退火及深冷处理对SLM成形ZL114A合金组织及性能的影响

以选区激光烧结(SLM)成形ZL114A合金为研究对象,进行了SLM成形ZL114A合金的退火和深冷处理工艺试验,主要研究了退火温度和深冷保温时间对SLM成形ZL114A合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,230℃×2h退火处理后,SLM成形ZL114A合金的伸长率提高了18.0%,抗拉强度下降了2.9%;300℃×2h退火处理导致合金的抗拉强度和伸长率下降了28.2%和22.3%;合金退火态的微观组织表现为α-Al与Si相交界处存在大量的孔洞。而深冷处理(-196℃)对SLM成形ZL114A合金的力学性能有明显改善,其中深冷保温36h对力学性能提升效果最佳,相较沉积态,其抗拉强度提高了18.9%,伸长率提高了23.0%;其深冷态的共晶Si在基体中分散更均匀,并转为棒状结构,使合金的塑性得到明显提高。     

热处理对激光选区熔化AlSi7Mg合金微观组织和拉伸性能的影响

采用退火和固溶时效两种热处理方法对激光选区熔化(SLM)技术成形Al Si7Mg合金沉积态试样进行热处理试验,对热处理试样微观组织、拉伸性能和断口形貌进行分析。结果表明:沉积态试样微观组织主要由网状Si相和α-Al基体组成。经350℃/3 h/空冷(AC)退火后,在Al基体中形成尺寸约0.5μm的颗粒状Si析出相,横向试样抗拉强度和屈服强度由沉积态的435.78 MPa和299.23 MPa分别下降到210.35 MPa和152.01 MPa,伸长率由14.36%增加到30.83%。经535℃/3 h/水淬(WQ)+150℃/6 h/AC固溶/时效处理后,在Al基体中形成尺寸约2～3μm的颗粒状Si析出相,横向试样抗拉强度和屈服强度分别下降到349.27 MPa和309.67 MPa,伸长率增加到17.12%。本试验条件下,采用535℃/3 h/WQ+150℃/6 h/AC固溶时效热处理方法可获得较好的抗拉强度和伸长率匹配度。     

热处理对激光选区熔化AlSi7Mg合金显微硬度的影响

研究了激光选区熔化(SLM)成形Al Si7Mg合金沉积态、不同退火态(250℃/3 h、300℃/3 h、350℃/3 h)及不同固溶/时效态(520℃/3 h/水淬(WQ)+150℃/6 h、535℃/3 h/WQ+150℃/6 h、550℃/3 h/WQ+150℃/6 h)的微观组织和显微硬度。结果表明:沉积态微观组织主要由网状Si相和α-Al基体组成,显微硬度达到(110.52±5.91)HV。随着退火温度的升高,网状微观组织逐渐消失,显微硬度降低,350℃/3 h退火态的显微硬度降低至(74.32±1.35)HV。固溶/时效态网状微观组织消失,颗粒状Si析出相分布在Al基体中。随着固溶温度的升高,微观组织中Si颗粒的尺寸变大,显微硬度增加,550℃/3 h/WQ+150℃/6 h固溶/时效态的显微硬度可达(129.18±3.21)HV。随着退火温度固溶温度的升高,热处理态微观组织比沉积态更加均匀,显微硬度值离散程度降低。     

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%.     

去应力退火SLM成形Inconel 738合金组织和性能演变

由于选区激光熔化(SLM) 制备Inconel 738合金过程中快速熔化凝固的特点，成形合金中存在较高的残余应力，影响合金的服役。本文主要研究了不同退火温度 (700 ~900 ℃)下保温24 h后合金中残余应力、析出相行为、组织和性能演变。结果表明：退火过程中，组织演变机制为静态回复，发生位错迁移和晶界类型转变；形成的短棒状γ"相(240~440 nm)和球状γ"相(50~250 nm)；晶界碳化物分布由点状向连续状转变，类型由MC向M23C6转变；800 ℃退火后，残余应力由380.94 MPa(沉积态)下降至-66.7 MPa，残余应力得到释放；随着退火温度升高，硬度和抗拉强度先增大后减小，延伸率先减小后增加，800 ℃退火后，合金具有最高的硬度、抗拉强度 (581.2 HV、1330 MPa)为铸造性能(410 HV、945 MPa)的1.42倍、1.41倍。     

