Ti-6Al-4Cr（Mo）合金热处理显微组织的研究

本文采用扫描电镜与透射电镜分析研究了Ti-6Al-4Cr和Ti-6Al-4Mo合金固溶和时效过程中显微组织的变化。结果表明：Ti-6Al-4Cr和Ti-6Al-4Mo合金经过相似的两相区固溶处理后,组织差别较大;两种合金经过β相区固溶后再时效,形成典型的魏氏组织,且硬度值较两相区处理的样品有很大提高;两种合金在相同热处理制度下,硬度值变化趋势相似,但前者的硬度值明显大于后者;Ti-6Al-4Cr合金在各种热处理条件下都有富Cr的固溶体区产生,经过1000℃/45min/空冷＋600℃/2h/空冷处理后,有Laves相和界面相析出。     

定向凝固镍基高温合金中μ相析出对室温拉伸性能的影响

20世纪60年代以来，许多高温合金在热暴露或使用过程中析出一些针状脆性σ相，在一些高W、Mo的高温合金中析出μ相，这些相都是拓扑密排结构，称为TCP相。这些相的析出都会降低叶片的持久寿命并降低塑性，因此必须加以避免。     

BT25y高温钛合金固溶处理及热暴露过程中硅化物的析出机制

TEM观察了BT25y高温钛合金硅化物在固溶处理以及热暴露过程中的析出行为,结合Calphad相图计算技术研究了该合金硅化物的析出机制。在经单相区990℃固溶处理后的个别样品和两相区940℃固溶处理后的部分样品中，观察到(Ti,Zr)5 Si3，硅化物颗粒，依据计算，分析这些硅化物可能是由于Si分布不均匀，局部浓度超过0．3％而析出的；在两相区940℃固溶处理后的样品中还观察到平衡析出的(Ti,Zr)6 Si3硅化物颗粒。两种固溶处理后的样品，在700℃热暴露过程中都有大量细颗粒(Ti,Zr)6 Si3硅化物弥散析出。     

添加Mn、Mo、Ti合金元素对激光熔覆WC-FeNiCr复合涂层组织及磁性能的影响

研究了添加Mn、Mo、Ti合金元素对激光熔覆Fe Ni Cr+60%WC复合熔覆涂层微观组织和磁性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS),X射线衍射仪(XRD)对熔覆层进行微观组织、成分及物相分析。利用振动样品磁强计(VSM)对熔覆层的磁性能进行测试。研究结果表明激光熔覆WC-Fe Ni Cr复合涂层与基体具有良好冶金结合,表面无裂纹、气孔等缺陷。Mn、Mo、Ti合金元素的加入,使得复合涂层冶金反应及组织形貌更加复杂,Fe、Ni、Cr元素之间存在相互作用并与WC之间存在互熔扩散,并生成了新的无磁相Ti C,Mo C,Fe-Cr(σ相),Cr0.19Fe0.7Ni0.11,而且Mn、Mo、Ti合金元素的加入使复合涂层相对磁导率显著降低,复合涂层磁性能具有较强的稳定性。     

电气和电子工程用材料科学

TG132.32006020122一种新型镍基合金相的析出规律/崔彤,刘爽,王磊,杨洪才(东北大学材料与冶金学院)//东北大学学报(自然科学版).―2005,26(6).―558～561.采用物相分析和透射电镜(TEM)方法研究了GH4199合金中不同温度长期时效处理条件下相的析出规律。结果表明,合金经长期时效处理后γ′相在700～800℃时析出比较充分,800℃以上开始回溶,γ′相在高温长期时效过程中的长大规律符合Ostwald理论,同时合金中有TCP相的析出。GH4199合金电子空位数为2.31到2.35,比镍基合金中μ相析出的临界电子空位数2.30略大,故当合金在高温下具有足够的热…     

Mo对激光增材制造NiCrSi合金组织和耐磨性的影响

针对核工业阀门材料Deloro40镍基合金耐磨性急需改善的问题，采用激光增材制造技术通过添加不同质量分数的Mo元素，探究Mo元素对Deloro40镍基合金组织和耐磨性的影响。结果表明，Mo元素的添加促进了Mo₂C、Mo₂O和Ni₃Si₂物相的生成。随着Mo元素的增加，晶粒尺寸细化和组织中生成的硬质相Mo₂C使合金硬度得到提高；试样磨损率均呈现先增加后减小的趋势，在摩擦过程中生成的MoO₂起到润滑作用，降低磨损率。当添加5%Mo试样时，在25℃和400℃工况下合金均表现出优异的耐磨性。     

