稀土Er元素对6063合金时效处理的影响

用硬度测试,金相分析,透射电镜分析等方法研究Er元素对轧制后6063合金时效过程中β″相析出的影响,结果表明Er元素的加入对固溶后的合金再结晶晶粒长大有非常明显的抑制作用,适量的Er元素有助于合金力学性能的改善,与合金生成的Al3Er相对合金β″相的析出有促进作用,加快了β″相的析出。     

稀土La对6063铝合金组织与时效性能的影响

用硬度(HB、Hv)测试仪、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法研究稀土La对6063合金铸态组织、力学性能、时效性能及时效序列的影响.结果表明,稀土La对合金铸锭枝晶组织有明显的细化作用,添加适量的La有利于合金力学性能和改善,并且稀土的加入并没有改变合金的析出顺序,但随着稀土含量的提高,稀土La会消耗大量的Si,并在合金中形成粗大的AlFesiLa化合物,抑制了中间沉淀析出相β″和β′析出,使强化相Mg_2Si减少,反而使合金力学性能降低.     

6005A铝合金的淬火敏感性及微观组织特征

运用JMatpro7.0模拟软件,通过末端淬火(Jominy end-quench)试验,结合透射电子显微镜(TEM),研究了6005A合金的淬火特性及微观组织特征.结果表明:JMatpro7.0模拟软件揭示6005A合金的淬火敏感区间为280～400℃,临界冷却速率应大于5℃/s;合金时效态的硬度随着距淬火末端距离D的增加而降低,6005A合金的淬透深度为35 mm;末端淬火过程中,淬火析出相β相优先在晶界析出,其次在弥散体α-(AlMnFeCrSi)相上析出.慢速淬火过程中,时效态硬度下降的原因如下:(1)时效过程中,晶内强化析出相β″相减少,棒状β′相的面积分数增加;(2)慢速淬火过程中,不均匀弥散体α-(AlMnFeCrSi)相上析出片状β相,在后续时效过程中β相长大,吸收周围的溶质原子,使得合金的过饱和固溶体的程度下降;(3)慢速淬火下,晶界附近的空位浓度减少,晶界无沉淀析出带(PFZ)宽化.     

微观组织对TB8钛合金剪切性能和疲劳性能的影响

对TB8合金螺栓分别进行双剪切试验和疲劳试验,结合试验件断口分析、金相组织检查、X射线检测、能谱成分分析和硬度检查,研究微观组织对该合金的抗剪切性能和疲劳性能的影响。研究结果表明,脆性Ti3Al相沿晶界弥散析出可降低合金的剪切强度,β相晶粒上析出的α相的形态差异可影响合金的疲劳性能,非均匀层片状α相可降低合金的疲劳抗力。     

时效处理对Mg-5Sn-1Si合金显微组织和硬度的影响

研究时效温度、保温时间对Mg-5Sn-1Si合金显微组织和硬度的影响,分析时效处理的作用机制。结果表明,保温时间一定时,随温度升高,晶粒球化程度加强,析出相数量逐渐增加。温度一定的条件下,随保温时间延长,合金组织先后经过不连续析出、连续析出与网状析出三种变化,当保温时间较长时,第二相颗粒发生偏聚。合金经过时效处理后,显微硬度得到明显改善,比相应的铸态合金高出20%,随时效温度升高和保温时间延长,合金硬度均出现先升高后降低的趋势。     

退火处理对AM80镁合金组织性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、光学电子显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、硬度测试及拉伸实验等方法研究了不同退火工艺对AM80镁合金组织及性能的影响。结果表明,退火处理前后AM80镁合金均由α-Mg基体、Mg17Al12相、MgZn相组成。退火处理后,第二相主要以层片状析出。随着退火温度的升高,第二相完全析出的时间变短,随着退火时间的延长,第二相析出数量增多,直至完全析出。退火处理后,合金硬度、强度及延伸率大部分比铸态高。430℃退火6h后合金硬度为80.11HB,抗拉强度为167.02MPa,延伸率为2.68%,此退火工艺为最佳工艺。退火处理前后合金均为脆性断裂。     

