固溶处理对GH4700镍基合金管组织及力学性能的影响

研究了1 000～1 150℃固溶处理对GH4700合金(/%:0.05C、25Cr、20Co、1.65Nb、1.47Al、1.69Ti,余Ni)组织及力学性能的影响:结果表明,1 180℃挤压空冷后Φ89 mm×15 mm GH4700管材的抗拉、屈服强度和伸长率分别为1 150 MPa、780 MPa和36%;合金在1 000～1 060℃固溶处理,随着温度的提高,γ’相逐渐溶入基体,合金晶粒明显长大,强度显著降低,塑性显著升高;在1 090～1 150℃随着温度的提高,晶粒长大趋势不明显,合金强度和塑性的变化趋势放缓。1 150℃固溶处理后GH4700合金抗拉强度800 MPa,屈服强度330 MPa,伸长率65%。     

不同冷速凝固的Mg-9Gd-0.8Al合金固溶行为及组织性能

为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响,利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金,之后进行10~50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al合金凝固和固溶行为及组织力学性能的影响。结果表明,铁模和铜模制备的铸态Mg-9Gd-0.8Al合金组织均由α-Mg基体、花瓣状(Mg, Al)₃Gd相、细条状Mg₅Gd相和方块状Al₂Gd相组成。铜模相比于铁模冷却速度加快,制备的合金基体晶粒和第二相显著细化,第二相体积分数总量增长幅度达56.1%。2种模具制备的合金固溶10 h后,Mg₅Gd相溶解、(Mg, Al)₃Gd相部分溶解、高熔点Al₂Gd相无变化,晶粒内析出层片状(Mg, Al)₂Gd新相,第二相总量趋于相等。固溶50 h后,(Mg, Al)₂Gd层片相回溶,残余(Mg, Al)₃Gd相发生熔断呈颗粒状,铜模制备的合金第二相颗粒比铁模的更细小。细晶强化和第二相强化使铜模制备的铸态合金性能较铁模制备的合金性能大幅提高,固溶10 h后合金屈服强度提升,伸长率基本不变。固溶处理50 h后,固溶强化、细晶强化和细小颗粒的第二相强化使铜模制备的固溶50 h态合金获得最优性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为141 MPa、234 MPa和22.4%。     

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。     

高Ti-Q550钢中Nb、Ti第二相的析出行为

 采用Thermo-Calc软件、热模拟及扫描电镜研究高Ti-Q550钢中微合金的析出规律。采用Thermo-Calc软件计算不同温度下Nb、Ti的析出规律,钛含量对钢中Nb、Ti析出规律及A3的影响。采用热模拟和扫描电镜研究钢中铌相的析出温度。计算结果表明,钛相的析出温度为1498℃,铌相析出温度为1251℃;随着钢中钛含量的增加,(Nb,Ti)C相析出温度和A3温度升高,但铌在钢中的固溶量降低;当钛的质量分数小于0. 08%时,Ti(N,C)相析出温度随钛含量增加而升高,但当钛的质量分数大于0. 08%时,相析出温度基本不变,钛在钢中的固溶量随钛含量增加而增加。     

固溶和时效处理时间对IN706合金组织与性能的影响

研究了增加标准的980℃1h固溶-825℃ 2.5 h稳定化-720℃8 h+620℃8 h时效的处理时间对IN706合金(/%:0.03C,41Ni,16Cr,1.6Ti,2.9Nb)组织和性能的影响。结果表明,固溶处理时间(1～3 h)的增加,主要影响合金的晶粒尺寸,从而影响合金的性能;随稳定化处理时间(2.5～5 h)的增加,η相析出增多,导致强化相形成元素减少,合金性能亦有所下降,并对合金塑性和韧性产生不良影响;增加一级(8～18 h)和二级(8～36 h)时效处理的时间,会促进γ"和γ’相的析出,并且其形态也会发生变化,进而对合金的性能产生影响,但固溶1～3 h,稳定化2.5～5 h,以及一级时效8～18 h,二级时效8～36 h时合金的力学性能指标均满足标准要求。     

Al,Ti,Nb,Mo含量对新型Ni-25Cr-20Co镍基合金中γ'和η析出相的影响

利用热力学计算软件Thermo-Calc分析了新型Ni-25 Cr-20Co镍基高温合金(/％:0.03C、25Cr、20Co、0.50Mo、1.38Al、1.38Ti、1.50Nb、余Ni)中可能的平衡析出相,得出该合金的平衡状态图和Al、Ti、Nb、Mo含量(分别为0.5％ ～2.5％)对γ’和η相析出行为的影响.结果表明,增加Al、Ti和Nb的含量可以提高γ '相的析出量,但Ti和Nb会促进η相的析出并扩大其析出温度范围,Co和Mo对两种析出相的影响较少.     