时效制度对新型Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用X射线衍射、金相和扫描电镜等手段,结合力学性能检测和电导率测定,研究了单级时效和双级时效处理对铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和综合性能的影响。结果表明:随时效温度的升高和时效时间的延长,晶粒尺寸缓慢增大,电导率逐渐增加。铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金最佳的单级时效工艺为135 ℃×12 h,此时合金的硬度为231.8 HV0.2、抗拉强度为568 MPa、伸长率为2.8%、电导率为33.7%IACS;最佳的第二级时效制度为155 ℃×4 h,此时合金的硬度为216.9 HV0.2、抗拉强度为558.7 MPa、伸长率为4.1%、电导率为35.2%IACS。     

热处理工艺对Zn-22Al基合金挤压管显微组织和力学性能的影响

研究了不同热处理工艺下,Zn-22Al基合金挤压管材的显微组织和室温力学性能。结果表明,挤压管在室温下为α+η两相组织,超塑性处理后呈现细小等轴晶,晶粒内部存在具有一定取向的小颗粒。200℃保温9 h退火处理后,挤压管材硬度为62.52HV0.05,伸长率为27.20%,抗拉强度为233 MPa。320℃×6 h淬火+250℃×0.5 h回火处理后,挤压管材硬度为41.03 HV0.05,伸长率达到139.47%,抗拉强度为98 MPa。     

选区激光熔化专用AlSiMg合金成分设计及力学性能

应用"团簇+连接原子"模型,基于合金液-固局域结构相容性和金属选区激光熔化(SLM)工艺熔体急冷的技术特性,设计高Mg含量SLM专用AlSiMg1.5合金新成分,系统研究时效温度和时间对SLM成形AlSiMg1.5合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,通过调整工艺参数,可获得近乎全致密的SLM成形样品。当时效温度为300℃时,随着时效时间的延长,SLM成形样品岛状富Al组织中过固溶Si逐渐析出长大,网格状富Si组织逐渐分解球化,样品的硬度和压缩屈服强度逐渐降低,塑性明显增加。当时效温度为150℃时,不同时效时间下SLM成形样品的显微组织没有发生明显变化,但硬度和屈服强度随时效时间的延长先增大后略有降低。SLM成形AlSiMg1.5样品经150℃时效处理后的最大显微硬度和压缩屈服强度分别为(169±1) HV和(453±4) MPa,样品延伸率超过25%。本工作设计获得了成形性和力学性能优异的SLM专用铝合金新成分Al91.0Si7.5Mg1.5(质量分数,%)。     

热处理对选区激光熔化马氏体时效钢组织和性能的影响

用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术成型马氏体时效钢,通过正交试验优化热处理工艺,对SLM成型试样以及不同热处理后的试样进行组织和力学性能分析。结果表明:粉末以及SLM成型试样主要由马氏体以及少量的奥氏体组成,试样经过热处理后主要由针状马氏体组成。维氏硬度和拉伸试验结果表明:SLM成型试样的硬度约357 HV0.2,抗拉强度为1165 MPa,伸长率达12.4%,断口形貌表现为细小蜂窝状的韧窝,断裂形式为穿晶韧性断裂;试样经过880℃/100 min固溶处理和480℃/2 h时效处理后,硬度提高到557 HV0.2,提高了56%,抗拉强度增加到2060 MPa,增加了77%,而伸长率达到5%,断口形貌表现出明显的韧窝和第二相粒子,断裂形式为韧性断裂。热处理过程中4个因素对拉伸性能影响的顺序依次为:时效温度固溶时间时效时间固溶温度。     

退火处理对3D打印CoCrFeMnNi高熵合金组织和性能的影响

采用选区激光熔化(SLM)工艺制备了等原子比CoCrFeMnNi高熵合金,并对试验合金分别进行了650 ℃×1 h和900 ℃×1 h的退火处理。结合微观组织分析、拉伸性能分析和断裂特征分析,研究了退火工艺对SLM制备的CoCrFeMnNi高熵合金组织和力学性能的影响。结果表明:打印态试样屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为672 MPa、751 MPa和34.3%。650 ℃×1 h退火处理后,屈服强度、抗拉强度和伸长率略微降低,分别为583 MPa、718 MPa和33.5%。900 ℃×1 h退火处理后屈服强度和抗拉强度分别降低至494 MPa和707 MPa,伸长率提高至46.6%。断口呈典型的韧窝特征,变形机制均为纳米孪生。     

