同温度下时效6h,研究合金的组织与性能之间的关系。结果表明,α/β区固溶时效处理后的性能与β单相区固溶时效处理后相比,α/β区固溶时效处理后合金获得更好的强度和塑性组合。在850℃（α/β区域）固溶处理以及460℃时效后,合金获得最高的强度为1572MPa,伸长率为2.63％;在620℃时效时,合金的伸长率达到最高为11.46％,但强度较低为1201MPa。经过825℃固溶处理,540℃时效后,该合金获得最好的强度（1328MPa）和伸长率（7.58％）匹配。同时,β区溶液处理后的β晶粒较大,时效后形成细小的二次α相 ,导致强度和塑性较差。     

双级时效对液态模锻6061铝合金性能的影响

利用加热炉、硬度计、拉伸试验机等设备研究了液态模锻6061铝合金在单级时效、双级时效等不同时效制度下的力学性能。结果表明：同单级时效相比,双级时效处理对合金的硬度影响不大。双级时效条件下,预时效和终时效温度顺序对液态模锻6061铝合金合金的抗拉强度影响不大,主要影响合金的屈服强度和伸长率;终时效温度越高合金屈服强度越高,强化速率越快,伸长率下降也越大。 液态模锻6061 铝合金在560 ℃固溶5 h后经200 ℃预时效1 h,185 ℃终时效3.5 h 时具有较好的力学性能,抗拉强度达到362.2 MPa,屈服强度达到311.5 MPa,伸长率为12.1%。     

热处理对新型高强钛合金组织与性能的影响（英文）

研究了新型高强钛合金(Ti-6Al-6Mo-4V)的微观结构和力学性能。分别在α/β和β区固溶处理后,在460～620℃5个不同温度下时效6h,研究合金的组织与性能之间的关系。结果表明,α/β区固溶时效处理后的性能与β单相区固溶时效处理后相比,α/β区固溶时效处理后合金获得更好的强度和塑性组合。在850℃(α/β区域)固溶处理以及460℃时效后,合金获得最高的强度为1572 MPa,伸长率为2.63%;在620℃时效时,合金的伸长率达到最高为11.46%,但强度较低为1201 MPa。经过825℃固溶处理,540℃时效后,该合金获得最好的强度(1328 MPa)和伸长率(7.58%)匹配。同时,β区溶液处理后的β晶粒较大,时效后形成细小的二次α相,导致强度和塑性较差。     

固溶-时效热处理工艺对近β钛合金显微组织演化与力学性能的影响（英文）

研究钛合金Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr(Ti-55531)在不同固溶(760～820℃)与时效(580～640℃)热处理条件下的显微组织演化、力学性能及断裂机理。结果表明,初生α相(α_p)的体积分数随固溶温度的升高而降低,而次生α相(α_s)的长度随时效温度升高而降低,其宽度则随时效温度升高而增加。Ti-55531合金的屈服强度和抗拉强度随固溶温度升高而降低,但随时效温度的升高而增大。合金在800℃固溶2 h、640℃时效8 h的条件下获得的抗拉强度(1434 MPa)与韧性(伸长率7.7%)达到最优匹配。随时效温度和时间的增加,α_s相发生粗化,使微观裂纹扩展路径变得曲折、崎岖,从而提高裂纹扩展阻力,最终提高合金的韧性与断裂韧性。     

喷射成形7055铝合金热处理工艺与力学性能的研究

主要研究了喷射成形7055铝合金经过反挤压成型以及热处理后的金相显微组织和力学性能.对挤压态合金进行固溶处理和时效处理后得到了时效硬化曲线并进行了力学性能测试.结果显示:480℃×2h的固溶制度为最佳固溶制度;通过测试硬度值确定最佳单级时效制度为120℃×18h,其硬度可达209HV.抗拉强度为692.12MPa,伸长率为3%.为了进一步提高该合金的伸长率,又对固溶处理件进行双级时效处理(120℃×3h 160℃×4h),其硬度为205HV,抗拉强度为683MPa,伸长率为9.5%.     

