变形速度及晶粒度对GH4169合金高温拉伸性能和组织的影响

研究了温度、变形速度、原始晶粒度对GH4169合金高温拉伸性能和组织的影响.随变形速度的提高,合金的强度升高,塑性下降.原始粗晶组织的强度明显高于原始细晶组织的相应值,而塑性则有不同程度的下降.在动态再结晶温度以上的950～980℃,原始细晶组织试样的适量变形区具有均匀的10～13级晶粒.890℃、950℃和1030℃适量变形区在正常热处理后晶界δ相分别呈现大量聚集针状、适量短棒和小颗粒状以及少量小片状和薄膜状的析出特征.在热模锻条件下,选用合适的细晶坯料和950℃左右的模具温度,预计锻件可获得均匀细小的晶粒、良好的晶界状态及性能.     

细晶Ti-6Al-4V合金的超塑性变形行为与组织演变

对不同温度下退火处理后的细晶TC4合金板材进行超塑性拉伸变形,研究该合金在750~850℃,应变速率为3×10-4~1×10-3 s-1条件下的超塑性拉伸变形行为,分析晶粒尺寸、变形温度和β相含量对合金性能的影响。结果表明:退火后的(α+β)型细晶Ti-6Al-4V合金表现出良好的超塑性,并且晶粒越细,最佳超塑性变形温度越低。晶粒直径为2.5μm、β相含量(体积分数)为9.6%的TC4合金在温度为800℃、应变速率为1×10-3 s-1的变形条件下,伸长率最大,达到862%。不同晶粒度合金的应变速率敏感系数m均随变形温度升高先上升后下降,最高达0.61。β晶粒处于α晶粒三叉晶界处,升温或拉伸变形时聚集并沿α晶界长大,形成细长的β晶粒并逐渐变粗大,因此在900℃以上高温下合金的超塑性变形能力降低。     

预变形对Cp276型Al—Li合金拉伸性能的影响

研究了预变形程度对Ｃｐ２７６型ＡｌＬｉ合金拉伸性能的影响。实验结果表明：预变形改变了合金的拉伸性能，使合金的拉伸强度明显提高，时效峰值提前，但塑性下降。随着预变形程度的增加，强度峰值也越大，时效峰值到来的时间也越短。同时，预变形增加了位错密度，却降低了位错的可动性，加剧了变形的不均匀性，使沿晶断裂倾向性增大。     

冷变形和热处理对GH169合金性能及组织的影响

研究了冷变形与热处理工艺对ＧＨ１６９合金组织和性能的影响。结果表明，随着冷变形量的增加，合金的强度提高、塑性下降、晶粒细化；冷变形后经直接时效处理，合金的强度最高、塑性明显下降；冷变形合金经固溶及时效处理后，随着固溶温度的升高，合金的晶粒粗化、强度降低、塑性升高。     

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。     

加工工艺对TC8钛合金组织和拉伸性能的影响

测试了TC8合金在不同轧制温度和热处理工艺下的室温及500℃下的拉伸性能,观察了合金的显微组织。结果表明,合金的拉伸性能主要与轧制的变形量和热处理的冷却速度有关,空冷可以获得较佳的强度与塑性的结合;变形量越大,所获的合金室温拉伸性能越高,而变形量在70％以上可以获得较好的高温（500℃）拉伸性能。     

β单相区固溶温度对Ti-55531合金组织及性能的影响

研究了β单相区不同的固溶温度对Ti-55531合金片层组织参数及力学性能的影响规律。结果表明,经不同温度固溶处理,再经相同的时效处理后,合金的β晶粒尺寸随固溶温度的改变而改变,进而影响时效析出α片的含量及尺寸,最终导致合金力学性能的差异。当固溶温度在830～900℃之间时,随着固溶温度的升高,原始β晶粒尺寸增大,后续时效析出的α片长、宽及长宽比均先增大后减小,合金强度直线下降,塑性先降低后增加。固溶温度为860℃时,合金对应的强度塑性匹配最好。合金的断裂失效机制为以微孔聚集为主,沿晶开裂和穿晶断裂并存的混合断裂机制。     

碳对GH4199合金组织及拉伸性能的影响

采用金相显微镜和扫描镜研究了不同碳含量的GH4199合金的显微组织，采用拉伸实验测定了合金的室温拉伸性能，研究了碳含量对显微组织及拉伸性能的影响。结果表明，调整碳含量明显改变合金的晶粒度及碳化物的形状和类型，影响合金的室温拉伸性能；合适的碳含量可以阻止晶粒度长大，并且形成类球状的碳化物，有利于合金的强度、塑性的良好匹配。     

