喷射成形7055铝合金锻件的高温力学性能

对喷射成形7055铝合金挤压棒材进行自由锻造及T74热处理(450℃/3 h+475℃/3 h固溶,120℃/8h+160℃/24 h时效),然后分别在室温下、以及加热到100,125,150,175和200℃下保温30 min后进行拉伸试验,待试样冷却到室温后,测定其电导率,观察其金相组织与拉伸断口形貌,研究7055铝合金锻件的室温与高温力学性能以及温度对合金组织的影响。结果表明,热处理后的7055铝合金锻件组织均匀、晶粒细小,并且具有较好的高温稳定性。合金的室温抗拉强度和屈服强度分别为632 MPa和607 MPa,伸长率为14.5%。随温度从100℃升高到150℃,合金电导率基本不变,合金的强度小幅下降;当加热温度从150℃升高到200℃时,电导率显著降低,强度大幅下降。合金的伸长率随温度升高而提高。在200℃下合金的抗拉强度和屈服强度分别为349MPa和335 MPa,伸长率为20%。在100~200℃温度范围内表现出塑韧性断裂特征。     

热处理工艺对Cu-Ni-Si合金组织与性能的影响

采用3种不同的工艺(直接在450℃下进行时效处理;80%冷轧,然后在450℃下进行时效处理;600℃/8 h高温预时效+80%冷轧+780℃/2 min+450℃/16 h终时效)对固溶处理后的Cu-2.0Ni-0.34Si-Mg合金进行形变热处理,研究形变热处理工艺对该合金的组织与硬度及电导率的影响。结果表明:采用第3种工艺对合金进行形变热处理,由于其中的短时高温预处理可以获得溶质原子充分固溶的过饱和固溶体,因此终时效后的合金具有最佳的综合性能,显微硬度为180 HV,相对电导率为49.8%IACS,伸长率为13%。合金的平均晶粒尺寸约为20μm,主要析出强化相为δ-Ni2Si。     

新型高强高韧Al-Zn铸造铝合金的组织与性能

制备了一种新型的高强高韧Al-Zn铸造铝合金,考察分析了铸造铝合金的组织、强度与表面硬度。结果表明:新型高强高韧铸造铝合金具有强度高、韧性好、硬度高、耐高温、制备成本低等优点,不需进行任何热处理,合金铸态时抗拉强度375MPa、屈服强度300MPa、延伸率6.0%以上。在室温自然时效72h后,合金的硬度为132HB或90HBa;在经320℃/30min加热处理后,合金硬度略微下降至85HBa或120HB左右,有着良好的高温性能,适用于铸造铝合金鞋模等模具和机械受力结构件的生产制造。     

时效处理对Cr20Ni32AlTi合金室温冲击性能的影响

 研究了铁镍基耐热耐蚀合金Cr20Ni32AlTi在1150℃、15min固溶处理并经450~850℃、05~5h的时效处理后室温冲击性能的变化规律。结果表明,450℃时效冲击性能最好。随时效温度升高,时效时间延长,冲击性能下降。450~850℃时效时,在合金晶界上有碳化物M23C6析出,且随温度增加和时间延长,析出增加。850℃时冲击功最低,此时碳化物M23C6析出相呈连续颗粒状析出,布满整个晶界。且观察到一些部位碳化物M23C6析出相形成薄膜,冲击时因基体变形而脆断成条块状。     

Mg/Si对新型Al-Mg-Si合金性能的影响

通过拉伸力学性能测试、剥落腐蚀、晶间腐蚀等实验并结合XRD、SEM、TEM等测试方法,研究了Mg/Si对实验室制备的新型Al-Mg-Si合金的力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明:当Mg/Si为1.15时合金的综合性能较好;Mg/Si为1.89时合金耐蚀性能较好;而当Mg/Si为0.55时,合金过剩Si,使粗大Si相析出,影响到合金的强度和耐蚀性能。     

