热处理工艺对GH4151合金冲击性能的影响

采用冲击实验研究了不同温度固溶处理及固溶和双级时效处理对GH4151合金冲击性能的影响，采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等观察了合金经不同工艺处理后的显微组织、析出相和断口形貌。结果表明：对于仅固溶处理的合金，当固溶温度低于1140℃时，其冲击韧性值的变化不大，固溶温度高于1140℃时，冲击韧性值随固溶温度的升高而增加，断裂过程以裂纹的稳定扩展区为主，断口呈韧性断裂。对于固溶时效处理的合金，当固溶温度低于1160℃时，冲击韧性值的变化也比较稳定，固溶温度高于1160℃时，冲击韧性值随固溶温度的升高而降低，断裂过程不存在裂纹的稳定扩展区，断口呈典型的沿晶脆性断裂。这主要是因为当固溶温度低于1140℃时，合金的晶粒尺寸变化不大，而在1140℃以上时晶粒尺寸明显增大；双级时效后，当固溶温度高于1160℃时，晶界上连续或不连续分布的第二相显著降低了合金的冲击韧性。     

固溶时效处理对TC11钛合金组织与 冲击性能的影响

对TC11钛合金进行固溶时效处理,通过光学显微镜、XRD以及冲击性能测试等,研究固溶时效处理后该合金微观组织与冲击性能的关系。结果表明：合金经955℃固溶处理后,组织由α_p相与α″相构成,α_p相形貌以等轴状和长条状为主,经1015℃固溶处理后,组织由α’相与α″相构成,α’相形貌呈细小针状,2组固溶条件下的合金再经时效处理后,组织中均出现β_T,并析出α_s相。合金的冲击韧性值在仅经955℃固溶处理后最大,其最大冲击韧性为22 J/cm²,经时效处理后,2组合金的冲击韧性值均随着时效温度升高而降低。当固溶温度为955℃时,断口形貌呈现韧性断裂特征,经时效处理后,断口形貌中出现二次裂纹。当固溶温度为1015℃时,断口形貌呈现脆性断裂特征,经时效处理后,断口形貌除二次裂纹外,有空洞出现。     

热处理对选区激光熔化成形M2052合金组织性能的影响

目的综合提升选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形M2052锰铜合金的力学性能。方法利用SLM技术成形M2052锰铜合金,并通过固溶、时效及固溶+时效等热处理方法对其成形态组织进行调控。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对合金的显微组织、晶粒形貌、拉伸断口形貌及物相组成进行分析,并通过拉伸性能、冲击性能测试,分别评价SLM成形及热处理后的屈服强度、抗拉强度、延伸率和冲击韧性。结果 SLM成形的M2052合金经过固溶处理后,形成了典型的类孪晶结构;时效处理后的组织和SLM成形态类似,形成了细微的亚孪晶组织;固溶+时效处理后,类孪晶组织粗大。四种状态的显微组织均由单相γ固溶体组成,时效态和固溶+时效态析出了α-Mn相,但时效态析出含量较多。SLM成形态具有较高的抗拉强度σb和屈服强度σp0.2(636 MPa和548 MPa),时效处理能提高合金的σb和σp0.2(707MPa和570MPa),但是冲击韧性和延伸率(5.5J和8.5%)较差;而固溶处理能显著提高合金的冲击韧性和延伸率(23.5 J和22.25%)。综合比较,固溶+时效态试样具有最好的力学性能(冲击韧性为17 J,延伸率为10.8%,σb为503 MPa和σp0.2为322.5 MPa)。断口分析表明,四种状态下均为韧性断裂。结论固溶+时效热处理可以在存在单相γ固溶体条件下析出少量的α-Mn相,综合提升锰铜合金的力学性能。     

固溶工艺对6061铝合金组织和拉伸性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验等方法,研究了固溶处理工艺对6061铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,随固溶时间的延长和固溶温度的升高,合金中可溶第二相粒子逐渐溶解,再结晶增强,晶粒细化,合金拉伸性能升高;进一步延长固溶时间和提高固溶温度,合金晶粒粗化,合金强度下降。热处理后残留粗大第二相粒子的多少和合金晶粒大小是影响合金拉伸性能和断口形貌的主要因素。时效工艺为180 ℃×8 h条件下,6061铝合金的最佳固溶工艺为535 ℃×80 min。     

时效温度对Ti-6Al-4V合金组织性能的影响

Ti-6Al-4V合金经940℃固溶1.5 h后水淬,再经过480～540℃时效8 h,加工成标准试样进行拉伸和双剪试验.分析断口形貌和组织,研究时效温度对组织性能的影响.结果表明,时效温度为520℃时,材料的抗拉强度和抗剪强度达到最高值;拉伸试样断口韧窝呈卵形,韧窝较深,但大小不均;室温组织晶界清晰,片层状结构明显.说明通过适当的时效温度,合理控制初生α相的晶粒尺寸,以及次生α相的形态及片层厚度,对改善材料的综合性能有积极作用.     