热挤压对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响

研究了热挤压温度、挤压比、挤压速度、挤压前预处理对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响规律,确定了获得晶粒尺寸小于10 μm的超塑性细晶组织的热挤压方法。研究结果表明,热等静压后FGH96合金发生了再结晶,实现了粉末的完全致密化成形,但晶粒大小极不均匀,且存在明显的原始颗粒边界(PPB)缺陷。采用热挤压前预处理工艺在确保合金晶粒不长大的同时,又可使γ'相粗化,显著降低热挤压变形抗力。随着挤压温度的升高,合金晶粒尺寸呈长大趋势。挤压温度为1 080 ℃时,获得平均晶粒小于10 μm的完全再结晶超塑性组织,挤压温度继续升高,晶粒尺寸将明显长大。随着挤压比的增大,挤压载荷明显增大,采用大于6∶1的挤压比,有利于获得平均晶粒小于10 μm的完全再结晶超塑性组织。载荷随热挤压速度的升高而增大,在保证合金组织为细晶的条件下,应尽量选择较低的挤压速度。由于在热挤压过程中合金已发生了完全的动态再结晶,未观察到明显的取向,力学性能测试结果也表明沿着挤压方向和垂直于挤压方向的性能相当,说明不同挤压方向的微织构对性能没有明显影响。     

钼镧合金和TZM合金的高温性能

研究了钼镧合金和TZM合金在1000～1800℃的高温性能和相应的组织.结果表明小于1400℃的情况下,钼镧合金有较高的强度和塑性的综合性能,当温度大于等于1400℃时,其抗拉强度明显降低,同时塑性也有明显的下降.而随着测试温度的提高,TZM合金的抗拉强度降低,但是其塑性升高,这一点和钼镧合金恰恰相反.同时,不管是强度还是塑性,TZM合金较之相同温度的钼镧合金有明显的优势.组织观察表明这两种钼合金在1100℃开始再结晶,一直延续到1550℃,并且其再结晶晶粒都呈现拉长的组织,这明显不同于纯钼再结晶状态下的等轴晶粒.     

高强Al—Li合金的高温拉伸性能

研究了一种高强Ａｌ－Ｌｉ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｚｒ合金薄板材料，在１００￣２５０℃时的高温拉伸性能和高温变形特征。实验结果表明，合金在２００℃拉伸时屈服强度可达室温屈服强度的７０％以上，显示出良好的高温拉伸性能。高温变形时的强化与被切割的δ＾９粒子，重新恢复有序结构以及热激活形成的交滑移障碍有关。随着变形温度提高，时效前的预变形引起的强化作用减弱。高温变形时，形成以位错网络和胞状亚结构为特征变形组织。     

W-Re-HfC合金的界面反应及高温拉伸性能

采用氢气烧结结合热等静压致密化制备了W-Re-0.3HfC及W-Re-0.5HfC合金,并对其微观组织、界面扩散与反应、高温拉伸性能及断口形貌进行了观察与测试。研究结果表明,通过热等静压致密化处理后,W-Re-HfC合金相对密度明显提高,达到96.1%以上,合金晶粒尺寸小于20μm,HfC颗粒弥散分布在合金晶内及晶界处。能谱分析发现,HfC在烧结过程中与H_2发生缓慢反应,出现C向W基体中的扩散现象,同时C在晶界处的偏聚也降低了晶粒界面的结合强度。高温拉伸结果表明,HfC含量从0.3%增加到0.5%,使W-Re-HfC合金的高温强度及塑性同时得到改善,随拉伸温度从1 300℃升高到1 500℃,合金塑性变形能力明显增加。W-Re-HfC合金高温拉伸断口呈韧窝状,HfC颗粒分布在韧窝底部。     

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.     

连轧变形量对GH4169合金棒材组织与性能的影响

在最近引进的我国第一台高合金钢连轧生产线上研究了轧制变形量对GH4169合金棒材组织和性能的影响。结果表明：与传统的横列式轧机不同,连轧过程中合金的内升温效应较大。在本试验条件下,变形量过小,不利于合金晶粒细化,并在近表面部位残存未再结晶的原始拉长晶粒;如果变形量过大,则由于内升温引起终轧温度升高,晶粒显著粗化,并使晶界6相显著减少,从而大幅度降低高温塑性和持久寿命。只有变形量适当,才能在棒材各部位完成动态再结晶的同时,获得9级以上的细晶组织和合适的6相析出状态,使合金获得良好的综合性能。     

冷加工率对Ti-35合金组织性能的影响

研究了冷加工率对Ti-35钛合金板材组织性能的影响。结果表明：Ti-35钛合金板材随着冷加工率的增加，拉伸强度增高，塑性下降，这是符合一般规律的。然而，当冷变形率达80％，塑性仍然保持在16％，证明这是一种高塑性合金，随着冷变形量增加，晶粒被拉长。当变形率达60％～80％时，晶粒呈纤维化，经退火后发生再结晶，晶粒等轴化，并伴随着合金塑性的提高。     

