双重退火对ZTC18铸造钛合金组织及性能的影响

目的 研究ZTC18合金双重退火热处理时合金微观组织和力学性能的变化规律。方法 通过对ZTC18合金熔模精密铸造拉伸试棒试验件进行双重退火热处理实验,对比不同热处理工艺铸件的微观组织和力学性能,分析其变化规律。结果 不同的双重退火温度下,晶粒尺寸无明显变化,随着第2级退火温度升高,晶粒内部初生α相由长针状逐渐变化为棒状及等轴颗粒,次生α相逐渐减少,合金的强度随第2级退火温度升高而降低,塑性则呈增加趋势。结论 通过双重热处理可以达到调整合金强度塑性比的目的,对比HIP后的室温拉伸数据,在二级退火温度为610和590 ℃的试样（空冷或炉冷）的强度和塑性综合匹配性较好,抗拉强度能够达到1100 MPa,伸长率大于11%。     

Ag-15Cu-10Au-2Ni合金的显微组织与性能

通过高真空感应熔炼制备Ag-15Cu-10Au-2Ni合金,对其塑性变形以及热处理后的显微组织、力学、电学性能进行了研究。研究结果表明,该合金由富银相和富铜相组成,Ni元素主要固溶在富铜相中;合金的加工强化效果明显,95%变形量合金的硬度达到201 Hv(铸态为90 Hv),抗拉强度达到744 MPa;650℃退火1 h后合金延伸率达到31.8%,硬度与铸态的相近;随退火温度增加合金电阻率先降低后增加,350℃退火1 h后合金的电阻率为最小(3.98μΩ·cm),这是合金低温区退火出现有序相变所致。     

退火温度对冷轧Ti-13V-3Al-0.5Cu形状记忆合金组织结构与马氏体相变的影响

使用XRD、TEM、DSC和室温拉伸等分析测试手段,对冷轧后经不同退火温度处理的Ti-13V-3Al-0.5Cu(%,原子分数)合金微观组织结构,马氏体相变行为,力学性能和形状记忆性能进行了研究。经冷轧、退火处理后,合金在室温下的组织主要为α"马氏体相,存在少量残余β母相、α相和Ti₂Cu第二相。随着退火温度的增加,合金形状记忆性能先升高后降低;当退火温度为750℃时,在预应变量为6%的前提下可实现5.3%的可回复应变。其组织结构观察结果表明,经冷轧、退火处理后,合金中α"马氏体形貌由“V”字型自协作组态向择优取向的单一取向马氏体板条转化,界面可动性提升,马氏体临界再取向应力降低,形状记忆性能提高。     

Mg-5Gd-4Y-0. 3Zr 合金组织和力学性能研究

目的研究均匀化、挤压及时效热处理对Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金组织和力学性能的影响。方法制备了Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金铸棒,并进行了均匀化处理和热挤压处理。对不同状态的试样进行了拉伸试验,观察了金相显微组织,采用X射线衍射方法进行了结构分析。结果铸态合金组织主要由α-Mg基体和第二相Mg5(Gd,Y)组成;经过均匀化处理后,合金的第二相发生了完全回溶,合金的力学性能得到了提升;合金经挤压后,组织得到了明显细化,在200℃保温60 h得到了强度的最大值,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为423.0 MPa,335.0 MPa与9.0%。结论Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金既保证了低成本,又具有优良的力学性能,适合推广应用。     

热处理工艺对包套挤压镍微合金化TiAl合金组织与性能的影响

以包套挤压镍微合金化TiAl合金为研究对象,研究了热处理工艺对合金组织和室温、800℃拉伸性能的影响.结果表明,70%变形量包套挤压合金经(α γ)双相区1250℃热处理获得了再结晶完全的双态组织,其中不含有残留的层片结构;挤压合金经(α2 γ)双相区退火处理后,合金室温拉伸屈服强度为535MPa,抗拉强度为650MPa,延伸率为3%;800℃拉伸屈服强度为365MPa,抗拉强度为400MPa,延伸率为156%,这种组织有利于进一步加工成形,使超塑成形成为可能.     

