镍铬轴承合金固溶时效态组织特征与力学性能

研究了00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金固溶态和时效态的组织特征及硬度变化规律。结果表明:随着固溶温度的升高,α-Cr相析出数量呈下降趋势,在1 200℃时α-Cr相尺寸最小,面积分数仅为8.45%;高于1 200℃时,α-Cr相尺寸逐渐增大,数量减少。固溶处理后冷却速度越快,α-Cr相析出数量越少,硬度降低;固溶温度在1 190～1 210℃之间以138℃/s进行冷却,经600℃×6 h时效处理后,硬度超过59.7HRC,合金微观组织主要由球状α-Cr相和均匀片层组织及弥散分布其中的纳米级γ′相组成,硬度较为均匀。1 200℃固溶处理以138℃/s进行冷却,经550℃保温6 h后,00Cr40Ni55Al3Ti合金显微组织为球状α-Cr相、片层组织和非片层组织,非片层组织面积分数约为32.21%,片层组织硬度达703HV,非片层组织硬度为249HV;当时效温度为600和650℃时,时效时间在5～7 h范围内,显微组织为均匀分布的片层组织和球状α-Cr相,硬度为676HV～712HV。00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金在1 190～1 210℃之间进行固溶处理后快速冷却(冷却速度大于138℃/s),经600℃时效处理6 h后,洛氏硬度可达到60HRC以上。     

α-Cr相对新型奥氏体合金热处理组织及性能的影响

 对新型奥氏体轴承材料GNiCr40Al3Ti进行固溶-时效处理,采用扫描电镜、金相显微镜和洛氏硬度计等分析手段,研究了固溶温度对其组织和性能的影响。结果表明,固溶温度越高,残留的α-Cr相粒子也越少,固溶效果越好,晶粒尺寸增加,固溶硬度下降。固溶过程主要受铬元素在基体中的扩散所控制,扩散激活能[ΔG]为（443±37） kJ/mol。时效后α-Cr相颗粒的平均尺寸基本保持在1.6 μm,大部分的α-Cr相颗粒尺寸分布在0.5～2.0 μm的范围内;固溶-时效后GNiCr40Al3Ti合金的硬度主要受固溶阶段基体溶解α-Cr相颗粒的程度影响,时效硬度最高达到61.5HRC。根据试验与分析结果,GNiCr40Al3Ti合金的固溶温度应不低于1 150 ℃, 以满足高硬度及良好机加工性能。     

时效处理对05Crl7Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢力学性能及组织的影响

试验研究了 1040 ℃固溶的马氏体沉淀硬化不锈钢05Cr17Ni4Cu4Nb在480~620 ℃时效5 h的组织,强度和硬度。结果表明,随时效温度升高,马氏体基体逐渐分解,碳化物析岀而降低;在时效处理过程中,随时效温度升高,富Cu相最初以球形析出,逐渐发展成椭圆形及杆状,尺寸增大,与基体共格界面消失,强化效果减弱;05Cr17Ni4Cu4Nb钢经1040 °C固溶,480 °C 5h时效后,其HRC硬度值44.3,满足钢材HRC硬度值43的要求。     

热处理对塑料模具钢NAK80组织、硬度和时效动力学的影响

试验了830~910℃固溶处理和480~540℃时效对Φ20mm NAK80塑料模具钢（/%:0.15C,0.30Si,1.50Mn,3.00Ni,1.00Cu,1.00Al,0.30Mo,0.30Cr）组织和硬度的影响,并对其时效动力学行为进行了研究。结果表明,890℃固溶处理后,NAK80钢组织由板条马氏体和粒状贝氏体组成,HRC硬度值达到42.4,经过500℃保温4 h的时效处理后,该钢的组织为回火屈氏体和析出相,其HRC硬度值可达45.5。利用JMA方程得到480℃和500℃时效时的Avrami指数n分别为2.20和1.63,表观激活能为96.787J/mol。     

固溶温度对Ti150合金棒材组织及力学性能的影响

对Ti150合金棒材进行了990、1 000、1 010、1 020、1 030℃×2 h/OQ+700℃×2 h/AC固溶时效处理,研究了固溶温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,次生α相含量不断增加;室温、高温拉伸性能随固溶温度的升高变化明显,蠕变性能随温度的升高而提高。综合分析,经过1 020℃×2 h/OQ+700℃×2 h/AC固溶时效处理后,Ti150合金棒材的综合性能最佳。     