微量Ag对Al-Li-Mg-Zr合金滑移变形的影响

在Al-Li合金中添加适当的合金元素,使之促进沉淀相的析出或改变强化相的分布状态,是改善合金性能的有效方法[1～4],本文在对含Ag和不含Ag的Al-Li-Mg-Zr合金进行微观结构和力学性能测试的基础上,对其滑移变形行为进行了对比分析。实验方法1.实验合金的化学成份(wt.-%):合金A:Ag0.00,Li1.49,Mg4.35,Zr0.12,余Al。合金B:Ag0.47,Li1.63,Mg4.63,Zr0.12,余Al。2.合金铸锭均经均匀化处理(480℃),轧制成2mm厚板材;经520℃/3min固溶处理,水淬:170℃/3,6,12,24h人工时效处理,其中一部分样品在室温下自然时效7200h,制6mm×2mm(宽×厚)样品,扭转…     

不同热处理工艺对Al-3.8Zn-1.6Mg铝合金微结构 与腐蚀行为作用的探讨

本文针对一种经历了三级时效后获得优良力学性能的7N01铝合金,采用慢应变速率拉伸、剥落腐蚀测试,并采用透射电镜系统研究了该合金局部腐蚀行为与微观结构的关系.结果表明,三级时效状态的7N01铝合金,相比直接热处理(T4、T5、T6)的材料,其抗应力腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能均可获得显著提高.透射电镜观察发现:T4状态合金中晶界析出相以细小的GP区以及溶质原子团簇为主,且晶界处元素分布均匀;T5状态合金中晶界析出相粗大,存在晶界无析出带(PFZ),Zn、Mg元素于晶界析出相处富集;T6状态合金中晶界析出相细小且接近连续分布,Zn、Mg元素于晶界析出相处富集;虽然三级时效工艺后Zn、Mg元素也于晶界析出相处富集,但晶界析出相粗大且断续程度加大,形成较宽的耐腐蚀的PFZ,因此有着更好的抗腐蚀性能.     

等离子喷涂-激光熔覆CoCrTaAlY/YSZ热障涂层的抗高温氧化机理及热震性能

采用半导体激光熔覆技术与等离子喷涂相结合的方法,在1Cr13不锈钢基体表面制备了CoCrTaAlY/YSZ热障涂层,然后采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分别对涂层的微观组织、成分分布及物相进行表征。结果表明:YSZ涂层的物相主要由ZrO_2的立方晶相(c-ZrO_2)、正方晶相(t-ZrO_2)及少量单斜相(m-ZrO_2)组成;黏结层具有典型的快速熔凝组织特征,与基体实现了冶金结合。对涂层的抗高温氧化机理、热震性能及其失效行为进行研究后发现:Al_2O_3氧化膜的形成能阻止O元素扩散,使涂层的抗高温氧化性能约为基体的4.1倍(YSZ涂层氧化累积增重仅为0.08 g·cm~(-2));YSZ涂层在900℃下热震20次后开始出现裂纹,且裂纹随热震次数增加逐渐变大,热震30次时试样完全断裂。     

自然时效和Cu含量对AlMgSi（Cu）合金时效硬化行为的影响

利用硬度测试和透射电子显微镜观察,对Cu含量分别为0.0%、0.15%、0.8%（wt.%）的AlMgSi合金进行了较系统地显微组织结构和时效硬化行为研究。热处理状态为固溶淬火后直接180℃人工时效及固溶淬火后自然时效两周再180℃人工时效。结果表明：添加Cu可以抑制自然时效对180℃人工时效硬度峰值的负面作用;与固溶淬火后先自然时效两周再180℃人工时效峰值样品比较,固溶淬火后直接180℃人工时效峰值样品中针状析出相的数量密度较大;含0.15%Cu的合金峰值时效样品中只观察到β″析出相,而含0.8%Cu的合金峰值时效样品中观察到β″和Q″析出相;与不含Cu和含0.15%Cu的合金比较,含0.8%Cu的合金时效峰值出现时间延迟。这种现象与Q″相的析出有关,因为析出Q″相需要额外的时效时间。     

多级时效对Al-Mg-Si(Cu)合金力学性能和显微结构的影响

本文通过透射电镜观察、差示扫描量热分析(DSC)和硬度测试等方法研究了6061铝合金在多级时效处理过程中力学性能和显微结构演变的规律.其中,T6I6热处理为先进行固溶处理,淬火后进行180℃预时效,然后在65℃中断时效,最后在180℃再次时效,120/T6I6热处理则将预时效温度改为120℃.结果表明,T6I6热处理不会明显提高合金的峰值硬度,合金强度与析出相类型、尺寸和分布有关系.120℃预时效后中断时效时继续形成GP区或β″前驱相,而180℃预时效后中断时效对显微结构的影响较小.120/T6I6的中断时效过程析出的主要是尺寸较小的GP区或β″前驱相,它们在再时效阶段不能成为析出相的形核点.T6I6在中断时效前GP区和β″前驱相基本全部析出.T6I6热处理和120/T6I6热处理均没有使峰值硬度明显增加,而且120/T6I6会拖延峰值时间.     