径锻温度对GH4169合金棒材组织与性能的影响

研究了不同加热温度、终锻温度对GH4169合金Φ130mm径锻棒材组织和性能的影响。结果表明,加热温度和终锻温度过低时,棒材心部虽然获得了细于ASTM11级的晶粒,但表面甚至R/2处会因变形温度低于动态再结晶温度而残留部分原始拉长晶粒;同时δ相大量析出,不利于合金的综合性能。加热温度和终锻温度过高时,因原始晶粒在加热过程中过分长大,在变形过程中难以全部完成动态再结晶而残留部分原始拉长晶粒;同时δ相显著减少,合金的高温综合性能显著下降。在合适的加热温度和终锻温度下,棒材心部获得了均匀的10级晶粒,同时边缘获得了完全再结晶的11级晶粒,各部位δ相差异较小且基本呈颗粒状和短棒状在晶界均匀弥散分布,合金具有良好的低温、高温综合性能。     

通过控制δ相以优化IN718合金锻件的组织和性能

在试验研究工作的基础上，提出了通过控制8相获得细晶组织的IN718合金锻件的锤上锻造工艺(以下简称细晶锻造工艺)。通过光学金相检验，室温和650℃拉伸试验，650℃光滑和缺口持久试验研究了细晶锻造工艺对IN718合金锻件的组组和性能的影响。试验结果表明。所提出的工艺可获得晶粒尺寸11μm(ASTM10级)以下，且晶粒组织均匀的IN718合金锻件。锻件的力学性能指标能达到，甚至超过DA锻造工艺生产的IN718合金锻件的水平。上述结果是由于，所提出的锻造工艺要求在终锻工序之前，坯料在900℃保温4h，即进行所谓中间热处理，以使8相适当析出，形成魏氏体组织。这种组织，一方面，保证终锻后锻件的晶粒细小而均匀，从而达到要求的强度指标；另一方面，使8相在终锻后直接时效过程中在晶界上呈不连续的颗粒或短棒状分布，从而使锻件的持久性能满足技术条件的要求。     

温度对铍力学性能的影响

研究了铍从室温(25℃)~800℃温度范围的准静态拉伸/压缩力学性能。结果表明,室温下退火态铍的拉伸强度高于未退火的铍,且屈服强度和抗拉强度之间的差距很小。在200~400℃之间铍的塑性随试验温度的升高而增大,并在400℃附近达到最大值,继续升温铍的塑性开始下降。高于600℃拉伸时,铍的应力-应变曲线表现出一定的流变特征,其拉伸强度和加工硬化行为随温度的升高逐渐降低。铍在压缩时会产生明显的塑性变形,该结果表明铍的室温拉伸与压缩性能具有明显的不对称性。回收试样的扫描电镜(SEM)分析结果表明,室温下铍的拉伸断口呈穿晶解理断裂,400℃附近为微孔聚集型断裂,同时铍的晶粒被明显拉长,高于400℃后出现晶间断裂。铍试样轴向剖面的金相(OM)照片表明,拉伸试样在400℃晶粒被明显拉长,而在室温和700℃晶粒形状无明显变化。铍室温压缩面的晶粒与压缩前相比明显变长,室温压缩前后X射线衍射(XRD)分析结果表明,压缩变形后铍的组织与压缩前相比产生了明显的择优取向。     

热处理温度对TA7钛合金板材组织与力学性能的影响

研究了TA7钛合金板材热加工态和经750、800、850℃3种不同温度热处理后的显微组织、室温拉伸性能、弯曲性能、高温拉伸性能和高温持久性能。结果表明，热加工态TA7钛合金板材横向存在不均匀组织，纵向有较多拉长α晶粒；经750℃热处理后板材拉长α晶粒转变为等轴状；经800℃热处理后板材横向与纵向均为均匀、细小的等轴组织；经850℃热处理后板材晶粒发生长大。热处理后板材强度降低，塑性增加，弯曲性能和高温持久性能均满足GJB 2505A—2018标准要求；随着热处理温度的升高，板材室温拉伸强度和高温拉伸强度均逐渐降低，经850℃热处理后板材的500℃高温拉伸强度已不能满足要求。为了获得均匀、细小的组织及良好的力学性能，TA7钛合金板材宜采用800℃热处理。     

热处理对Fe-Ni合金丝力学性能和膨胀特性的影响

分别采用X射线衍射、金相显微镜、原子力显微镜和透射电镜等组织表征手段以及室温拉伸和热膨胀系数测试等性能测试方法,对比研究了高温退火、低温时效处理对冷拔Fe-Ni合金丝微观组织演变、拉伸强度以及热膨胀系数的影响.研究结果表明:原始丝材强度高,但是室温热膨胀系数较大;而950℃退火导致晶粒粗化以及位错密度降低,虽然室温热膨胀系数低,但强度不足.相比之下,500℃较低温度的时效处理,能获得最优的强度/热膨胀系数组合(1189 MPa/0.2×10-6℃-1).对Fe-Ni合金丝相应的强化机制以及热膨胀系数的影响因素分别进行了讨论分析,分析结果表明:细晶强化与位错强化是该合金丝的主要强化机制,而热膨胀系数则主要受溶质原子-位错交互作用影响.揭示出,合适的热处理工艺选择对于Fe-Ni合金丝力学性能/热膨胀性能优化具有重要意义.