固溶处理对00Cr27Ni7Mo5N不锈钢的组织及力学性能的影响

 研究了不同固溶处理温度对特超级双相不锈钢00Cr27Ni7Mo5N组织及力学性能的影响。采用光镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度、冲击和拉伸测试等手段研究σ相的析出规律及其对力学性能的影响。运用Thermo-Calc热力学软件计算00Cr27Ni7Mo5N相含量随温度的变化,并与测试结果进行对比分析。研究结果表明,当固溶温度在800～1050℃之间,00Cr27Ni7Mo5N有大量金属间化合物σ相析出,导致钢的强度和硬度增加,塑韧性显著下降。当固溶温度在1070～1200℃时,钢中σ相溶解,钢的塑韧性提高,硬度下降。1100℃固溶处理时,00Cr27Ni7Mo5N具有最佳的综合力学性能。     

固溶温度对双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N组织及力学性能的影响

通过00Cr25Ni7Mo3N室温冲击和拉伸试验,并利用金相图像分析,研究不同固溶温度下00Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢的组织及力学性能的变化.在试验条件下,900-980℃固溶温度范围内,在奥氏体与铁素体相界析出大量σ相,导致钢的塑性与韧性显著下降;固溶温度高于1 000℃后,随着固溶温度的升高,σ相渐渐溶解,α...     

热处理工艺对注射成形IN713C合金组织与力学性能的影响

以气雾化IN713C合金粉末为原料,采用注射成形工艺制得合金材料,分别在1 150,1 175和1 200℃下进行固溶处理,然后在760,850和930℃进行时效热处理,通过扫描电镜(SEM)及能谱仪对合金的显微组织与物相组成进行观察与分析,并测定时效态合金的硬度与抗拉强度。结果表明:固溶温度达到1 175℃后,继续升高温度,则冷却过程中γ′析出相减少,固溶处理温度为1 175℃时合金的硬度(HRC)和抗拉强度分别为42.4和1175.9 MPa。时效处理温度为760℃时,合金的硬度(HRC)和抗拉强度分别达到43.6和1 223.7 MPa;时效温度高于760℃时,γ′相尺寸由于晶格错配度过大而粗化,随时效处理温度升高,γ′相尺寸逐渐增大,数量逐步减少,强化相体积分数降低,合金的硬度与抗拉强度都降低。注射成形IN713C合金的最优热处理制度为1 175℃/2h/AC+760℃/16 h/AC。     

热处理工艺对塑料模具钢10Ni2Cr2MnCuMoVAl组织和性能的影响

研究了固溶温度、时效温度及时间对10Ni2Cr2MnCuMoVAl塑料模具钢热处理后的微观组织和力学性能的影响。结果表明:固溶处理后,10Ni2Cr2MnCuMoVAl钢的组织主要是板条马氏体构成,且随固溶温度的升高,马氏体板条发生明显宽化,并在890℃固溶后达到硬度最高值。时效处理后的组织由板条马氏体、粒状贝氏体和析出碳化物构成。当时效温度区间为460~520℃,随着时效温度的升高,材料的强度逐渐升高,韧性逐渐降低,并在520℃达到强度峰值;时效温度高于520℃时,随着温度升高,材料硬度降低,冲击韧性升高。分析在540℃不同时效时间处理后的性能可知,试验钢在8h达到力学性能峰值。通过比较试验钢在不同时效处理后的力学性能数据,10Ni2Cr2MnCuMoVAl钢的最佳热处理工艺为:880℃固溶处理2h+空冷,随后在520℃时效处理4h+空冷。     