退火对激光熔覆FeCrNiCoMn高熵合金涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆的方法在45#钢基体上制备了表面形貌良好的FeCrNiCoMn高熵合金涂层,为了研究该高熵合金涂层的抗高温软化性能,分别在550℃、700℃、900℃、1000℃、1160℃下对涂层进行了2h的退火实验。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计分别研究了涂层退火前后的微观形貌、相结构及显微硬度的变化。结果表明,熔覆态涂层组织为柱状树枝晶结构,主要由面心立方固溶体(FCC)和少量体心立方固溶体(BCC)构成,其平均显微硬度为540HV0.2。550℃、700℃、900℃退火后涂层的组织长大不明显,900℃退火后涂层BCC固溶体相衍射峰变得非常明显,1000℃和1160℃退火后组织逐渐长大,相转变为单一的FCC结构。合金涂层经过不同温度退火后,显微硬度呈现先增大后减小的趋势,在900℃退火后,涂层硬度最高为665HV0.2,说明该合金涂层在低于900℃时具有良好的抗高温软化性能。     

热暴露对SiC纤维增强Ti基复合材料基体织构的影响

本文利用电子背散射衍射（EBSD）技术,研究了高温热暴露对SiC纤维增强Ti-6A1—4V复合材料基体织构的影响。结果表明,相对于制备态复合材料较为集中的晶粒取向,900℃10h热暴露后的复合材料其晶粒生长的方向既有基面方向,又有棱面方向,同时还存在锥面方向。随着热暴露时间的延长,900℃75h热暴露的复合材料基面方向的生长方式与900℃10h热暴露的复合材料情况恰好相反。另外,无论是基面方向还是棱面方向,随着热暴露时间的延长,晶粒生长的取向均有向单一取向演化的趋势,且锥面方向上的生长会逐渐消失。     

Cu-Cr-Zr合金时效析出相的研究

利用高分辨电子显微镜（HRTEM）及系列欠焦像出射波函数重构技术,探明了在大气环境下,Cu-Cr-Zr合金峰值时效时存在氧化物析出相。研究结果表明：Cu-Cr-Zr合金经950℃×1.5 h固溶处理、450℃时效6 h硬度达峰值;此时样品中除早期的具有花瓣状应变场衬度的共格析出相外,另一类强化相为圆盘状形貌的CuCrO2;该氧化物析出相为三方晶系,空间群为R 3 m（166）,与基体具有特定取向关系：[011]Cu//[010]CuCrO2,（111）Cu//（003）CuCrO2,惯习面为{111}Cu。     

Mg-Al-Zn-Sn合金时效析出的γ相颗粒数密度的测定

Mg-9.0wt.%Al-1.0wt.%Zn-4.0wt.%Sn合金样品在523 K温度下时效后,析出大量γ-Mg17Al12颗粒。利用会聚束电子衍射的方法测量样品的厚度,进而计算γ相颗粒的数密度Nv。结果表明在Mg-9.0wt.%Al-1.0wt.%Zn-0.2wt.%Mn合金中,添加一定量的Sn元素后促进了γ-Mg17Al12相颗粒的析出。     

镍基高温合金激光熔覆涂层组织及性能研究

为了研究高温合金激光熔覆涂层组织演变及力学性能,采用激光熔覆技术在2Cr25Ni20耐热奥氏体不锈钢表面制备镍基NiCrFeMo高温合金涂层。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能量色散光谱仪、显微硬度计等微观分析测试手段对该镍基高温合金涂层的微观组织形貌、物相种类、界面元素分布与偏析、各区域的硬度进行分析。结果表明, 基材与熔覆层结合位置至熔覆层顶部,依次由多种晶粒形态生成;Nb与Mo元素在熔池金属液体对流作用下向基材发生扩散,其它元素基本无扩散;熔覆层存在物相有γ-Ni和Cr₂Fe₁₄C,熔覆层结合位置包含物相Fe₂Ni₃, γ-(Fe, Ni)和Ni_0.9Nb_0.1;基材显微硬度平均值为252HV_0.3左右,熔覆层显微硬度平均值为285HV_0.3左右;经常温拉伸试验,与2Cr25Ni20钢力学性能比较,2Cr25Ni20钢修复件抗拉强度升高,强度增大,断后伸长率明显下降,塑性降低。此研究为后续钢炉转轴修复提供了可行性方案。     