船用螺旋桨材料镍铝青铜的热处理强化

采用OM、SEM、EDS、拉伸测试、疲劳裂纹扩展测试、电化学腐蚀测试等研究退火、正火和固溶时效处理对镍铝青铜合金的微观结构、力学性能以及电化学腐蚀行为的影响。结果表明:675℃退火可以消除β′相,显著提高材料的塑性和耐蚀性,但强度稍微降低。固溶时效处理试样强度最高(812 MPa),但伸长率只有2.9%,且腐蚀阻抗最低。适当地正火处理可以提高材料的综合力学性能,同时不降低材料的耐蚀性能。镍铝青铜在空气中的疲劳裂纹扩展速率由高至低的顺序依次为铸态、固溶时效态、正火态。铸态试样的疲劳裂纹主要沿着α相和κⅢ相界面扩展,正火态试样的裂纹一般穿越α晶粒扩展,而固溶时效试样的裂纹既在α相内又在α相和κ相的界面间扩展。     

热处理工艺对Ti55531合金组织与性能的影响

采用正交试验研究不同热处理工艺对Ti55531合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,显著影响合金显微组织和力学性能的因素依次是固溶温度、时效温度、时效时间。随固溶温度的升高,初生α相含量明显减少,α相的等轴性表现较好且分布更加均匀,抗拉强度逐渐增加,伸长率下降;随时效温度的升高,次生α相开始增加、长大,组织向双态组织转变,使得抗拉强度下降,伸长率增加。其合理的"固溶+时效"热处理工艺为"820℃×2h固溶,空冷+580℃×10h时效,空冷",抗拉强度为1 370MPa,伸长率为8.5%。     

热处理工艺对含Er压铸Al-Si-Mg合金组织及性能的影响

以含Er的压铸Al-Si-Mg合金为研究对象,通过拉伸性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及透射电镜(TEM)分析及定量统计,分析研究了不同固溶、时效工艺对合金组织及性能的影响。结果表明:双级固溶有利于一次相回溶至基体,使合金的塑性提高;固溶温度、时间的提高能够增加固溶到基体中的溶质原子和一次相的数量。Al-Si-Mg合金峰时效时,主要的强化相为β″、β′相,β′相主要表现为长条状及“T”字形。当热处理工艺为(280 ℃×3 h+530 ℃×3 h)固溶+170 ℃×3 h时效时,合金的伸长率达8.5%,具有高塑性; 热处理工艺为(280 ℃×3 h+540 ℃×10 h)固溶+170 ℃×10 h时效时,合金的抗拉强度为344 MPa,屈服强度为312 MPa,合金具有高强度。     

一种新型Al-Cu-Li合金性能

设计一种新型Al-Cu-Li-Mg-Ag合金,研究热处理制度对新合金拉伸性能及裂纹扩展性能的影响,利用光学显微镜、透射电镜和扫描电镜等手段研究合金微观组织及断口形貌。结果表明:该新型铝锂合金经过540℃固溶1 h,(12%+RT/120 h+145℃/20 h)双级时效热处理后获得良好的综合性能:抗拉强度σ_b=443 MPa,屈服强度σ_(0.2)=397 MPa,延伸率δ=16.5%,裂纹扩展速率da/dn≈1.34×10~(-3) mm/cycle(△K=30 MPa·m~(1/2))。双级时效态下析出大量细小均匀的T_1相,在保证合金强度的同时,提高合金的抗疲劳裂纹扩展性能。T_8态下析出相对粗大的T_1相,θ′相和极少量的S′相,合金强度达到项目要求,抗疲劳裂纹扩展性能较差。T_3态下析出相数量少,合金强度不满足项目指标。     

热处理工艺对AZ80镁合金组织和硬度的影响

挤压态AZ80镁合金分别在380、410、440℃固溶处理2h,固溶后的部分镁合金分别进行单级时效及双级时效处理。研究了固溶温度、单级时效及双级时效处理对AZ80镁合金组织和硬度的影响。结果表明:随固溶温度的升高,β-Mg_(17)Al_(12)共晶组织逐渐分解溶入α-Mg基体中,合金硬度也随之升高,440℃时晶粒变粗大;单级时效处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相以连续和非连续的形式从α-Mg基体中析出,导致硬度大幅提高;双级时效处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相的析出数目更多,尤其是晶内β-Mg_(17)Al_(12)相的连续析出,最高硬度能达到88.32 HV。     