焊接热循环对T92钢组织脆化的影响

采用Gleeble—3800热模拟试验机对T92钢进行不同峰值温度的焊接热循环试验,并对试验试样进行室温冲击韧性试验.借助光学显微镜分析其微观组织,用扫描电镜观察其冲击试样断口形貌特征.结果表明,T92钢焊接加热温度在900℃以上易因奥氏体晶粒粗大导致其组织脆化,断口呈现典型的准解理形貌特征,而在900℃以下的焊接加热仍能保持较好的室温冲击韧性,断口呈现均匀细小的韧窝断口特征;T92钢中高含量的强碳、氮化物形成元素高温状态重新固溶后,在奥氏体中的扩散速度滞后于晶界的迁移速度,进而产生过饱和的室温组织是引起组织脆化的直接原因.     

高强钛合金斜轧管材组织性能的研究

研究了高强钛合金TB2斜轧穿孔管材的组织和力学性能,并对拉伸试样断口形貌进行了分析。研究结果表明,TB2合金斜轧穿孔管材晶粒细化,斜轧态为完全β单相组织,时效后为α+β两相的等轴组织;斜轧态和固溶状态塑性指标较高,有利于进一步塑性加工,时效后强度较高;管材拉伸试样断口分析发现,斜轧态和固溶状态表现为布满韧窝的塑性断口,时效后为韧脆混合断口。     

固溶处理对Al-9.8Zn-2.37Mg-2.22Cu-0.12Zr铝合金拉伸性能、微观组织及断口形貌的影响

采用拉伸力学性能测试、金相观察、SEM和EDS等方法研究了固溶温度与时间对Al-9.8Zn-2.37Mg-2.22Cu-0.12Zr铝合金微观组织、拉伸性能及断口形貌的影响.结果表明,固溶时间过短或温度过低,可溶第二相粒子难以充分回溶到基体中去,不利于发挥合金的时效强度潜力;而固溶温度过高或时间过长则易导致试样过烧.能谱分析表明,在固溶处理过程中发生溶解的粒子主要为AlZnMgCu型化合物,而残留的粗大第二相粒子则主要是含Fe化合物.固溶处理后残留的粗大第二相粒子数量和再结晶程度共同影响着拉伸断口形貌.     

固溶处理对Al-9.8Zn-2.37Mg-2.22Cu-0.12Zr铝合金拉伸性能、微观组织及断口形貌的影响

采用拉伸力学性能测试、金相观察、SEM和EDS等方法研究了固溶温度与时间对Al-9.8Zn-2.37Mg-2.22Cu-0.12Zr铝合金微观组织、拉伸性能及断口形貌的影响.结果表明,固溶时间过短或温度过低,可溶第二相粒子难以充分回溶到基体中去,不利于发挥合金的时效强度潜力;而固溶温度过高或时间过长则易导致试样过烧.能谱分析表明,在固溶处理过程中发生溶解的粒子主要为AlZnMgCu型化合物,而残留的粗大第二相粒子则主要是含Fe化合物.固溶处理后残留的粗大第二相粒子数量和再结晶程度共同影响着拉伸断口形貌.     

热处理对Ti12LC低成本钛合金组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对Ti12LC低成本钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:经分段固溶处理后,Ti12LC合金组织中出现大量的板条状次生α相,同时板条状α相的含量随着第二阶段固溶温度的降低而增多,尺寸也相应增大。同时分段固溶+时效的热处理工艺可以明显改善Ti12LC合金的冲击韧性,且当板条状α相含量约为10%时强度和塑韧性的匹配最佳。冲击断口分析表明:与常规热处理工艺相比,经分段固溶+时效处理后的Ti12LC合金,其冲击断口中纤维区和剪切唇所占比例更大,韧窝尺寸更大且深度更深。     