铜铝聚苯酯涂层性能研究

采用大气等离子喷涂技术制备了铜铝聚苯酯 (CuAl/PHB) 涂层, 对涂层进行了组织、 硬度、 结合强度、 高 温抗氧化、 抗热震、 高温硬度以及微动磨损和可磨耗性能测试和分析研究。 结果表明, CuAl/PHB 涂层孔隙和聚 苯酯占比为 17.5%, 硬度平均值 90.4 HR15Y, 结合强度 ≥25.4 MPa, 在 620 ℃下涂层具备良好的高温抗氧化性能, 700 ℃下水淬抗热震性能达到 135 次, 在 450 ℃ ~700 ℃温度范围内涂层高温硬度由 HR15Y 76.6 降低到 66.8。 在 高载荷 100 N、 高频率 100 Hz, 高温 700 ℃条件下的微动磨损结果表明, 涂层在 620℃下摩擦系数小于 0.5, 具 有良好且稳定的耐微动磨损特性; 涂层在 400 ℃ ~600 ℃模拟工况条件下具有良好的可磨耗性, 叶片进给磨损比 IDR 值小于 14.02%, 且随温度增加可磨耗性提高; 制备的铜铝聚苯酯涂层可实现耐微动磨损和可磨耗的良好结合。     

Al_xCoCrFeNi_2Ti_y高熵合金高温氧化行为的研究

利用非自耗真空电弧熔炼技术制备AlxCoCrFeNi2Tiy(x=0、0.2,y=0、0.5、1)多主元高熵合金,研究了不同含量Al和Ti元素对合金在800、900℃空气中氧化行为的影响。结果表明,所制备合金均有较好的高温抗氧化性能,在800、900℃空气中的氧化动力学曲线均基本符合抛物线规律。随着Al含量的增加,合金的高温抗氧化性能增强;当合金中有Al存在时,其高温抗氧化性能随着Ti含量的增加而减弱,但当合金中无Al存在时,合金的高温抗氧化性能随着Ti含量的增加先增强后减弱。Al0.2CoCrFeNi2合金的高温抗氧化性能最佳,Al0.2CoCrFeNi2Ti0.5次之。     

冷却工艺对热轧高扩孔钢组织与性能的影响

采用分段式冷却模式,研究不同的空冷时间、卷取温度、冷却速度对高扩孔钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着空冷时间的延长,试验钢铁素体体积分数逐渐增加,钢的强度逐渐下降,伸长率及扩孔率逐渐提高;冷速在150℃/s时,马氏体组织转变导致钢板扩孔性能明显下降;当卷取温度为450℃、中间空冷时间为6~9 s、冷却速度为50℃/s时,可获得扩孔性能优良的600 MPa级高扩孔钢。     

机械外壳用含钒铝合金的挤压工艺优化

采用不同的挤压速度和挤压温度对机械外壳用6061-0.8V新型含钒铝合金试样进行了挤压成型,并进行了力学性能的测试与分析。结果表明:随挤压速度由2 m/min提升至4.5 m/min,挤压温度由375℃升高到475℃,机械外壳用6061-0.8V新型含钒铝合金试样的抗拉、屈服强度先增大后减小,断后伸长率变化幅度较小,力学性能表现为先优化后下降。相比于2 m/min,3.5m/min速度挤压时的抗拉强度和屈服强度各增大了18、16 MPa;相比于375℃,425℃温度挤压时的抗拉强度和屈服强度各增大了20、24 MPa。机械外壳用6061-0.8V新型含钒铝合金挤压成型较佳的工艺参数选择为:挤压速度3.5 m/min、挤压温度425℃。     