喷射成形A356铝合金组织及力学性能的研究

采用自行开发的控制往复喷射成形专利技术,以产业化规模制备了铝合金锭坯,研究了对传统铸造A356铝合金的组织及其力学性能的影响.结果表明:喷射成形态合金组织均匀,致密度达到95.8%;挤压态合金中均匀分布大量细小Si颗粒;固溶温度为540℃,时效温度为160℃,时效10 h时硬度达到峰值,继续延长时效时间对硬度值影响甚微;经过固溶时效处理的A356铝合金常温抗拉强度σb=337 MPa,屈服强度σ0.2=281 MPa,伸长率δ5=18.3%,分别提高21.2%,35.7%,205%.     

热处理对SLM成形15-5PH不锈钢组织和力学性能的影响

分别对激光选区熔化(SLM)成形的15-5PH不锈钢试样进行620℃×4 h时效处理和1030℃×1 h固溶+550℃×4 h时效处理，比较不同状态SLM成形15-5PH不锈钢试样的微观组织及力学性能。结果表明，相对于SLM成形态试样，当不同热处理试样抗拉强度相当时，时效态试样显微组织主要为细小的树枝状晶粒，为马氏体、片状珠光体和铁素体的混合组织；固溶+时效态试样的显微组织主要由回火马氏体+铁素体+部分逆转变奥氏体组成，晶粒内部的树枝状结构基本消失，晶粒长大。与时效态相比，固溶+时效态试样的屈服强度、屈强比分别提高了33%、32%;冲击吸收能量、断后伸长率及断面收缩率分别降低了72.0%、35.5%、18.7%。     

时效温度对SLM成型的AlSi7Mg微观组织与力学性能的影响

使用SEM、DTA、XRD分析了激光选区熔化成型AlSi7Mg的共晶组织随时效温度升高的演化过程,对在120～280℃时效6 h的试样进行了9次拉伸实验。结果表明,微观组织的变化过程引起力学性能的变化。共晶硅组织从网状逐渐变化为颗粒状,非平衡态Mg_2Si相逐渐析出且向平衡态转变。低于180℃时效,网状的共晶硅组织不发生明显分解,Mg_2Si相弥散析出,AlSi7Mg的强度显著增加;高于180℃时效,网状共晶硅组织显著分解,材料的强度降低。在170℃时效6 h,SLM成型的AlSi7Mg的抗拉强度超过440 MPa。     

时效处理对高锌7075铝合金力学性能的影响

通过力学性能指标对比及断口组织扫描,研究了不同时效工艺对高锌7075合金力学性能的影响。结果表明:与T6处理相比,合金在回归工艺处理后硬度峰值为216. 2 HV,提高不足4%; T6+再时效期间,合金随保温时间的延长抗拉强度迅速下降,伸长率增长缓慢,在20 h时合金抗拉强度峰值为556 MPa,伸长率最高只有4. 2%;回归时效处理(RRA)后的合金综合力学性能优良,最佳RRA工艺为120℃×24 h+220℃×10 min+160℃×20 h,其抗拉强度达到588 MPa,伸长率可达10. 3%。     

热处理温度对新型建筑铝型材性能的影响

使用不同的时效温度和淬火温度对Al-Mg-Si-Mn-In新型建筑铝型材进行了热处理,并对表面硬度和力学性能进行了测试与分析。结果表明:在450℃×0.5h淬火,时效时间6h时,随着时效温度从130℃提高至190℃,新型建筑铝型材的表面硬度、抗拉强度和屈服强度均先提高后下降,断后伸长率先基本不变后下降;在淬火保温时间0.5h,时效170℃×6h时,随淬火温度从400℃提高至500℃,新型建筑铝型材的表面硬度、抗拉强度、屈服强度和断后伸长率均先提高后下降。时效温度优选为170℃、淬火温度优选为450℃。此工艺下,新型建筑铝型材的硬度、抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别达到48HV、273MPa、188MPa、16.4%。     

