Nb含量对发动机用激光增材成形Inconel925镍基高温合金组织和硬度的影响

为拓展激光增材工艺(LAM)在Inconel925镍基高温合金加工与修复方面的应用,采用球磨合金化方法制备了Inconel925合金粉末,以LAM工艺加工不同Nb含量的Inconel925试样,分析了Nb含量对发动机用LAM成形Inconel925镍基高温合金组织和硬度的影响。研究结果表明:当Nb含量上升后,形成了更加明显的二次枝晶臂,随着Nb含量增大,开始形成清晰的二次枝晶臂;当Nb加入量提高后,沉积态试样中枝晶干γ相含有的Nb比例升高。经过固溶处理试样在显微组织方面存在显著差异性。当固溶温度上升后,在基体内溶入了更多的枝晶间Laves相,得到了更加均匀的组织。固溶态试样在显微硬度方面都表现为随Nb含量的升高而增大,在Nb含量11%时沉积态试样达到最高显微硬度。当固溶温度上升后,试样硬度降低趋势也变得更加平缓。     

Al、Ti含量对Inconel 718合金铸造组织和凝固行为的影响

采用差热分析(DSC)、光学显微镜、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射分析(XRD)测试手段,结合JMatPro模拟计算分析研究了Al、Ti含量对Inconel 718铸锭组织和凝固行为的影响。结果表明,不同Al、Ti含量Inconel 718合金的铸态组织均呈典型树枝状结构,枝晶间析出相主要由(γ+Laves)共晶相和少量M(C,N)构成。随着Al/Ti原子比的升高,铸态组织中黑色枝晶间区域数量明显增加,Laves相形态由块状向共晶筛网状转变,同时Laves相周围析出的针状一次δ相和枝晶间γ″相数量减少;Inconel 718合金的凝固次序没有改变,合金的液相线由1363.5℃(合金Ⅰ)降低至1358.7℃(合金Ⅲ),而Laves相初熔温度和MC相固溶温度变化不大(不超过1.4℃);Nb,Mo,Ti元素在枝晶间的偏析程度随着Al/Ti原子比的升高而减轻。热力学计算结果显示,增加Al/Ti原子比可以提高γ′相数量,降低γ″相的数量。改型合金的硬度值随着Al/Ti原子比的提高而增加,当Al/Ti=4.32且(Al+Ti)=3.1at.%时,硬度值达到了345HV,比Inconel 718母合金硬度提高了23.7%。     

TiCu_(0.5)Al_(0.5)Cr_(0.2)Ni_(0.1)高熵合金微观组织及性能研究

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对TiCu_(0.5)Al_(0.5)Cr_(0.2)Ni_(0.1)高熵合金的相组成、相形貌、元素分布进行了系统研究,利用显微维氏硬度计测量了合金在室温下的硬度,通过电子万能试验机对合金进行了室温压缩试验,并在实验室模拟环境下进行合金防腐防污性能研究。结果表明:TiCu_(0.5)Al_(0.5)Cr_(0.2)Ni_(0.1)高熵合金主要由六方晶系Ti(CuAl)_2组成,大块状Ti(CuAl)_2相间存在条状组织,条状为AlCu_2Ti相,条间为CuTi_2相。树枝晶(DR)内Al元素和Cr元素含量较高,枝晶间(ID)Ti元素含量高于枝晶区域,而Ni元素和Cu元素整体分布较均匀。枝晶间(ID)显微硬度平均值为772HV,树枝晶DR显微硬度为690HV,枝晶间(ID)显微硬度高于树枝晶(DR)的;室温压缩强度为1 091 MPa。合金耐腐蚀性能良好,60℃人造海水中合金腐蚀失重量仅为-0.000 05 g,并具备一定的防污功能。     

内燃机用激光增材制备GH4169镍基高温合金的组织及硬度

为了提高内燃机的耐高温稳定性,利用激光增材技术制备内燃机用GH4169镍基高温合金,测试分析固溶温度对其组织演变和硬度的影响。结果表明:激光增材制造GH4169合金形成柱状晶,Laves相基本生长在枝晶间。随着固溶温度升高到950℃后,部分区域生成了条纹形晶界,晶粒中的枝晶已经减少,试样晶粒明显细化。经过更高的固溶温度处理后,合金组织含有的Laves相比例发生了减小,同时其外形也从无规排列的长链结构转变至更加细小的颗粒。900℃固溶处理试样显微硬度高于沉积态;当固溶温度进一步上升时,试样显微硬度减小。当固溶温度上升后,合金基体内的Laves组织与δ相都发生了更大比例的溶解,引起试样显微硬度的减小。     