Si元素掺杂对AlTiV轻质多主元合金微结构及硬度的影响

采用真空感应熔炼技术制备了Al_(20)(TiV)_(80-x)Si_(x)(x=0、0.7)轻质多主元合金。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和显微硬度计等表征合金的微观结构与力学性能,研究了Si元素掺杂以及均匀化退火对合金微观组织结构及显微硬度的影响。结果表明:铸态合金为单相BCC结构,并且晶粒粗大;退火后,有序B2相从合金基体中析出,提高了合金的硬度;Si元素的加入,促使合金晶粒尺寸减小,抑制了B2相长大。合金显微硬度最高为587 HV,比强度达到430 MPa·cm^(3)·g^(-1)。分析表明,合金的高显微硬度主要来源于合金的固溶强化、第二相沉淀以及高点阵阻力。     

Al-Cu合金析出相的原子键强与性能

应用固体经验电子理论(EET),对Al-Cu合金时效过程中θ″、θ′和θ相的键络进行计算.结果表明,时效初期形成的θ″相中,最强共价键为Al-Cu键.合金中θ″相溶解并析出相时,Cu原子状态发生明显变化,使得Cu原子的共价电子数有较大幅度的提高,此时形成的亚稳相的最强共价键仍为Al-Cu键,较θ″相的最强Al-Cu键提高一倍.时效后期,合金析出稳态θ相,最强键由θ′相的Al-Cu键转为Cu-Cu键,而Al-Cu键成为次强键.依靠Cu原子提供较多的共价d电子,使θ相的共价键络较θ′亚稳相的共价键络强度进一步提高.     

不同淬火冷却介质对高锌7系铝合金组织性能的影响

采用透射电镜组织观察和力学性能测试, 研究了3种淬火冷却介质对含Zn量为8.9%的7系铝合金力学性能和微观组织的影响。研究表明采用室温水淬火冷却, T6时效后合金强度硬度最高、晶内细小弥散析出相最多、粗大平衡相最少; 采用空气淬火冷却, T6时效后合金强度硬度最低、晶内析出的粗大平衡相最多; 采用沸水冷却淬火T6时效, 合金强度硬度介于空冷淬火和室温水淬火之间, 晶内粗大析出相的量少于空冷淬火。     

Zr元素对铁道机车用铜合金组织与性能的影响

采用金相光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和维氏硬度计、拉伸试验机、电导率测试仪等分析和测试手段,对比分析了Cu-Cr合金和Cu-Cr-Zr合金的显微组织、硬度、拉伸性能和导电性能等。结果表明,固溶态Cu-Cr合金和Cu-Cr-Zr合金的平均晶粒尺寸分别为198.6 μm和100.3 μm,添加适量Zr有助于细化铜合金的晶粒;时效态Cu-Cr-Zr合金中同时存在未溶的尺寸约1~2 μm的颗粒状富Cr相和时效析出的尺寸约0.6 μm的球形富Cr相;在Cu-Cr合金中添加Zr元素有助于改善富Cr相的存在形式,使得短棒状富Cr相向球形富Cr相转变,且球形富Cr相尺寸有所减小。冷轧态和时效态Cu-Cr-Zr合金的抗拉强度都分别高于冷轧态和时效态Cu-Cr合金,添加Zr元素有助于提升时效态Cu-Cr合金的强塑性和电导率,且时效处理后Cu-Cr合金和Cu-Cr-Zr合金的强塑性和电导率会进一步提升,这主要与Zr元素的添加有助于细化晶粒、改善富Cr相的存在形式和析出细小球形析出相有关。     

Ti含量对CrCoNiTi_(x)中熵合金组织与性能的影响北大核心

铸态CrCoNi中熵合金相比传统合金具有优异的性能,但其室温强度不高,限制了其应用。采用合金化法,通过添加不同含量的Ti元素,制备铸态CrCoNiTi_(x)(x=0、0.2、0.4、0.5)中熵合金,研究不同Ti含量对CrCoNiTi_(x)中熵合金的物相结构、微观组织、力学性能的影响。结果表明:x=0.2时,合金组织中析出Ni_(3)Ti金属化合物,合金的强度提高到643 MPa,延伸率降低至24%,x=0.4时,组织中析出Ni_(3)Ti与Cr_(3)Ni_(2)金属化合物,强度和延伸率急剧降低,x=0.5时,合金几乎无塑性,但硬度达到最高,为769.51 HV。添加Ti元素后,由于金属化合物的产生,合金脆性增加,硬度增加,若要使合金的强韧性较好,Ti元素含量应小于0.2,添加Ti元素后,合金的耐腐蚀性下降。     