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。     

高氮不锈轴承钢碳化物分布与高温断裂机制

 通过高温拉伸试验研究高氮不锈轴承钢高温断裂行为,探究了170 ℃和470 ℃回火态钢中碳化物分布特征,分析了高温拉伸断裂及组织演变和碳化物分布规律。研究发现,回火温度从170 ℃升高至470 ℃,高氮钢中大于0.8 μm的碳化物明显增加,高氮钢中M₂₃C₆强化增量提高了2.59 MPa,固溶强化增量下降了118.82 MPa,470 ℃回火态钢的室温抗拉强度降低、拉伸断口表现为准解理和少量撕裂韧窝;拉伸温度升高至300 ℃,试样断口表现为等轴型韧窝特征,170 ℃和470 ℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.8~3.6 μm和5.5~6.7 μm;450 ℃拉伸断口表现为塑孔韧窝特征,170 ℃和470 ℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.7~3.4 μm和5.8~6.4 μm。拉伸温度从300 ℃提高至450 ℃,钢的固溶强化和位错强化作用减弱,金属原子间结合能下降,碳化物与基体不连续应力分布加剧变形不协调性,碳化物承担较高应力而发生断裂。单纯热作用下钢中0.5~0.8 μm尺寸碳化物数量比例增加;在热力耦合作用下,钢中应力所导致的位错增殖为碳元素扩散提供通道,钢中碳化物在晶界和位错线上形核析出0.2~0.8 μm碳化物。裂纹沿着与拉伸方向45°角的最大剪力方向快速扩展而断裂,最终形成锯齿状的断口,小尺寸碳化物增多阻碍位错滑移导致塑性降低;钢中大尺寸碳化物不均匀分布在碳化物间形成大变形塑孔而增加钢的塑性。     

热处理对四代核电用镍基合金薄壁管组织与性能的影响

利用热力学计算软件JMatPro分析了钍基熔盐堆用Ni-Cr-Mo系高温合金GH3535相析出的热力学及动力学特征,研究了不同热处理制度对冷轧态GH3535合金无缝管的晶粒尺寸及其均匀性、碳化物析出特征、硬度、拉伸性能等的影响规律,观察了不同热处理制度下合金拉伸断口的微观形貌,分析了GH3535合金的拉伸断裂机制. 结果表明:在900~1500℃之间,GH3535合金的平衡析出相为富Mo的M₆C型碳化物,M₆C相在固液两相区时便已经开始形成,M₆C相析出所对应的鼻尖温度为1200℃;固溶温度低于1200℃时,合金晶粒尺寸缓慢长大,当固溶温度提高到1230℃,晶粒出现快速长大,平均晶粒尺寸达到160 μm;1180℃保温10 min,合金晶粒尺寸的均匀性较好. 随着固溶温度升高,合金强度降低、延伸率增加,GH3535合金的拉伸断裂机制为微孔聚集型.      

Nb对铸态HP40合金抗氧化及高温强度的影响

通过Gleeble-1500热模拟机研究了Nb含量对10 kg真空感应炉熔炼的铸态HP40合金(%:0.40C、25Cr、35Ni、0.15Mo、0.05Ti、0.4～2.1Nb)1 150℃抗氧化性和抗拉强度的影响。结果表明,0.8%Nb时,HP40合金具有最佳的综合高温性能:在1 150℃合金氧化增重最低,为0.766 g/(m²·h),抗拉强度最高,为52 MPa。     

高温轧制对AZ31B镁合金组织和性能的影响

研究了高温轧制工艺对AZ31B镁合金微观组织、织构以及性能的影响规律。在轧制状态下,随着轧制温度从450℃升高至525℃,合金组织内部动态再结晶逐渐增多,孪晶数量不断减少,同时组织的均匀性也得到了改善,基面织构强度也呈下降的趋势。经350℃保温60min退火之后,合金板材内部发生了完全再结晶,孪晶组织消失,显微组织更均匀,板材基面织构强度也进一步减弱。由于基面织构强度的减弱,合金板材的室温成形性能随着轧制温度的升高得到显著提升,其杯突值由450℃时的5.6mm增大到525℃下的6.3mm,比450℃下的5.6mm提高了约12.5%。     