时效温度对Ti-5523合金组织和性能的影响

研究了不同时效温度对时效处理后的Ti-5523合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明:在合金相变点(790±5)℃以下的760℃或相变点以上的840℃固溶处理1 h,460～580℃时效处理8 h,Ti-5523合金的微观组织和力学性能对时效温度敏感。合金强度随着时效温度升高而降低,塑性则逐渐提高。合金在760℃×1 h/AC固溶+580℃×8 h/AC时效处理后的断后伸长率和断面收缩率分别为17. 50%和67%,具有良好的塑性。固溶及时效处理后的Ti-5523合金强度主要受α相含量和尺寸的影响,α相尺寸减小或α相含量增加均可以提高合金的强度。随着时效温度的升高,在双相区固溶的时效态合金的初α相逐渐从长条状向短球状、椭球状转变,且含有短球状、椭球状的初生α相的合金具有更好的塑性变形能力。由于初生α相和次生α相的尺寸、含量随着时效温度的增加而发生的改变对合金力学性能产生的影响是协同的,因此双相区固溶的时效态合金的力学性能对时效温度非常敏感。     

双级时效对Ti-25Nb-10Ta-1Zr-0.2Fe医用β钛合金显微组织与力学性能的影响

利用XRD、TEM、显微硬度、拉伸试验等分析方法研究双级时效热处理对Ti-25Nb-10Ta-1Zr-0.2Fe医用钛合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:双级时效硬度曲线在单级时效的上方并且出现明显的双峰特征。双级时效后,合金的晶内形成由片层α组成的"阶梯状"α组织,对硬度产生较大的贡献。单级时效(550℃)与双级时效((400℃,1 h)+550℃)的相析出序列分别为β→β+α″→β+α和β→β+ω→β+α″→β+α。合金性能最优的时效工艺为(400℃,1 h)+(550℃,2 h)。在此条件下合金弹性模量、抗拉强度、伸长率分别为65 GPa、845 MPa、14.3%,具有良好的综合性能。     

二级时效处理对Ti-3Al-7Fe合金组织和硬度的影响

研究了二级时效对Ti-3Al-7Fe合金组织和硬度的影响。结果表明,合金经889℃×40 min固溶并第一级时效(350℃)+第二级时效(600℃×8 h)处理后,合金组织中析出的α相弥散分布,未出现与β相混合的片状α相;第一级时效为300℃时,二级时效处理也能使合金组织中析出较多α相,但是α相发生聚集,合金组织不均匀;单级时效处理和第一级时效分别为400、450℃的二级时效处理后,Ti-3Al-7Fe合金组织中在晶界及亚晶界附近出现了夹杂残余β相的片状α相,且合金的组织不均匀。单级时效处理和二级时效处理后,合金的硬度较固溶处理具有较高的硬度。     

挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金空心轴热处理工艺的研究

采用扫描电镜、差热分析、XRD分析、硬度测试等实验方法,研究了高速机车用挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金传动空心轴的最佳单级固溶时效处理工艺。结果表明:空心轴经480℃固溶12 h后,晶界处共晶相的范围变窄,粗大的第二相基本消失,晶界呈不连续的链条状,硬度达到峰值;固溶后空心轴经120℃时效20 h后,晶界的析出相呈链状分布,晶内的析出相为均匀细密分布,且以MgZn2相为主,试样硬度达到峰值210;高速机车用挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金传动空心轴最佳单级固溶时效处理工艺为480℃固溶12 h后再120℃时效20 h。     

固溶时效对Ti-811合金连轧棒材组织及力学性能的影响

研究了910℃×1 h,AC+580℃×8 h,AC、1010℃×1 h,AC+580℃×8 h,AC和1010℃×1 h,WQ+580℃×8 h,AC 3种不同固溶时效处理制度对Ti-811合金连轧棒材显微组织及力学性能的影响。结果表明:在时效温度不变的情况下,随着固溶温度的提高,初生α相减少、次生α相增多呈片层状分布,并且有晶界α相析出,棒材的室温拉伸、高温拉伸和热稳定性能除屈服强度略有降低外,其余指标变化不大,但高温蠕变性能有较大提高;当固溶制度为1010℃×1h WQ时,次生α相增多,并呈细小针状分布,棒材在塑性保持不变的同时,室温强度,高温强度和热稳定强度均可提高100 MPa以上,并且有更好的抗高温蠕变性能。显微组织中次生α相的数量和形状对棒材的高温蠕变性能影响较大。     