TC6钛合金带阻尼台叶片等温模锻件研制

研究了等温锻造及热处理工艺对TC6钛合金组织和性能的影响,研究结果表明,锻坯加热温度的提高会导致合金中的α相含量减少,延长保温时间对合金中α相含量影响较小;在相变点温度以下45～65℃加热保温并经适当程度的等温锻造变形后,合金中a相含量可以保持在30％以上,并具有良好的力学性能;进行热处理时,冷却速率和热处理温度对合金性能有较大影响;经合适的双重退火处理后,合金具有良好的组织和综合性能.     

退火态激光选区熔化成形AlSi10Mg合金组织与力学性能

AlSi10Mg合金具有高比强度、高耐磨性等优良特点。由于其成分接近共晶点,成形性能良好,被广泛应用于激光选区熔化技术。然而其热处理制度仍然沿用传统铸态合金的热处理规范,影响了其性能的充分发挥。本工作采用激光选区熔化技术制备了AlSi10Mg合金,并研究了沉积态和后续热处理过程中组织演化规律及其对室温力学性能的影响机制。研究发现：沉积态组织由沿沉积方向生长的α-Al柱状枝晶及枝晶间网状Al-Si共晶组成,具有强烈的〈100〉方向织构,沉积层由三部分组成,分别是细晶区、粗晶区及热影响区,抗拉强度389.5 MPa,伸长率4%。退火过程中,共晶Si破碎、球化,基体中过饱和Si不断析出长大。当退火温度从200 ℃提高到500 ℃时,Si颗粒发生Ostwald熟化,平均尺寸增长了23倍。经过300 ℃和500 ℃退火处理后,试样抗拉强度分别为287.0 MPa和268.0 MPa,但伸长率分别提高到10.3%和17.2%。     

超轻Mg-Li-Al系变形镁合金冷轧及热处理后的组织和性能

研究了超轻变形镁合金Mg (5% ~ 22%)Li 2%Al冷轧性能,热处理特性以及机械性能。合金的密度为1.206~1.642g/cm3。在室温条件下β相合金(16%和22%(质量分数)Li)具有非常良好的延展性,压下极限可达到90%以上。研究了Mg Li Al 系变形镁合金铸锭经不同温度、时间均匀化退火后的组织性能。对均匀化后的合金锭进行了冷轧,轧后板材在不同温度下进行了退火,研究其再结晶行为及组织性能。结果表明, Mg 9Li 2Al 2Ca合金在573K温度均匀化退火12h后合金铸锭组织均匀,有利于冷轧开坯变形;而对于Mg 9Li 2Al 合金, 523K 温度均匀化退火24h后组织较好。冷轧合金板材在573K温度退火1h 可发生完全再结晶,生成细小均匀的等轴晶组织。     

退火处理对搅拌摩擦加工LZ91双相镁锂合金微观组织及力学性能的影响

LZ91双相镁锂合金可通过搅拌摩擦加工方式实现组织细化及双相均匀化,搅拌摩擦加工中材料前进侧和后退侧流动性差异使两侧组织特征区别较大,力学性能不稳定。本研究采用光学显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、万能拉伸试验机,研究了退火处理对搅拌摩擦加工LZ91双相镁锂合金搅拌区微观组织及力学性能的影响。结果表明,不同特征的初始变形组织在热处理过程中的组织演变规律不同,双相分布均匀的细晶结构在热处理中稳定长大,前进侧与基体组织突变得到改善,逐渐由弱织构形成c-轴平行于PD方向的基面织构。后退侧团聚成岛状的α细晶在热处理中迅速长大,热稳定性较差。250℃下退火处理30 min后,搅拌摩擦加工LZ91镁锂合金均匀伸长率从5.8%提升至8.8%,拉伸中前进侧收缩率从0.2降低至0.1,应力集中得到有效改善,性能薄弱区域在退火处理前后均为后退侧组织。     