循环相变对00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢 晶粒细化和力学性能的影响

研究了00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢(/%:0.009C、13.28Cr、7.37Ni、5.36Co、3.59Mo、0.66Ti)经4次860℃15 min水冷循环处理的细化晶粒工艺对力学性能的影响。以1 100℃1 h固溶处理的组织为原始组织,经3～4次循环相变处理后,马氏体时效不锈钢的晶粒尺寸由180μm细化至10μm的细小等轴晶粒。与传统1 100℃1 h固溶+450℃9 h时效工艺相比,经1 100℃1 h固溶+860℃15 min水冷α′↔γ循环相变+450℃9 h时效的钢的屈服强度σ_0.2由1 420 MPa提高至1 560 MPa,伸长率δ由12.6%提高至14.9%。     

固溶温度对Ti-62A合金拉伸性能和断裂韧性的影响

Ti-62A合金是一种新型高强高韧损伤容限型钛合金,研究了固溶温度对Ti-62A合金30 mm厚板材的显微组织、拉伸性能以及断裂韧性的影响规律。研究结果表明:Ti-62A合金Φ720 mm铸锭经单相区和两相区多道次大变形轧制后所得的30 mm厚板材组织为典型的片层组织,由片层状的α相和β转变组织构成,组织均匀,片层状α相平均宽度约为2.5μm,长度在40～65μm之间。两相区固溶+时效处理后,合金的组织类型为片层状组织,即片层状的初生α相(αp)相与β转变组织,随固溶温度升高,合金中的初生α相(αp)相含量显著减少,β转变组织逐渐增多,次生α相(αs)片层宽度增大,同时合金的强度下降,塑性上升,当接近相变点时这种趋势变缓。单相区固溶+时效处理获得魏氏组织,晶粒粗大,晶界平直而清晰,其拉伸强度高于920℃和940℃固溶时的片层组织,但塑性显著降低;与900℃固溶时相比强度和塑性均降低。合金的断裂韧性随固溶温度的上升而逐渐升高,单相区固溶并时效后的魏氏组织的断裂韧性明显优于两相区固溶并时效后的片层组织。     

固溶热处理对新型核用FeCrAl合金包壳管组织和力学性能的影响

通过新型核用锻态FeCrAl合金包壳管在不同温度及时间下的固溶处理实验,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、维氏硬度仪(HV)和电子万能试验机(EUTM)分析了固溶处理对FeCrAl合金包壳管显微组织以及力学性能的影响规律。结果表明,当固溶热处理温度低于1200℃时,保温60 min后FeCrAl合金组织中仍然存在一定数量的σ-FeCr相、富Cr相和Fe₂(Mo/Nb)Laves析出相。随着温度的升高,析出相逐渐溶解到基体之中,当温度升高到1200℃时,保温60 min后组织内的析出相基本回溶,但晶粒发生了异常长大。随着保温时间的不同,析出相的数量、形态、分布和成分都会发生变化。随着温度的升高,FeCrAl合金的抗拉强度逐渐降低,延伸率先升高再降低,硬度先减小再增大。在1150℃加热、60 min保温和水冷的固溶热处理制度下,核用FeCrAl合金包壳管的伸长率可达20.1%,抗拉强度R_m为675 MPa,屈服强度R_p0.2为560 MPa,硬度为HV 261,塑性提高,加工性得到显著改善,可满足管材后续轧制的要求。     

高强导电Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的微观组织与性能

采用真空熔铸和冷开坯工艺,通过优化形变热处理工艺,调控基体晶粒尺寸、第二相的析出及分布状态,制备出综合性能优异的Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金。结果表明,经过400 ℃/2 h一次时效处理后,Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的显微硬度可达356 HV,此时导电率为14.5%IACS。透射电镜分析表明,Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金第二相的析出演变规律为富Ti相→颗粒状β′-Cu₄Ti相→颗粒状β′-Cu₄Ti相+片层状β-Cu₄Ti相→片层状β-Cu₄Ti相,其中颗粒状β′-Cu₄Ti相是最重要的强化相,片层状β-Cu₄Ti相会导致合金强度下降,但可以提高导电率。采用二次时效能够进一步优化Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的综合性能,在合金强度基本不变的条件下,显著提升了合金的导电率。450 ℃/8 h一次时效+50%冷轧+400 ℃/1 h二次时效处理后合金的显微硬度和导电率分别达到了341 HV和20.5%IACS。      

