Ti-662合金棒材偏析组织的分析和判定

采用便携式超声波探伤仪对Ti-662合金棒材进行探伤,对出现疑似偏析缺陷波的部位进行低倍组织观察,对确定的成分偏析区域再使用金相显微镜进行高倍组织观察,并使用显微硬度仪检测了正常区和偏析区的显微硬度,使用扫描电镜对正常区和偏析区进行SEM和EDS分析。结果表明,偏析区的硬度比正常区硬度偏高,偏析区Al、V、Sn元素含量正常,Cu和Fe元素含量较高,可以判定该偏析组织为由Cu和Fe元素引起的硬偏析,进而验证了超声波探伤可作为对Ti-662合金棒材偏析组织的判断方法。     

变形方式和热处理工艺对Ti-662合金棒材组织和性能的影响

将Ti-662合金铸锭在快锻机和径锻机上经过7火次锻造制备出4,90mm的棒材。研究了2种不同锻造变形方式（轴向反复镦拔和换向反复镦拔）和不同热处理工艺对Ti-662合金棒材组织和性能的影响。结果表明：采用换向反复镦拔锻造获得的Ti-662合金棒材组织均匀无方向性,横向性能较轴向镦拔获得的棒材明显改善,纵、横向性能差别不大;不同的热处理实验对比得出,采用880℃×1h／WC＋600℃×4h／AC固溶加时效处理可使棒材的强度和塑性达到良好匹配,纵、横向力学性能均可满足MIL—T-904标准要求,而且经超声波探伤检测达到AMS2631B中的A1级质量要求。     

Cu对牙科用Ti-10Zr合金组织和耐磨性能的影响

采用WS-4型非自耗电弧炉制备了含Cu的牙科用Ti-10Zr-xCu合金系,通过物相分析、显微组织观察、硬度和磨损性能测试等手段,研究Cu元素对牙科用Ti-10Zr合金组织和耐磨性能的影响。结果表明,该系列合金由α主相和少量的β相组成,随Cu含量的增加,合金中β相比例增大,且细晶强化作用逐渐加强。合金的维氏硬度从230 MPa增加到290 MPa,比Ti-10Zr合金高5%～26%。同时,随Cu含量增加,合金粘着磨损、磨粒磨损作用逐渐减弱,耐磨性显著提高。当铜含量为3%时,合金具有最好的综合力学性能。     

TC17钛合金超大规格棒材的制备

以0级海绵钛、Al-Mo二元中间合金以及适当颗粒度的金属Cr等为原料,经过3次真空自耗电弧炉熔炼得到5 t级TC17钛合金铸锭。铸锭杂质元素含量较小,纯净度良好,合金元素成分的纵横向分布均匀性良好,易偏析元素Cr的纵、横向分布偏差不大于0.35%。铸锭在4 500 t快锻机上经"高低高低"路线的反复镦拔锻造制备成500mm棒材,棒材的低倍组织、显微组织、高温和室温力学性能以及超声波探伤水平等各项技术指标均符合相关技术标准要求,不同部位的组织均匀性、性能一致性良好。     

TA15钛合金真空自耗电弧熔炼过程中的富钛偏析研究

通过超声波探测、显微组织观察、能谱分析及显微硬度测试等一系列表征方法,分析了实际工业生产中TA15钛合金棒材出现的富钛偏析问题。结果显示,富钛偏析区域经抛光腐蚀后呈亮白色,为α单相组织,合金元素较少,硬度低于基体。结合熔炼工艺过程分析发现,由于一次锭起弧熔炼阶段电流较小,熔炼温度较低,部分中间合金提前熔化,少量海绵钛颗粒未熔化就掉入熔池,产生富钛偏析。并且由于二次熔炼时富钛偏析处于炉内焊接部位,重熔并不能将其完全消除。通过减少或取消铸锭炉内焊接,以及对需要焊接的半成品铸锭底部进行车削处理,能够减少钛合金中的富钛偏析。     