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。     

热处理对VST55531钛合金的组织和拉伸性能的影响

研究了固溶温度和时效温度对VST55531合金组织和拉伸性能的影响。结果表明：在本实验范围内,合金强度分别随固溶温度的提高和时效温度的提高而呈降低趋势,整体塑性较差,延伸率和断面收缩率分别在7．5％和17．0％以下。时效温度为550℃时,合金的极限抗拉强度都在1500MPa以上,尤其经830℃,1h固溶空冷并经550℃,8h时效的合金,其抗拉强度可达到1555MPa。在两相区固溶空冷的合金组织主要为8转变组织和初生。相,初生a相形貌为片状的。束域,时效时析出的次生a相有效地提高了合金的强度。     

Nb在高Ti中Al铁基高温合金的作用

探讨Nb在高Ti中Al铁基高温合金的作用，认为Nb参与了γ-相形成，增加γ-相数量，生成Ni3（Al、Ti、Nb）提高γ-相的固溶温度，从而实现第二相强化。同时，Nb促使碳化物相处于均匀弥散分布状态使合金组织均匀化并显著提高室温、700℃拉伸和持久强度，改善塑性。当Nb含量超过1．38％时γ-相析出达到平衡，μ-相结构发生变化，且数量增加，晶界小颗粒状、块状、链状、μ相析出脆化了晶界，降低合金塑性。     

Ti-Nb微合金化对低碳高强度钢组织和性能的影响

0.153Ti-0.038Nb和0.080Ti-0.062Nb两种Ti-Nb微合金化低碳钢(/%:0.061～0.075C、0.22Si、1.76～1.77Mn、0.002～0.003S、0.006P、0.003Als、0.003 8～0.004 2N、0.004 0～0.004 5O)由50 kg真空感应炉冶炼,轧成10 mm板,终轧温度880℃,水冷至630℃。试验结果表明,两种Ti-Nb微合金化钢的析出物均为(Nb,Ti)(C,N)复合析出物;当Ti含量由0.080%增加至0.153%,同时Nb含量由0.062%降至0.038%时,钢屈服和抗拉强度分别从558 MPa和653 MPa提高至633 MPa和756 MPa,屈强比、伸长率和断面收缩率变化较小。表明,添加Ti代替部分Nb进行复合微合金化可提高钢材强度,降低生产成本。     

宽温度范围内热处理对TB10钛合金微观组织和力学性能的影响

在宽温度范围内(200～1000℃)对TB10(Ti5Mo5V2Cr3Al)钛合金进行热处理,通过金相显微镜,扫描电子显微镜等观察了合金的微观组织并结合力学性能进行综合分析。结果表明:热处理温度为300℃时的颗粒状析出相,以及800℃时不均匀的长条状析出相,都是对合金塑性有害的微观组织;500℃时的层片状析出相对合金强度极为有利,而700℃时均匀的长条状析出相对合金塑性是有益的。通过优化的热处理制度对有益微观组织进行适当组合,可使合金具有良好的强度和塑性。经过800℃/1 hFC→760℃/WQ+500℃/8 h/AC的热处理,合金的抗拉强度为1340 MPa,断后伸长率为12.5%。     

热处理温度对Nb47Ti合金丝材组织和性能的影响

对Nb47Ti合金丝材进行了不同温度(750、800、850、900、950℃)的热处理,研究其微观组织结构、晶粒取向分布及性能的演变规律,结果表明:750℃×1 h/WQ热处理后的Nb47Ti合金具有最佳的强度与塑性匹配,其抗拉强度为586 MPa、断后伸长率为31.3%,断面收缩率为90.87%,维氏硬度为1 573 MPa;随着热处理温度升高,Nb47Ti合金晶粒呈长大的趋势,平均晶粒尺寸从29.3μm增加到89.8μm;热处理会明显改变Nb47Ti合金的取向差分布。     

新型奥氏体耐热不锈钢305B的高温力学性能和组织特征

试验305B钢(/%:0.048C、3.32Si、1.34Mn、19.46Cr、13.32Ni、0.46Nb),304钢(/%:0,050C、0.30Si、0.90Mn、18.05Cr、9.23Ni)和310S钢(/%:0.051C、0.44Si、1.17Mn、25.36Cr、21.32Ni)由200 kg真空感应炉熔炼。通过Gleeble-3800热模拟试验机、光学显微镜和透射电子显微镜研究了试验钢的500～1 000℃的高温力学性能和水冷后的组织,以及利用Thermo-calc软件得出305B钢在15%～25%Cr内的平衡相图。结果表明,在500～1 000℃305B钢屈服强度(500℃-261 MPa,1 000℃-45 MPa)高于304钢和310S钢,305B钢抗拉强度(500℃-536MPa,1 000℃-76 MPa)接近310S钢,但远高于304钢,305B钢NbC析出相使该钢具有高的高温强度;305B钢的高温断面收缩率高于310S钢,低于304钢。     

热处理对铸态Ti48Al2Cr2Nb1B合金组织和性能的影响

经真空自耗凝壳炉浇注得到Ti48Al2Cr2Nb1B合金试棒,通过显微组织观察和力学性能测试,研究了淬火及时效工艺对Ti48Al2Cr2Nb1B合金组织和性能的影响。结果表明,通过淬火+时效处理可以提高铸态Ti48Al2Cr2Nb1B合金的抗拉强度,但对其塑性的影响作用有限。经1 380℃×30 min/QC+1 240℃×6 h/AC处理后,Ti48Al2Cr2Nb1B合金可以获得均匀细小的双态组织,室温抗拉强度最高。     