激光增材制造近β钛合金显微组织与力学性能研究

研究了激光沉积打印Ti55511钛合金的显微组织和室温拉伸性能,表征了打印态、热处理态Ti55511合金的晶粒形态及晶体学织构,分析了不同退火热处理温度对激光增材制造钛合金强塑性的影响。结果表明,原始打印态Ti55511钛合金由粗大的β晶粒组成,并且β晶粒以柱状晶和等轴晶两种类型的晶粒交替生长,呈现竹节状形态。在打印态Ti55511组织中,β基体析出的α片层提供了大量的界面,有效阻碍了位错运动,使合金具有高强度和低塑性。580℃退火热处理后,合金的屈服强度、抗拉强度变化不明显,伸长率有一定的提升。进一步提高退火温度至620℃后,合金的屈服强度、抗拉强度降低,但强度值依然大于1 000 MPa,同时伸长率大幅提升。因此,可通过退火热处理调控α晶粒的尺寸和体积分数,以提高合金的强塑性匹配。当应力平行于Z方向时,样品的屈服强度、抗拉强度略低于垂直于Z方向的,而伸长率显著高于应力垂直于Z方向的。     

微量Ag对ZL114A铝合金组织和力学性能的影响

利用万能电子拉伸试验机、光学显微镜、扫描电子显微镜、球差校正场发射透射电子显微镜等研究微量Ag元素对ZL114A铝合金力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着Ag含量的增加,合金的抗拉强度、屈服强度提高,伸长率无明显变化;当Ag含量提高到0.55%(质量分数)时,ZL114A铝合金的峰时效抗拉强度从351MPa提高到369MPa,屈服强度从309MPa提高到328MPa,伸长率从2.36%提高到2.93%。ZL114A合金组织的α-Al枝晶和共晶Si无明显变化;Ag含量的提高,促进了GP区形核质点数量增加,引起了β″数量密度增加。在高角度环形暗场扫描透射(HAADF-STEM)模式下观察到Ag原子分布在β″相中,抑制了Mg原子和Si原子在β″相中扩散,导致β″相尺寸减小。     

2A66铝锂合金板材各向异性研究

采用布氏硬度与拉伸性能测试以及OM,SEM和TEM分析,研究2A66铝锂合金板材力学性能的各向异性随时效时间变化的规律和合金时效状态下的显微组织,并探讨影响各向异性的主要因素。结果表明:165℃峰值时效前,随时效时间的延长,2A66铝锂合金力学性能的各向异性程度逐渐下降,过时效后合金的各向异性有所增强,伸长率的各向异性大于强度各向异性。峰时效(64h)时合金的σ_b,σ_(0.2),δ的IPA值均达到了最低值,分别为3.0%,3.0%,12.2%,此时合金也获得了较好的强塑性结合,轴向σ_b,σ_(0.2),δ分别为526.5,448.9MPa,10.1%。不同热处理状态下,2A66铝锂合金平面各向异性的总体表现为:纵向(0°)和横向(90°)的强度最高,45°方向最低;45°方向试样的伸长率最高,纵向和横向最低。     