Inconel 718合金喷丸层γ″相的析出及应力松弛

Inconel718合金喷丸后分别在 70 0℃和 740℃进行时效处理 ,采用应力分析仪研究喷丸层的应力分布及应力松弛规律 ,并通过X射线衍射 (XRD)定量分析喷丸层及基体中γ″相的析出动力学。喷丸处理在Inconel 718合金表层形成残余压应力场 ,表面压应力约为 -5 3 0MPa,最大压应力距表面约为 0 1mm ,约 -62 0MPa。喷丸后的时效过程中 ,表面残余压应力逐渐发生松弛 ,应力松弛的动力学过程满足Zener Wert Avrami关系。 70 0℃和 740℃时效时 ,Inconel718合金喷丸层及基体中γ″相的析出动力学过程明显不同 ,喷丸处理促进了γ″相的析出。     

Al、Ti、V和Cr促进高熵合金BCC相形成能力的研究

定量研究了Al、Ti、V和Cr促进CoFeMnNi基高熵合金形成BCC相的添加量,结合元素周期表分析了相关规律。使用真空熔炼炉炼制了CoFeMnNi基高熵合金,使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计分析了合金的组织结构和硬度。结果表明,CoFeMnNi合金为单一FCC相结构,Al、Ti、V和Cr四种元素单独添加到合金中出现BCC相的添加量分别是0.6mol、0.6mol、1mol和2mol;促进BCC相形成能力的顺序是Al>Ti>V>Cr;对于元素周期表第4周期的过渡族元素,序号小于25的元素是BCC形成元素,序号越小越有利于在高熵合金中形成BCC相。当合金有BCC相形成时,合金的硬度升高;随BCC相的增加,硬度增加,合金脆性变大。合金含钛2mol后,合金抗腐蚀能力提升明显,即使在王水腐蚀120s仍然没有明显的腐蚀痕迹。     

热处理温度对2519A铝合金组织性能的影响

采用硬度测试、拉伸测试、透射电镜及扫描电镜观察分析研究了时效温度对2519A铝合金组织性能的影响。结果表明: 140 ℃时效9 h晶内析出少量细小弥散的片状θ' 相, 晶界处θ析出相细小且呈链状分布, 无析出带较窄, 合金的强度较低; 165 ℃时效9 h晶内普遍析出细小而弥散的强化相θ' 相, 晶界析出相不连续分布, 无析出带较窄, 合金力学性能明显提高。190 ℃时效9 h晶内析出相θ' 相数目减少, 晶界析出相粗大且沿晶界连续分布, 析出相两侧无析出带较宽, 合金强度较低。     

Al-Cu-Mg合金析出相的原子成键与性能

根据固体与分子经验电子理论（EET），计算Al-Cu-Mg合金时效初期形成的GPB区和S″相的价电子结构。结果表明，GPB区具有较强的共价键络，而S″具有较强的总共价成键能，这两种析出相的主体共价键络都对合金基体具有增强作用。同时从价电子结构层次和析出相中Al原子的总成键能力合理解释了GPB区演化为S和S相的相变机理，并说明了相变对合金的强化作用。     