强韧化热处理对TA15钛合金组织和性能的影响

采用光学显微镜,扫描电镜和电子拉伸机等研究了TA15合金经两阶段强韧化退火热处理后的显微组织和性能。结果表明:采取两阶段的热处理工艺后,TA15合金的组织由约20%的初生等轴α,55%的片状α和β转变基体的组织组成;合金具有良好的塑性及较好的室温和高温强度,在975℃×1 h,WQ+850℃×2 h,AC的制度下,TA15合金的室温抗拉强度为1005 MPa,屈服强度为914 MPa,伸长率、冲击韧性分别为13%和72.2 J/cm^2。合金的冲击韧性I与次生片层α厚度t具有较好的线性关系I=26.504t+44.915,冲击断口形貌可以观察到大量的韧窝,表明合金的断裂机制以韧性断裂为主。随着第二重退火温度的升高,次生片层α厚度增加,韧窝逐渐变大,韧性增加。     

6061铝合金环形锻件动态力学性能与失效行为

为了研究6061铝合金环形锻件在冲击载荷下的动态力学性能和失效行为,在室温下分别采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)与冲击摆锤试验机测试其动态压缩力学性能与动态冲击力学性能,并利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对冲击试样进行了组织和断口的显微分析。结果表明:6061铝合金环形锻件在室温、高应变率下具有正应变率强化效应,经过固溶处理、时效处理后,其动态压缩强度逐渐提高,在3300 s^-1应变率下具有最大动态压缩强度,为365 MPa,而其塑性逐渐降低;室温下,6061铝合金环形锻件在固溶处理后具有相对优异的综合冲击性能,其最大冲击功为17.2 J,最大冲击韧性为215.1 k J·m^-2;锻后的冲击断裂为韧性断裂,固溶后的断裂为韧、脆混合断裂,时效后的断裂为脆性断裂。     

The impact fracture behavior of aluminum alloy 2024-T351: Influence of notch severity

In this paper, the interactive influences of notch severity and test temperature on the impact properties and fracture behavior of a Al-Cu-Mg alloy 2024 in the T351 microstructural condition is presented and discussed. Notch angles of 45, 60, 75, and 90° were chosen for a standard Charpy impact test specimen containing two notches. For a given angle of the notch, an increase in dynamic fracture toughness, with test temperature, is most significant for the least severe of the notches, i.e., 45°. At a given test temperature, the impact toughness decreased with an increase in notch severity. An increase in notch severity resulted in Mode I dominated failure at all test temperatures. The influence of localized mixed-mode loading is minimal for the alloy in the T351 microstructural condition. The impact fracture behavior of the alloy is rationalized in light of alloy microstructure, mechanisms governing fracture, and the deformation field ahead of the propagating crack.     

Dynamic fracture toughness of TA15ELI alloy studied by instrumented impact test

The dynamic fracture toughness of TA15ELI alloy with two types of microstructures was studied by instrumented impact test.Charpy specimens with both the 0.2 mm U-notch and the a/W = 0.2 pre-crack were adopted to compare notch sensitivity in the two microstructures.The result shows that the specimen with Widmanst?tten microstructure exhibits a better dynamic fracture toughness and lower notch sensitivity than that with lath-like microstructure.Fracture surfaces in the case of the two microstructures are analyzed to have a ductile and brittle mixed feature under dynamic loading.The fracture surface of lath-like microstructure is composed of dimples and tear ridges,while that of Widmanst?tten microstructure is covered with rough block-like facets and dimples and tear ridges.The α phase boundaries and α/β interfaces act as locations for void nucleation and crack arrest and deviation.The decrease in width of α phase lamellae leads to the increase in the amount of boundaries and interfaces,which causes the increase in the consumption of impact energy and results in the improvement in dynamic fracture toughness.     

Influence of Solution Treatment on Impact Toughness and Microstructure of Cobalt-free Maraging Steel

The influence of different solution temperature on microstructure and impact toughness of cobalt-free maraging steel 00Ni14Cr3Mo3Ti was investigated by SEM and X-Ray diffractometer.The experimental results showed that with the solution temperature variation, the martensite morphology has not changed, is still lath martensite.Undissolved Laves phase hindered the dislocation movement after 750 ℃ solution heat treatment, which result in a very low impact absorbed energy, the impact fracture has no obvious plastic deformation, with bad toughness.With the solution temperature increased, the undissolved phase gradually dissolved, the impact absorbed energy increased gradually.All the Laves phase dissolved when reach to 900 ℃, the impact absorbed energy reaches the maximum, is 61 J.Fracture morphology change from brittle fracture into toughness transgranular fracture with deep dimple. When solution temperature is above 900 ℃, with the solution temperature further increase, austenite grain size increases significantly.Average grain diameter of austenite is about 70 μm after 1050 ℃ solution treatment, the density of precipitates on the grain boundary of maraging steel is increase substantially, deformation compatibility deteriorate, which result in the impact absorbed energy decreased significantly.Fracture type becomes transgranular and quasi-cleavage mixed fracture with the characteristics of the river patterns from ductile transgranular fracture.     