固溶温度对GH4202合金组织及拉伸性能的影响

为充分挖掘沉淀强化型镍基高温合金GH4202管材性能,以满足我国航天新型发动机的要求,研究了固溶处理温度对合金组织及拉伸性能的影响规律.结果表明,在1 050~1 075℃范围固溶处理后合金晶粒度无明显变化,当固溶温度升至1 100℃时,合金局部出现异常晶粒长大,当固溶温度达到1 150℃时,合金晶粒均匀长大.随固溶温度升高,合金晶界硼、碳化物数量明显减少,由链状向孤立的颗粒状转变.随固溶温度升高,GH4202合金室温及高温拉伸强度均呈降低趋势,尤其以屈服强度降低幅度最为显著.合金的室温面缩率随固溶温度升高而降低,且降低幅度较大,但室温断裂延伸率变化并不显著;700℃下合金的断面收缩率与断裂延伸率随固溶温度的变化均表现为先升高后降低的趋势.GH4202合金最佳固溶处理工艺为1 110℃保温30 min后水冷,此时合金晶粒度为5.0级、晶界碳化物呈细小链状,晶内沉淀强化γ'相弥散析出,可保证合金具有优异的室温及高温力学性能.     

新型耐高温磨损钢板组织性能与高温磨损行为研究

摘要：随着低合金耐磨钢应用领域逐渐增加,对其中高温条件下的耐磨性能提出了要求。通过成分设计、控制轧制和离线热处理工艺制备了一种Mo、V合金化新型低合金高温耐磨钢。初步探索了其在300~500℃温度范围的高温磨损行为和组织演变,并与同硬度级别的商用常规耐磨钢NM450进行了对比分析。结果表明：通过添加Mo和V等元素可以抑制位错密度降低、板条合并以及渗碳体析出、长大过程,提高了高温耐磨钢的高温强度等力学性能,从而提高了其高温磨损性能。300、400、500℃温度的磨损性能分别是常规NM450的1.5、1.4和2.2倍左右。300到500℃的磨损机制由磨料磨损向氧化磨损和塑性变形转变。高温耐磨钢高温屈服强度相对更高,塑性变形更小。     

细晶W-Cu合金的高温拉伸力学行为与组织演变

研究了平均晶粒度在0.5μm以下细晶W-40Cu和W-50Cu合金在200~800℃范围内的高温拉伸力学行为,并结合SEM断口形貌分析了材料在高温状态下的断裂形式及其组织变化规律。结果表明:W-Cu合金拉伸强度随温度升高而迅速降低,其延伸率在室温至400℃温度区间时变化不大;当温度大于400℃时,合金延伸率迅速上升。拉伸断口特征表明:在室温条件下,细晶W-Cu合金的断裂主要包括W晶粒的沿晶断裂与Cu相的延性撕裂;温度在400℃时,Cu相开始软化,但合金材料受铜的"中温脆性"影响而使得材料的断裂延伸率变化不大;当温度达到800℃时,材料的断裂方式主要受Cu相的影响而表现出很好的延性断裂。     

粉末冶金60Al–30Fe–10Bi合金在高速冲击下的变形行为与微观组织演化

通过粉末冶金技术制备60Al–30Fe–10Bi合金药型罩材料,采用分离式霍普金森(Hopkinson)压杆测试了铝基合金在变形温度从25~450℃和应变速率从1300~7000 s~(-1)下的动态冲击压缩力学性能,研究了其动态变形前后微观组织的演变规律和断裂机制。结果表明:60Al–30Fe–10Bi合金在动态冲击压缩下的流变应力主要依赖于温度的变化,流变应力随变形温度的升高而降低,而应变速率对流变应力的影响不大;合金在25℃、1300 s~(-1)下的高速冲击载荷作用下的失效原因是发生了绝热剪切。     

固溶处理对2E12铝合金显微组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、DSC差热分析、室温拉伸、硬度与电导率测试措施,研究了固溶处理对2E12铝合金轧制态板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着固溶处理温度升高,固溶时间延长,合金基体内未溶残留相逐渐减少,材料屈服强度、抗拉强度逐渐升高,硬度在500℃/30m in和500℃/1h时出现峰值,伸长率呈上升趋势,电导率呈下降趋势;2E12铝合金较为适宜的固溶处理制度为495~500℃/1h。