真空熔炼AlxNixTixCoCrCu0.5FeMo双相高熵合金的研究

使用真空熔炼炉炼制了AlxNixTixCoCrCu0.5FeMo（x=10-13）高熵合金,使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计分析了合金的组织结构和硬度。结果表明,随着x值的增加,合金由双FCC相逐渐过渡到FCC相+BCC相,再转向FCC+BCC+σ相,最后为BCC相+σ相。x=10和11时,合金具有明显的树枝状晶;而x=12时,FCC相不连续,而x=13时,σ相为网状结构。合金的硬度随x的增大,先减小,再增大。Al10Ni10Ti10CoCrCu0.5FeMo的硬度最大,为790HV。Al对BCC的促进作用比Ni对FCC的促进作用强。随着Al、Ni和Ti添加量的增加,BCC相含量越多,FCC相的晶格常数减小,并且随着σ相的析出,BCC相的晶格常数变化不大。Al、Ni和Ti的增加促进σ相析出。σ相对合金硬度有促进使用。     

热挤压和热处理对Mg95Y4Zn1合金显微组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM和电子万能试验机研究了热挤压、固溶和时效处理对Mg95Y4Zn1合金显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,铸态合金由α-Mg基体、网状18R-LPSO相和块状M24Y5相组成,在α-Mg相内存在大量堆垛层错。热挤压后,网状第二相破碎,18R相呈带状沿挤压方向排列,同时α-Mg基体内析出少量14H-LPSO层片。经固溶处理,14H层片的尺寸和数量显著增多。时效处理后,在α-Mg相内部析出大量的β"共格沉淀。与铸态合金相比,挤压态合金的强度显著升高。由于β"沉淀相的析出,时效态合金的强度达到最高,其抗拉强度和屈服强度分别为372 MPa和248 MPa。     

30Cr13Cu4金属注射成形材料的热处理工艺研究

设计了一种金属注射成形30Cr13Cu4不锈钢材料，研究了热处理工艺参数（时效处理温度和保温时间）对材料组织及性能的影响。结果表明：含Cu金属粉末注射成形的合金组织均匀，相对密度为97.9%；随着时效温度的提高，基体上析出的碳化物数量增加并长大，而析出的球形纳米ε-Cu相转变成短棒状，材料的硬度先增加后降低；在520 ℃下进行时效处理时，随着保温时间的延长，合金的硬度不断提高，保温14 h后合金硬度为327 HV，析出弥散分布的ε-Cu析出相对合金硬度提高作用明显。     

热挤压和热处理对Mg_(95)Y_4Zn_1合金显微组织及力学性能的影响

采用热挤压、固溶和时效对Mg_(95)Y_4Zn_1合金进行处理,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电子万能试验机研究合金的显微组织及力学性能。结果表明,铸态合金由α-Mg基体、网状18R-LPSO相和块状M_(24)Y_5相组成,在α-Mg相内存在大量堆垛层错。热挤压后,网状第二相破碎,18R相呈带状沿挤压方向排列,同时α-Mg基体内析出少量14H-LPSO层片。经固溶处理,14H层片的尺寸和数量显著增多。时效处理后,在α-Mg相内部析出大量的β'共格沉淀。与铸态合金相比,挤压态合金的强度显著升高。由于β'沉淀相的析出,时效态合金的强度达到最高,其抗拉强度和屈服强度分别为372 MPa和248 MPa。     

固溶和时效处理对铸造Mg-7.5Gd-3Y-0.5Zr合金动态冲击行为的影响

本研究采用金相观察、扫描电镜观察、能谱分析、X射线衍射、硬度测试以及分离式霍普金森压杆等手段,探究了经固溶和时效处理后Mg-7.5Gd-3Y-0.5Zr合金在室温条件下的动态冲击行为。结果表明：固溶态和时效态合金均表现出优异的抗冲击性能,固溶态合金在应变速率为3649s-1时合金抗压强度最高为507MPa;时效处理的合金,在4079s-1高应变速率下表现出了574.5MPa超高的抗压强度。固溶态合金随着应变速率的增加,动态析出相明显增多,合金性能明显提升,动态析出粒子与方块状富稀土粒子协调作用阻碍了位错运动,使合金保持优良的抗冲击性能。较固溶态合金而言,时效态合金动态析出相体积分数减少,随着应变速率的增大,动态析出也呈现减少的趋势,在高应变速率4079s-1时未观察到动态析出粒子。因此,时效态样品在变形过程中,纳米析出相是影响合金性能的主要因素,随着应变速率的增加,纳米析出相作用更加突出。