固溶处理对690镍基合金组织和力学性能的影响

研究了1050～1150℃固溶处理对20 kg真空感应炉熔炼的690镍基合金(%:0.020C、29.93Cr、9.82Fe、0.19Al、0.25 Ti、0.023Nb、0.012Mo、0.004 2N)1.0mm冷轧板的组织和力学性能的影响。结果表明,当固溶温度从1050℃提高至1100℃,平均晶粒尺寸呈线性增长,从12μm提高到29μm,超过1100℃时晶粒尺寸快速增长,1150℃时平均晶粒尺寸达58μm;1090℃以上固溶处理时,合金中富铬碳化物完全溶解;690镍基合金主要强化机制为细晶强化,随固溶温度升高,合金室温抗拉和屈服强度分别从780 MPa和400 MPa降至662.5 MPa和250MPa,伸长率由40%提高至51.75%。     

固溶时效处理对SLM成形CoCrWMo合金组织与性能的影响

采用激光选区熔化成形工艺制备CoCrWMo合金,将合金在1 200℃固溶1 h后再分别在600,700,750,800和900℃下时效10 h,研究固溶-时效处理对合金组织与性能的影响。结果表明,SLM成形态CoCrWMo合金由FCC的γ相和HCP的ε相马氏体组成。在固溶时效过程中,发生γ相(FCC相)向ε相(HCP相)的转变,随时效温度升高,ε相马氏体含量增加,同时析出沉淀物M_(23)C_6(M=Cr,Mo,W)。在750℃时效的合金中,ε相比例为77%,表明时效处理可促进FCC→HCP马氏体的相变,所有时效态合金的显微硬度均明显高于固溶态合金的硬度。在750℃时效的合金,在兼顾伸长率的同时,强度提高,抗拉强度和屈服强度分别为1 076 MPa和820.8 MPa,伸长率达10.5%。     

热处理对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al合金组织和性能影响

通过扫描电镜(SEM), 光学显微镜(OM)和X射线衍射分析(XRD)等对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al(Ti5523)合金棒材分别经固溶和固溶时效处理后得到的微观组织, 相含量等进行分析, 结合性能数据, 分析了微观结构对性能的影响. 研究发现, 在720 ℃固溶0.5 h, 并在540 ℃时效6 h后, 获得了一种规则的垂直有序排列的亚结构, 这种网篮状亚结构起到了组织细化的作用, 从而使得断面收缩率非常高. 研究还发现, 两相区固溶后析出相不仅使得强度提高, 对材料的塑性也有贡献.     

T122耐热钢平衡相转变的热力学计算和分析

采用Thermc-Calc热力学计算软件，对820～1200℃时T122高铬耐热钢（％：0．11～0．12C，11．37～11．97Cr，1．90～1．93W，0．38Mo，0．86～0．90Cu，0．05Nb，0．19～0．20V，0．58～0．67N，0，0023～0．0028B）在820～1200℃的热力学平衡相及合金元素Cr、Al、Ti对6铁素体和主要析出相的影响进行了研究。结果表明，T122耐热钢残留有较多的6铁素体，其主要析出相为M23C6、Laves和MX。在950～1050℃时6铁素体最少，其含量为15．7％～18．9％。M23C6析出开始温度为940℃，Laves相为750℃，MX则较稳定为〉1250℃。Cr对δ铁素体含量影响很大，但对析出相影响较小。降低Al、Ti有助于降低δ铁素体含量，增加MX含量。     

Nb对Cr-Co-Ni-Mo系超高强度齿轮钢组织和力学性能的影响

所研究的Cr-Co-Ni-Mo齿轮钢(/%:0.05～0.15C,4.2～6.3Ni,14.5～16.2Co,4.2～6.4Cr,3.8～5.3Mo,0.8～1.5W,0.1～0.4V,≤0.005S,≤0.008P,不加Nb和加0.01～0.03Nb)由200 kg真空感应冶炼+真空自耗重熔冶炼,并轧成Φ50mm的棒材。试样经1 050℃ 1h固溶处理,油冷,-80℃ 2 h冷处理,再经560℃ 7h时效处理。结果表明,加Nb钢中,Nb在晶界或亚晶界以微合金碳氮化物存在,有细晶强化作用,加0.01%～0.03%Nb后钢的抗拉、屈服强度和冲击功分别由无Nb钢的1 850、1 598 MPa和22 J提高至2057、1 964 MPa和33J。     

高碳盘条V-Cr-Mo合金化对其组织性能的影响

在SWRH82B盘条中添加合金元素V、Cr和Mo,使82B盘条的各项力学性能得到改善,其中抗拉强度提高了约150 MPa,延伸率提高了约1%,断面收缩率提高了约7%。分析结果表明,微合金元素加入后,82B盘条强度的提高,主要是由于珠光体片层间距细化和铁素体片层固溶强化与析出强化的共同作用;延伸率和断面收缩率的提高,主要是由于珠光体球团的细化作用。