Fe元素对Ti-45Al合金铸态组织及硬度的影响

利用非自耗真空电弧熔炼炉获得了Ti-45Al-xFe合金钮扣锭,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和洛氏硬度仪研究了Fe含量的变化对Ti-45Al-xFe合金铸态组织及硬度的影响规律。结果表明:随着Fe含量的增加,Ti-45Al-xFe合金的显微组织演化过程依次经历了如下阶段:具有四重对称的树枝晶→具有四重对称的树枝晶+枝晶间较小的γ相+少量的B2相→具有六重对称的树枝晶+板条状的γ相+大量的B2相,而且在Ti-45Al-xFe合金中B2相的析出量也随之增加。另外,随着Fe含量的增加,Ti-45Al-xFe合金中的凝固初生相由β相向α相演化。通过对Ti-45Al-xFe合金进行硬度试验发现,其硬度拟合曲线呈现先降低后增加的变化趋势。这主要是由于Ti-45Al-xFe合金中B2相的大量析出及其显微组织形态的变化所致,当Fe含量大于5%(原子分数)时,Ti-45Al-xFe合金的显微组织中的B2相的形态发生了明显的变化,并且该B2相的内部呈现蜂窝形状。因此,由于该B2相的组织形态导致了Ti-45Al-xFe合金的硬度值增加。     

热处理对Ti—13Nb—13Zr合金显微组织的影响

Ti- 1 3Nb- 1 3Zr合金具有低模量、高生物相容性、耐蚀、抗磨等特性。经 7次非自耗电弧熔炼制备了 Ti- 1 3Nb- 1 3Zr合金的饼坯 ,化学成分如表 1所示。表 1　 Ti- 13Nb- 13Zr合金饼材的化学成分元素 O N C Fe Zr Nb Ti含量 /% 0 .130 .0 0 70 .0 180 .0 813.713.6余量　　该合金的 β转变温度是 375℃ ,将饼坯在 6 80℃ ,α+ β相区热轧成 4 mm厚板 ,切取试样 ,然后进行热处理。采用光学显微镜、扫描电镜和 X射线衍射等观察了组织 ,并测定了显微硬度。不同热处理条件下 Ti- 1 3Nb- 1 3Zr合金的相组成、晶格常数、显微硬度见表 2。X…     

Cu含量对(Ti-8Si)-xCu合金摩擦磨损性能的影响

用Ti,Si和Cu等单质粉末为原料,用粉末冶金法制备(Ti-8Si)-x Cu合金(x为质量分数,%。x=0,5,10和20),通过硬度测试、室温干滑动摩擦试验以及对摩擦表面形貌及元素组成的观察与分析,研究Cu含量对Ti-8Si合金硬度与室温摩擦磨损性能的影响。结果表明:添加Cu元素可提高Ti-8Si合金的硬度,其中(Ti-8Si)-5Cu合金的硬度最大,HV达到1 434.4,比Ti-8Si合金硬度(1 021.5)提高40.4%,而(Ti-8Si)-10Cu与(Ti-8Si)-20Cu合金的表面硬度相近,HV分别为1 180.9和1 171.9。添加Cu使合金的摩擦因数从0.36提高至0.60左右,但添加适量的Cu能明显提高合金耐磨性能,其中95(Ti-8Si)-5Cu合金的体积磨损量(0.014 3 mm~3)约为Ti-8Si合金体积磨损量(0.026 2 mm~3)的一半;(Ti-8Si)-10Cu合金的磨损量比Ti-8Si合金降低13.7%;而(Ti-8Si)-20Cu合金的磨损量急剧增加至Ti-8Si合金磨损量的2.5倍。95(Ti-8Si)-5Cu合金的磨损形式以磨粒磨损和粘着磨损为主,伴随轻微的氧化磨损,其它3种合金主要是疲劳磨损和氧化磨损,辅以一定程度的磨粒磨损与粘着磨损。     

7075铝合金棒材探伤不合格的原因分析及预防措施

通过显微组织、扫描电镜观察及能谱分析等手段,分析了7075铝合金棒材探伤不合格的产生原因,结果表明:铸锭中存在粗大金属化合物聚集,挤压变形时由于粗大的金属间化合物破碎产生微裂纹破坏了金属的连续性,导致探伤不合格。能谱分析结果确认粗大化合物为Al-Cr相,并从形成机理上对粗大金属化合物的成因进行了分析,从合金元素含量、熔铸温度、中间合金的使用等方面提出了解决措施。     