固溶-冷速-时效对TC4-DT合金显微组织和力学性能的影响

以Ti6Al4V-DT(TC4-DT)为研究对象,分别对其进行不同方式的固溶、冷却和时效处理,利用金相显微镜、拉伸试验机研究其显微组织、强度和塑性的变化。结果表明:强度和塑性的主要影响因素为固溶温度和冷却方式。在α+β两相区和单相区固溶并在580℃时效8 h,可以分别得到双态组织和片层组织,相变点以下随着固溶温度的提高,初生α相含量明显减少,且强度和塑性在两相区固溶更优;相变点以上固溶时,冷却速率降低会使α相片层粗化,抗拉强度和屈服强度逐渐降低;在两相区固溶α相尺寸随着时效温度升高而增大,在低温时效时,由于α相的弥散强化作用使得合金强度较高。TC4-DT合金在α+β两相区860℃/1.5 h固溶,550℃/8 h时效处理,在空冷的状态下,可获得合金强度(1017 MPa)、塑性(伸长率22%)匹配良好的综合性能。     

固溶-冷速-时效对TC4-DT合金力学性能的影响

本文以Ti6Al4V-DT (TC4-DT)为研究对象,分别对其进行不同方式的固溶、冷却和时效处理,利用金相显微镜、拉伸试验机研究其显微组织、强度和塑性的变化,结果表明：强度和塑性的主要影响因素为固溶温度和冷却方式。在α+β两相区和单相区固溶并在580℃时效8小时,可以分别得到双态组织和片层组织,相变点以下随着固溶温度的提高,初生α相含量明显减少,且强度和塑性在两相区固溶更优;相变点以上固溶时,冷却速率降低会使α相片层粗化,抗拉强度和屈服强度逐渐降低;在两相区固溶α相尺寸随着时效温度升高而增大,在低温时效时,由于α相的弥散强化作用使得合金强度较高。TC4-DT合金在α+β两相区860℃/1.5h固溶,550℃/8h时效处理,在空冷的状态下,可获得合金强度（1017MPa）、塑性（伸长率22%）匹配良好的综合性能。     

7AXX铝合金的热处理工艺

采用正交设计试验法研究了7AXX铝合金热处理工艺,结果表明:固溶温度为470℃保温时间为1 h时合金中的过剩相已得到充分溶解。双级时效中对于材料布氏硬度值的影响因子先后顺序应为:终时效温度、终时效时间、预时效时间、预时效温度。7AXX铝合金双级时效的四因素中终时效温度是影响最终性能的主要因素,随着合金终时效温度的升高材料硬度降低。经470℃×1 h固溶+110℃×4 h+150℃×8 h热处理后,合金抗拉强度为750.27 MPa;屈服强度为562.57 MPa;断后伸长率为26.43%。     

热处理对Ti-5Al-2V-3Fe-0.2O热轧板材组织和力学性能的影响

研究了固溶处理后不同时效温度对Ti-5Al-2V-3Fe-0.2O合金热轧板材显微组织与力学性能的影响。结果表明:热轧态板材组织主要由α相和β相组成;固溶处理后,组织中出现了α相向β相转变现象,由初生α相及亚稳态β转变组织组成;通过时效处理,亚稳态β转变组织部分分解,析出次生α相并形成晶间β相,随着时效温度从450℃升高到550℃,亚稳态β转变相进一步减少,次生α相增多并长大,初生α相逐渐粗化;与热轧态相比,固溶时效处理后板材抗拉强度和断后伸长率均提高,并且随着时效温度升高,抗拉强度逐渐降低,伸长率逐渐提高;940℃×15min/AC+500℃×6 h/AC热处理后的板材强度和伸长率分别达到1260 MPa、8.5%,具有较佳的综合性能。     

含钪Al-Cu-Li-Zr合金的热处理制度

通过显微组织观察和室温拉伸实验,研究了固溶热处理制度和时效制度对含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金拉伸力学性能与显微组织的影响。结果表明,适当提高固溶温度或延长固溶时间可以促进合金中过剩相的溶解,提高合金的强度和塑性;合金适宜的固溶-时效处理制度为530℃×1 h水淬＋160℃×40 h时效,在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为490MPa、416 MPa和9.8%。T1相是合金的主要时效强化相。