合金元素对Sn-Zn基无铅钎料高温抗氧化性的影响

研究了不同微量合金元素对Sn-Zn基无铅钎料高温抗氧化性的影响。钎料在液态下的表面颜色变化以及热重分析表明,Al、Cr能明显改善Sn-Zn基钎料的抗氧化性能。通过俄歇能谱深度剖析和X射线衍射分析探讨了合金元素的抗氧化机理:Al和Cr在钎料表面或亚表面富集,形成阻挡层,抑制了钎料的氧化。比较了合金元素对Sn-Zn基钎料润湿性能的影响,结果表明Al的加入不利于钎料的铺展。通过实验得出结论:Cr是一种比Al更具有吸引力的Sn-Zn基钎料的高温抗氧化合金元素。     

铜(钛)和铜(铬)自形成阻挡层性能表征

采用直流磁控溅射法分别将Cu (Ti)和Cu (Cr)合金层沉积在SiO2/Si衬底上,随后将制得的样品在真空(2×10-3 Pa)中退火1h,退火温度为300 ～ 700℃.对Cu (Ti)及Cu (Cr)自形成阻挡层进行对比研究,通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)观察并表征样品的微观结构.通过半导体分析仪测试样品的电学性能,并分析了其热稳定性.结果表明,在Cu膜中分别加入少量的Ti或Cr可使Cu沿〈111〉晶向择优取向生长.两种样品交界面处的Cu及Si元素含量迅速下降,表明在交界面处自形成阻挡层,抑制了Cu与Si元素之间的扩散.Cu (Ti) /SiO2/Si和Cu (Cr) /SiO2/Si样品漏电流测试结果表明,Cr自形成的阻挡层具有更好的热稳定性.     

主要合金元素对7000系铝合金铸态和均匀化状态的组织影响

采用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM)结合能谱分析(EDS)研究了主要合金元素对7000系铝合金铸态和均匀化状态组织的影响。结果表明:铸态条件下,含Cu合金存在明显的Cu元素晶界偏析,而不含Cu合金没有明显的偏析现象。对含Cu合金且Zn/Mg>1.5时,合金中的第二相粒子在晶界或者枝晶界上呈断续分布,主要是η(MgZn2)相;Zn/Mg<1.5时,合金中的第二相粒子在晶界或枝晶界上呈连续分布,主要是S(Al2CuMg)相。经过均匀化工艺处理后,前者易溶解,后者难以溶解。无Cu合金中的粗大第二相粒子主要是Al5Mg11Zn4相,均匀化处理易溶。除此之外,均匀化后的合金中总会含有少量的杂质相Al3Fe相或Al7Cu2Fe相。经过系统的分析,绘制了第二相粒子与合金成分之间的关系图。     

激光熔覆CoCrFeMnNiTix高熵合金涂层的微观组织及性能研究

利用激光熔覆技术在45钢表面制备了CoCrFeMnNiTi_x（x为Ti的摩尔比,x=0.25,0.50,0.75,1.00）高熵合金涂层。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、维氏硬度计、电化学工作站和摩擦磨损试验机等分析了Ti元素对CoCrFeMnNiTi_x高熵合金涂层微观组织和性能的影响。结果表明CoCrFeMnNiTi_x高熵合金涂层微观组织是由面心立方（FCC）固溶体相和TiC颗粒相组成的枝晶组织。随着Ti元素增加,TiC颗粒在晶内析出并逐渐增多,在Ti原子固溶引起的晶格畸变和TiC析出的共同影响下,晶格常数先增大后减小。Ti元素的添加引起了涂层的固溶强化和第二相强化,高熵合金涂层的显微硬度逐渐增高至364.5 HV0.3。掺杂Ti元素使高熵合金涂层的腐蚀机制由点蚀转变为晶间腐蚀,随着Ti元素含量增加,涂层活化阶段的晶间腐蚀加剧。涂层的磨损机制随Ti元素的增加由黏着磨损向氧化磨损与磨粒磨损转化,CoCrFeMnNiTi_0.25涂层具有最好的耐蚀性能和耐磨性...