GH2132合金混晶条带组织分析及其对力学性能影响

 混晶条带是影响GH2132合金组织及性能稳定性的重要因素,因此针对合金冷拉棒材出现的混晶条带缺陷进行了试验研究。利用金相、EPMA、EBSD和TEM手段,结合热力学平衡相图与硬度测试,揭示了混晶条带的主要成因,并分析了其内部微观组织状态及混晶组织对显微硬度的影响。结果表明,混晶条带组织中细晶区晶粒尺寸普遍小于10 μm,粗晶区晶粒最大可超过60 μm,而元素偏析与冷拉变形是造成晶粒大小差异并形成混晶条带的原因。合金铸态组织中Ti、Mo、C、B元素均表现出正偏析,其中C、Ti元素的偏析程度较高,能够在枝晶间析出MC与M₃B₂相,并最终遗传至奥氏体晶界;晶界溶质富集不仅起到钉扎作用,阻止再结晶过程晶粒长大,还能够通过溶质拖拽作用降低晶界的迁移速率而阻碍晶界变形,最终溶质富集区域形成细晶区、贫化区域形成粗晶区,并沿合金棒材组织冷拉方向表现出混晶条带。另外,在冷拉变形过程中,由于晶体取向不一,在受同样拉拔力条件下晶粒变形的实际应变并不一致,这也会加剧混晶现象。微观组织观察显示冷变形后细晶区与粗晶区相比形变更为均匀,组织内平均位错密度更高,混晶区域内存在退火孪晶与形变孪晶,但细晶区孪晶密度更高。最终混晶区存在的晶界数量不同、位错密度变化、孪晶分布的梯度组织,导致细晶区显微硬度明显高于粗晶区的硬度梯度。     

熔炼工艺对Ti-1023合金中Fe的均匀性影响

根据凝固理论论述了 Ti-1023合金中的宏观及微观 Fe 元素偏析存在的原因,对铸锭生产中熔化电流、熔化速度提出切实可行的工艺方案,有效地改善 Ti-1023合金的熔炼偏析。     

大规格钼合金径向锻造中心裂纹成因分析及改进措施

通过金相组织观察、化学成分分析、断口形貌观察、显微硬度测试、有限元模拟等方法对大规格径向锻造钼合金棒材的周期性中心裂纹进行分析。结果表明,棒材中心存在轻微的成分偏析,严重的不均匀变形是棒材在锻造过程中产生中心裂纹的主要原因。通过提高原料纯净度、均匀化退火以及增加回火温度和时间,可在一定程度上防止大规格钼合金棒材在加工过程中产生严重的中心裂纹。     

GH3030合金φ550mm电渣锭型锻造大型棒材产品评价

通过对GH3030合金大型棒材产品的成分均匀性、冶金质量、宏观组织、显微组织的检测、分析和讨论，得出：GH3030舍金0550mm电渣锭型锻造大型棒材产品成分均匀性良好，无宏观成分偏析；较锭型扩大前纯洁度得到了进一步提高，纯洁度较好，冶金质量较高；局部存在大晶粒，但能满足GH3030合金大型棒材探伤要求的评价。     

铸态ZA45Si3Cu合金显微组织与性能研究

制备Al含量为45%的ZA45Si3Cu合金,以传统ZA27合金为参照对象,研究其显微组织和性能,结果表明,合金中Al含量由27%增加到45%,初生α相数量增加且细化,成分偏析现象减弱,合金固溶强化作用增强;Si元素的加入,形成高硬度硅相,凸起的高硬度硅相起支撑、骨架的作用,合金的硬度得到大幅度提高。     

连铸Ag-28Cu-0.75Ni合金相组成、组织及性能

采用连续铸造技术制备Ag-28Cu-0.75Ni(%,原子分数)合金棒材,真空退火后进行冷拉拔加工,分别采用X射线衍射(XRD)、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对合金的物相、铸态、加工态和断口组织进行表征,并对导电率、硬度、强度和延伸率进行测试。结果表明:Ag-28Cu-0.75Ni的显微组织为:以Ag,Ni为溶质的Cu相固溶体,以Cu为溶质的Ag相固溶体和共晶(Ag+Cu)结构;其连铸态微观结构为典型的表面细晶区、柱状晶区和中心等轴层片状晶区三区结构,铸锭中散落着形貌清晰、形态规整的枝晶,枝晶偏析以及中心等轴区的边界偏析造成易腐蚀的低熔点区域。同时,材料本身加工态横截面晶粒细化、组织均匀,纵截面晶粒由点块状变为纤维状,发生择优取向形成形变织构。随真应变的增加,强度、硬度随之增加,而导电率、延伸率下降。     