热处理对网状结构TiB_W/Ti60复合材料组织与性能的影响

使用大尺寸球形Ti60钛合金粉与细小TiB2粉,通过低能球磨与反应热压烧结,成功制备了增强相呈网状分布的TiB晶须增强Ti60合金基(TiB_W/Ti60)复合材料。对TiB_W/Ti60复合材料进行热处理,以改善其组织结构与力学性能。结果表明:随着固溶温度的升高,TiB_W/Ti60复合材料基体中初生α相(密排六方相)含量减少,相应地转变β组织(α′(马氏体)+残留β相(体心立方相))含量增加,TiB_W/Ti60复合材料的抗拉强度升高,塑性降低;经过1 100℃/1h固溶处理之后,TiB_W/Ti60复合材料的室温抗拉强度为1 470 MPa,延伸率为1.9%。经过时效处理后,转变β组织中的α′相分解成细小α+β相。经过1 100℃/1h固溶+600℃/8h时效处理后TiB_W/Ti60复合材料的硬度达到HV538,抗拉强度达到1 552 MPa,延伸率为1.5%,经过1 000℃/1h固溶+600℃/8h时效处理,其抗拉强度达到1 460 MPa,延伸率为2.2%。     

800MPa级Al-Zn-Mg-Cu系合金

通过采用在线精炼、在线细化、热顶铸造等技术手段,成功在直接水冷半连续铸造设备上制备出了合金化元素总量达20%的Al-Zn-Mg-Cu系合金,打破了7000系铝合金合金化元素总量不高于14%的极限。利用金相显微镜、透射电镜进行微观组织观察,采用差热分析仪测试相转变温度,测试了硬度、拉伸性能并利用扫描电镜进行断口分析。该合金经过挤压、RRA热处理后,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到810.3,799.3MPa和3.4%。通过对单级时效动力学和三级时效动力学进行研究,确定了合金的最佳时效温度为120℃,而时效时间的可选择范围较大。Zn含量高达16.1%的铝合金中主要由未溶第二相和时效析出相η′相共同强化,未发现其他新析出相。     

On the room-temperature tensile deformation behavior of a cast dual-phase high-entropy alloy CrFeCoNiAl0.7

The microstructure and room-temperature tensile deformation behavior of the cast CrFeCoNiAl0.7 high-entropy alloy (HEA) were studied in details.The cast HEA consisted of a dual-phase structure of 77.3 vol.％ face-centered-cubic (FCC) phase plus 22.7 vol.％ B2 phase,and exhibited excellent room-temperature tensile properties with a high yield strength of 876 MPa,ultimate tensile strength of 1198 MPa and a relatively large elongation to fracture of ～9 ％.Dislocations gliding in the FCC phase governed the plastic deformation at the early stage of room-temperature tensile,and disordered dislocations were to form dislocation walls as the deformation proceeded.With further increase in strain to a high level,the stacking faults were generated through the dissociation of the geometrically necessary dislocations,serving as the potential heterogeneous nucleation sites for the deformation twins.     

热处理对TC11钛合金室温力学性能的影响

通过光学显微镜、拉伸性能和冲击性能测试仪,研究TC11钛合金经过不同热处理后的显微组织和力学性能。结果表明,280 mm棒材坯料边缘部位室温性能波动与热变形过程中的摩擦力和温降有关;当固溶温度由940℃提高到970℃时,室温强度和塑性均出现了明显的下降,强度下降约50 MPa,延伸率的相对值下降约为8%;固溶温度由970℃升高到980℃时,强度提高约30 MPa,延伸率和断面收缩率均有所提高;时效时间对TC11钛合金室温拉伸性能影响不显著,但对室温冲击性能影响显著,当时效时间由4 h增加到8 h时,显微组织发生了明显的球化,长条状的初生α相数量显著降低,初生α相和次生α相均有所长大,导致冲击性能显著增强,提高了30.4~33.6 J,但室温拉伸强度和塑性变化不大。     

Effect of forced-air cooling on the microstructure and age-hardening response of extruded Mg-Gd-Y-Zn-Zr alloy full with LPSO lamella