固溶时效对TC4合金组织与机械性能的影响

研究了固溶时效对TC4合金的显微组织、室温力学性能、硬度、冲击韧性的影响。结果表明,经过α＋β区固溶处理＋530~760℃时效处理后的TC4合金显微组织分别为球状或条状初生α和转变β基体,随时效温度的提高,室温强度和硬度降低,塑性和冲击韧性无明显变化;β区固溶处理＋530℃时效处理后的TC4合金显微组织分别为魏氏组织和马氏体。     

时效对超高强含钪铝合金组织和性能的影响

采用维氏硬度测量、室温拉伸性能测试和显微组织结构分析,研究了不同时效制度下Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr合金的力学性能、腐蚀性能和显微组织。结果表明,合金具有显著的时效硬化效应,随时效温度的升高,合金达到时效硬度峰值的时间缩短。合金适宜的时效制度为120℃/24 h。此时,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和维氏硬度分别为696 MPa、654 MPa、11.1%和211.2 HV。合金中主要强化相为GP区和η′相,主要强化作用为沉淀强化及弥散强化。时效过程中Al3Sc和Al3(Sc,Zr)质点表现出较强的热稳定性;合金抗晶间腐蚀能力随时效时间的延长而增强。     

淬火温度对M4粉末高速钢组织和性能的影响

为了研究淬火温度对M4粉末高速钢组织和性能的影响, 利用光学显微镜观察高速钢试样的金相组织, 对淬火组织的晶粒度进行评级, 并对回火组织中碳化物的组成和分布进行统计; 采用洛氏硬度计和材料万能试验机测试试样的硬度和抗弯强度。结果表明: 随淬火温度的升高, M4粉末高速钢淬火后硬度先上升后下降, 在1200 ℃时出现最大值HRC62.9;淬火态试样的晶粒度随淬火温度的升高而降低。经三次回火后M4粉末高速钢硬度值较淬火态均有提高, 且随淬火温度的升高, 先增高后下降, 在淬火温度为1190 ℃时达到最大值HRC66.4。随淬火温度的升高, 回火态试样的抗弯强度逐渐下降, 碳化物聚集长大倾向明显, 尺寸均匀性下降。M4粉末高速钢的最优淬火温度区间为1180~1190 ℃。     

固溶-时效处理对模具钢0Cr3Ni3MoCuAl组织和硬度的影响

实验研究了沉淀硬化模具钢0Cr3Ni3MoCuAl在860~1010 ℃ 35 min固溶处理和450~560 ℃ 3 h时效处理的组织和硬度。结果表明,固溶处理温度为950 ℃,保温时间35 min,空冷至室温,其HRC硬度值可达39.5;组织为粒状贝氏体和低碳板条马氏体的混合组织,并有少量残余奥氏体。时效处理温度为500 ℃,保温时间为3 h,空冷至室温,其HRC硬度值可达到44.1;组织为回火贝氏体。     

Thermo-calc在马氏体时效钢热处理工艺优化中的应用

 利用热力学计算软件Thermo-Calc,计算了00Ni14Cr3Mo3Ti马氏体时效钢750-1050℃固溶温度下析出相的变化,并根据计算结果、相分析和固溶态SEM组织优化了固溶处理工艺。试验结果表明：固溶温度低于850℃时有未溶解的Laves相,900℃完全溶解;未溶的Laves相降低了钢固溶、时效态的冲击韧性;固溶温度为900℃时,时效后钢的强韧性配比最佳。     

固溶温度对新型无钻马氏体时效钢00Nil4Cr3Mo3Ti 冲击性能的影响

研究了固溶温度750～1050℃对00Ni14Cr3Mo3Ti新型马氏体时效钢冲击性能和硬度的影响,并用扫描电镜观察试验钢冲击断口的形貌和固溶态显微组织。试验结果表明,钢的固溶温度低于900℃时,随着固溶温度的升高,基体中未溶的Laves相逐渐溶解,固溶态和510℃ 5 h时效态的冲击性能均随着固溶温度的上升而提高;固溶温度高于900℃,固溶态冲击性能随着固溶温度的上升而提高,该钢固溶态冲击功由900℃的215J增加至1050℃固溶的226J,但时效态冲击性能随着固溶温度上升而降低,510 5h时效钢的冲击功由900℃最大值62J降至1050℃固溶的25J。