连铸铅黄铜棒锯切伤锯的原因分析及预防措施

针对连铸HPb58-2铅黄铜棒材锯切时易损伤锯片的问题,通过对锯切正常样和不良样的化学成分、金相组织、扫描电镜及能谱分析,认为导致伤锯的主要原因是杂质元素Al和Fe的含量偏高,Al使得合金基体硬度提高,Fe和Si、Cr等高熔点物质形成硬质相,加快了锯片的磨损。通过原料分选后再投炉,并控制合金杂质元素含量:Al≤0.4%、Fe≤0.4%的措施,可有效避免问题的出现。     

低合金高强度钢板超声波探伤不合缺陷分析

统计分析了连铸坯低倍结果与低合金高强度钢板探伤合格率的关系,并对出现超声波探伤不合钢板取样,采用金相观察、扫描电镜观察、Z向拉伸试验、显微硬度测定等实验手段进行研究。结果表明:连铸坯内部缺陷以及钢板中心微裂纹是造成探伤不合的主要原因,控制连铸坯中心偏析、疏松、裂纹等缺陷是提高钢板探伤合格率的关键。     

快速凝固Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金的显微组织和析出过程

利用X射线衍射、DSC、透射电镜和能谱分析研究了快速凝固Al 4Cu Mg 3Fe 4Ni (质量分数 )合金急冷态和退火态的显微组织 ,同时测定了该合金的显微硬度。结果表明 :快凝合金急冷态组织为过饱和α Al基固溶体和Al3 Ni相 ;当快凝合金经 4 0 0℃× 1h处理后 ,有少量S相 (CuMgAl2 )析出 ;快凝合金经 4 0 0℃× 9h处理后 ,出现了FeNiAl9弥散相 ;在合金组织中未见Al Cu Fe和Al Cu Ni相。随时效时间的增加 ,快凝合金的显微硬度不断增加 ,达到峰值后硬度缓慢下降 ,之后随FeNiAl9析出硬度又重新增加。     

合金元素Ni对Fe-Cu合金析出过程的影响

以添加Ni前后的Fe-Cu合金和Fe-Cu-Ni合金为研究对象,采用金相显微镜(OM)观察了Fe-Cu合金与Fe-Cu-Ni合金时效过程中的显微组织形貌变化,借助硬度测试分析了两种合金在等温时效过程中的硬度变化规律,并利用透射电子显微技术(TEM)进行了两种合金的析出相精细结构观察与衍射分析,在此基础上,通过实验与理论分析相结合的方法,探索了Ni元素的添加对含铜钢的显微组织、硬度及析出相形貌、尺寸的影响。显微形貌及硬度测试显示,Ni元素的加入提高了钢的淬透性,从而促进了淬火马氏体的形成,合金的强化效果显著增强,硬度与不添加Ni元素的实验钢相比有明显提高;析出相观察发现,含铜钢中Ni元素的加入加快了形核的进程,提高了析出相颗粒的形核的速率,促进富Cu相的析出,从而细化了析出相的尺寸;透射电子衍射分析表明,Cu在时效过程中会发生结构演化,逐渐形成了bcc结构的富Cu亚稳相。     

锻造工艺对GH2909合金大规格棒材组织与性能的影响

对GH2909合金φ508mm真空电弧重熔锭采用不同的锻造工艺,经材上取样观察显微组织,检测室温、高温性能,棒材车光后超声波探伤检测,分析得出：4500吨快锻压机整支拔长＋两端打钳口＋中切分段＋采用漏盘分别两镦两拔＋1800吨一火精锻机成材,可使GH2909合金大规格棒材组织均匀细小;进而获得满足标准指标要求的良好的综合性能。