The homogenized Mg-8.2Gd-3.8Y-1.0Zn-0.4 Zr (wt.％) alloy full of plate-shaped long period stacking ordered (LPSO) phases was hot extruded in the atmosphere and cooled by the forced-air,then the effect of forced-air cooling on the microstructure and age-hardening response of the alloy was investigated in this work.The results show that in comparison with the extruded sample cooling in the atmosphere,the forced-air cooling restricts dynamic recrystallization (DRX) and brings about finer dynamic recrystallized (DRXed) grain size,stronger basal texture and higher dislocation density.Furthermore,the forced-air cooling promotes the dynamic precipitation in the DRXed regions and facilitates formation of plate-shaped LPSO phases and γ'phases with smaller interspacing in the unrecrystallized (unDRXed) regions,then slightly restricts the precipitation of β'phases during aging.After peak-ageing treatment,the extruded sample with forced-air cooling shows superior tensile properties with a tensile yield strength of 439 MPa,an ultimate tensile strength of 493 MPa,and elongation to failure of 18.6 ％.     

固溶温度对Mg-2Gd-2Zn轧制板材显微组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、EDS、XRD、显微硬度计和力学试验机研究了400℃、430℃、460℃、490℃和520℃不同固溶温度对轧制态Mg-2Gd-2Zn合金板材组织结构和力学性能的影响。结果表明,当温度不高于490℃时,晶粒尺寸随固溶温度升高几乎呈线性增长趋势。第二相颗粒也随固溶温度升高总体呈减少趋势。但在490℃固溶温度下,第二相反而增加,且呈细小弥散分布。此时显微硬度达最大值,为77.88HV,固溶时效强化效果显著。XRD分析结果表明,当固溶温度从430℃升高到490℃时,第二相主要由MgZn_2和GdZn_5的初生相转变为MgZn_2和GdZn的沉淀相。490℃固溶处理下合金板材沿RD、TD和45°方向的抗拉强度均达到最大值,分别为262 MPa、244 MPa和254 MPa;断裂伸长率略有降低,分别为34%、31%和39%,但塑性各向异性降低。     

Al-7Sn-1.1Ni-Cu-0.2Ti轴承合金微观组织与力学性能

采用扫描电镜、能谱分析、金相显微镜与WDW-100KN万能拉伸试验机研究Al-7Sn-1.1Ni-Cu-0.2Ti轴承合金的微观组织与力学性能,结合盘-销式摩擦磨损试验机考察合金不同组织状态的润滑性能。结果表明:Al-7Sn-1.1Ni-Cu-0.2Ti合金凝固收缩率为1.13%,铸态抗拉强度、屈服强度、伸长率与布氏硬度分别为191,147MPa,15.6%与34.6HBS,随着低温时效与退火热处理过程的进行,抗拉强度略有上升,屈服强度保持不变,伸长率与布氏硬度均呈现出先上升后下降的变化趋势;沿晶界分布的共晶Sn相形貌受界面张力作用逐步由板片状与骨骼状转变为层片状与短棒状,部分吸热脱溶析出在晶界处形成空腔结构,初生α-Al基体平均晶粒尺寸为182μm。与铸态和340℃退火6h相比,经175℃时效10h后,摩擦因数降低了28.6%与78.6%,体积磨损量减少了157.1%与471.4%,断口形貌以沿晶断裂与韧窝断裂为主。     

800 MPa级超高强度铝合金的时效析出行为

采用硬度、电导率、室温拉伸测试方法,研究110~140℃范围内时效不同时间后新型铝合金性能的变化。利用透射显微镜(TEM)观察合金的组织形貌特征。结果表明:该新型铝合金最佳的时效工艺为110℃保温24 h,此条件下合金的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为808,785 MPa与6.9%。时效温度是影响合金析出相种类、密度和尺寸的主要因素。在110℃时效时,合金主要的析出相是GPⅠ区、GPⅡ区和亚稳η′相。110℃时长时间(直至96 h)时效后,GPⅠ区和GPⅡ区仍能稳定存在。与110℃时效相比,在140℃时效时,析出过程加速。当140℃时效4 h后,未观察到GP区的存在,主要的析出相为η′相;140℃时效24 h后,主要的析出相为η′相和η相。