TC18钛合金冲击缺口敏感性研究

用XRD,SEM,TEM等手段对TC18钛合金进行显微组织结构分析。采用仪器化摆锤冲击试验机测试带有不同V型缺口深度TC18钛合金试样的冲击韧性,并得出标准样(0.2cm缺口深度)的冲击过程曲线,用扫描电镜对试样断口进行观察。结果显示TC18钛合金冲击韧性值随缺口深度的减小而增大,有0.2cm深度缺口的标准试样冲击韧性值为20.08J/cm2,即使有0.02cm深度缺口的试样,其冲击韧性(77.92J/cm2)也比无缺口试样低很多,无缺口试样冲击时只发生弯曲而未断裂。     

Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金中α′相和α″相的组织演变与力学性能

对Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金进行固溶时效处理,随后使用光学显微镜、扫描电镜、XRD衍射仪、拉伸试验以及冲击性能试验,分析固溶时效对合金中α′相和α″相的组织演变与力学性能的影响。结果表明,固溶处理后的微观组织中发生初生α相尺寸变小并趋于等轴化,尺寸较小的初生α相发生溶解并消失,其β转变组织变得不明显,经时效后的微观组织中析出大量α_s相,β转变组织更加明显。经固溶处理后,组织均由α+α′+α″相构成,经时效处理后,组织由α相和β相构成。合金经固溶处理后,其抗拉强度为1336 MPa,屈服强度为1070 MPa,断后伸长率为6%,断面收缩率为22%,冲击吸收能量为16 J。经时效处理后,强度随时效温度升高而升高,塑性趋势与之相反,其冲击性能几乎没有变化。合金经固溶处理后的拉伸与冲击断口微观形貌均由韧窝构成,为典型的韧性断裂。经时效处理后,拉伸和冲击断口的微观形貌有明显的高低起伏,随着时效温度的升高,韧窝的尺寸和数量减少,并出现撕裂棱以及空洞,断裂类型有向脆性断裂转变的趋势,但仍以韧性断裂为主。     

多次重复固溶时效处理对TB15钛合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机和扫描电镜等手段研究了多次重复固溶时效处理对TB15钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着固溶时效处理重复次数的增加,TB15钛合金的显微组织发生了较为明显的变化,次生α相合并长大,原始β晶粒晶界增厚;1次固溶时效处理后合金的综合力学性能达到最优,随着固溶时效处理重复次数的增加,合金的强度和断裂韧度均降低,伸长率和断面收缩率也急剧降低,断裂类型从韧性断裂向脆性断裂转变;相同工艺参数的重复固溶时效处理不能实现在不大幅降低强度和断裂韧度的前提下改善该合金的室温塑性。     

航天紧固件用TC4钛合金棒材固溶时效后的组织与性能

对航天用紧固件TC4钛合金棒材进行固溶时效处理,对棒材不同位置进行显微组织观察、硬度和室温拉伸性能检测。结果表明:TC4钛合金棒材经固溶时效后表面至心部的组织与性能受冷却速度的影响呈现显著差异。固溶时效后的显微组织由稳定的等轴α相、弥散的马氏体α′相和亚稳定β相组成,试样端面上因冷却速度相差不大,次生α相的形态和含量没有明显差异;中部截面上边部至心部的次生α相含量逐渐增多,同时次生α相片层厚度逐渐增大并趋于等轴化。端面上不同位置显微硬度值没有明显差异,但中部截面上由边部至心部的显微硬度值呈总体降低趋势,且中部截面上边部的显微硬度值与端面相差不大。试样心部因固溶过程中冷却缓慢,整体试样的室温拉伸性能明显低于去除心部的试样。     

新型高强韧铝锂合金的显微组织和性能

通过室温拉伸试验、热稳定化试验、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)等方法对人工时效状态下新型高强韧铝锂合金厚板室温拉伸性能、热稳定性、断口形貌以及微观组织进行了研究。结果表明,合金进行室温拉伸试验时,厚板T/2厚度位置处的强度和伸长率均高于T/4厚度位置,这是由于板材进行轧制变形时,T/2厚度位置处变形量较大,位错密度更高,后续时效处理时会析出更多的强化相;稳定化时间一定时,随稳定化温度的升高,合金强度先增加,稳定化温度超过175℃后,强度逐渐降低,合金的热稳定性主要取决于稳定化处理后析出相的变化,稳定化温度低于150℃时,T₁相具有较好的耐热性,析出相的尺寸和数量变化较小,稳定化温度进一步升高后,T₁相数量逐渐减少。