时效时间对7150铝合金组织和性能的影响

通过维氏硬度测试、电导率测试和拉伸、晶间腐蚀等测试方法,研究了预时效、回归及再时效三个阶段中的时效时间对7150铝合金组织和性能的影响,借助透射电镜观察时效处理各阶段合金的微观组织演变。结果表明:120℃×20 h欠时效作为预时效工艺,比120℃×24 h峰时效的晶内析出相更细小,高温回归时更利于回溶。在190℃短时回归5、15和30 min中,15 min回溶效果最好,硬度最低,再经120℃×24 h再时效后合金抗拉强度Rm、屈服强度RP0.2、伸长率A分别为622 MPa、573 MPa、10.8%,显微硬度为204 HV,力学性能与120℃×24 h单级峰时效时相近。经120℃×20 h+190℃×15 min+120℃×24 h处理后7150铝合金综合性能好,耐晶间腐蚀性能佳。     

Cu-Ni-Si合金加工工艺与性能的研究

Cu-Ni-Si合金是典型的时效硬化铜合金,常用作引线框架材料。熔炼、铸造了一种成分为Cu-2.28Ni-0.67 Si的铜合金铸锭,尺寸为20 mm×80 mm×250 mm,并热轧成7.5 mm厚的板坯;分别在800℃、850℃和900℃进行固溶处理,然后以60%的压缩率冷轧至3 mm厚的薄板,再分别于400℃、450℃和500℃时效1 h、2 h、4 h、6 h、8 h和10 h。研究了合金在不同状态的显微组织、力学性能和电导率。结果表明,经850℃固溶处理、500℃时效8 h的合金综合性能最好:抗拉强度为510 MPa,断后伸长率为19.8%,硬度为165 HV,电导率为30.4%IACS。     

热处理对激光选区熔化成形316L不锈钢组织和力学性能的影响

采用激光选区熔化成形工艺制备了316L不锈钢试样,并对其分别进行了400℃×4 h的退火处理以及1020℃×0.5 h的固溶处理。采用扫描电镜、显微硬度计及电子万能试验机等研究了直接成形态、退火态和固溶态试样的微观组织、拉伸性能、布氏硬度和夏比冲击吸收能量。结果表明:直接成形态试样经400℃×4 h退火后,组织变化不明显,抗拉强度、伸长率、布氏硬度及夏比冲击吸收能量都略有提高;直接成形态经1020℃×0.5 h固溶处理后,熔池搭接边界发生溶解,层层搭接边界消失,抗拉强度、屈服强度、布氏硬度分别降低了8.8%、27.2%、13.7%,伸长率、夏比冲击吸收能量分别提高了43%和25%。与其它两种状态相比,固溶状态下,试样的性能更稳定,强度与韧性的组合较好。     

工艺参数对2124合金蠕变时效成形的影响

对2124铝合金板状试样在185℃,时效5～15 h及试验应力为150～250 MPa条件下,采用RWS50型电子式蠕变松弛试验机进行拉伸蠕变时效成形试验,得到了不同时效时间和试验应力下材料的蠕变应变.通过金相观察、硬度(HV)测试等方法,在185℃×8 h、185℃×12 h,试验应力为200～250 MPa条件下,得到了材料蠕变时效后的金相组织和室温硬度.结果表明,时效时间和试验应力对材料的成形有较大的影响.在185℃×(0～15)h,200 MPa应力条件下,材料的硬度随时效时间的增加而增加.在15 h时,材料达到最大硬度(HV)为136.7.蠕变速率、应变量和晶粒尺寸随时效时间、试验应力的增加而增大.     

形变热处理对Al-Si-Mg铸造合金组织与性能的影响

通过Brinell硬度和拉伸测试以及OM,SEM和TEM的组织观察,研究了形变热处理对Al-12.0%Si-0.2%Mg合金组织与力学性能的影响.结果表明,通过形变热处理可以显著提高试验合金的硬度、强度及伸长率.该合金经500 ℃热挤压、(535±5)℃固溶、160 ℃时效12 h处理后Brinell硬度可达85.7 HBS,抗拉强度为256.3 MPa,伸长率为15.0%.热挤压过程加速共晶Si相发生碎断与球化,细小的Si颗粒分布均匀,结合强化相在时效过程中弥散析出,导致形变热处理条件下合金的强度及伸长率同时提高.SEM和TEM观察显示,合金在热挤压过程中发生了基体Al的再结晶及Si和Mg2Si相的析出.