CrMoVNbFe_x高熵合金微观组织结构与力学性能

通过XRD,SEM,EDS分析和显微硬度测试,研究了Fe含量对CrMoVNbFe_x高熵合金铸态组织的相结构变化、微观组织和力学性能的影响。结果表明,随Fe含量的增加,合金相结构由单一的bcc结构固溶体逐步转化为bcc和σ两相结构。合金的铸态组织为典型树枝晶,Mo主要分布在枝晶内,Fe和Cr主要分布在枝晶间,随Fe含量的增加,Nb在枝晶间的含量增加。随Fe含量的增加,合金的组织显著细化,而且显著提高合金的硬度,最高硬度达到HV950。     

AlCoCrNiSi_x高熵合金微观组织结构与力学性能

通过XRD,SEM,EDS分析和显微硬度测试,系统研究了Si含量对AlCoCrNiSix高熵合金铸态组织的相结构变化、微观组织形貌特征和力学性能。结果表明:随Si含量的增加,合金相结构由单一的bcc1固溶体结构逐步转化为bcc1+bcc2结构共存,其中bcc1为AlNi基的固溶体,bcc2为CrSi固溶体。随Si含量的增加,合金的铸态组织由枝晶形态向胞状形态转变。微观组织中Al,Ni主要存在于枝晶内,Si则偏析于枝晶间。Si具有显著提高合金硬度的作用,硬度最大值达到HV991。     

时效温度对含准晶相Mg93Zn6Y1合金的组织及性能影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射及能谱分析,研究了铸态、固溶处理及在不同温度下时效处理的Mg93Zn6Y1合金的显微组织。发现铸态Mg93Zn6Y1合金显微组织主要由α-Mg和I相组成。经过固溶处理后,晶界处准晶相发生熔断,由铸态下的连续网状结构变为颗粒状。在不同的时效温度下,晶界处颗粒状准晶相长大且α-Mg晶内出现颗粒状准晶相。随着时效温度的升高,颗粒状准晶相发生长大,逐渐变为多边形状或鱼骨状。时效温度为300℃时,合金中准晶相大部分以颗粒状均匀分布在基体上。通过硬度及耐腐蚀性能测试,发现时效处理可大幅提高合金的硬度及耐腐蚀性能。其中,时效温度为300℃时效果最佳。     

Mg-Zn-xCu-Ce镁合金铸态组织与力学性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析了Cu元素对Mg-Zn-xCu-Ce合金铸态组织的影响,并用显微硬度仪测试合金的显微硬度。结果表明:Cu含量的增加可以显著细化晶粒。当Zn,Cu质量比小于1时,合金枝晶间共晶组织由薄层状α-Mg+CuMgZn组成;当Zn,Cu质量比等于1时,合金中出现Mg2Cu相,同时共晶组织开始粗化;随着Cu含量的升高(Cu质量分数大于Zn),合金枝晶间共晶组织由α-Mg+CuMgZn+Mg2Cu组成,在形态上由薄层状转变为蜂窝状。合金的显微硬度随着Cu含量升高而增加。     

热处理对化学沉积Ni-Zn(Fe)-P合金结构和性质的影响

通过差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学买验和失重买验研究了热处理对化学沉积Ni-Zn(Fe)-P合金结构、显微硬度、表面形貌和耐蚀性的影响。镀态镀层由非晶相和立方镍相组成(多晶态结构),在384．8℃晶化为四方Ni3P和Ni5Zn12相。镀层显微硬度随热处理温度升高而升高,相反地,500℃后随热处理温度升高而下降。在3．5％(质量分数)NaCl溶液中(pH7．0)镀态镀层的耐蚀性比经热处理过的镀层好。     

Nb元素含量对U-Nb合金显微组织和比热容的影响

U-Nb合金具有良好的耐腐蚀性、结构稳定性和加工性,是核领域重要的结构材料。制备了不同Nb元素含量的淬火态U-Nb合金,对其显微组织和比热容进行了研究。结果表明：淬火态U-2Nb合金中存在大量粗针状马氏体;随着Nb元素含量的增加,马氏体逐渐消失,U-Nb合金形成等轴晶组织;随着Nb元素含量增加和温度的升高,U-Nb合金的比热容逐渐增大;当温度超过650℃时,U-Nb合金发生了相变,比热容显著减小。     

LD7铝合金淬火敏感性及相变动力学规律

通过分级淬火的方法,结合所测LD7铝合金淬火态电导率和时效态硬度拟合出合金的时间-温度-转化率(TTT)曲线和时间-温度-性能(TTP)曲线。利用透射电镜(TEM)和Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程研究了铝合金等温淬火过程中的组织变化和相变动力学规律。结果表明:LD7铝合金TTT和TTP曲线的鼻尖温度均为350℃,孕育期约为2s,淬火敏感区间为290~410℃;等温保温过程中过饱和固溶体析出第二相粒子,鼻尖温度附近析出速率最快;随保温时间的延长,第二相富集长大且粗化,无沉淀析出区域变宽,晶界第二相连续化,导致合金强化效果下降;根据相变动力学方程拟合出的S曲线,解释了合金在350℃附近淬火敏感性最大以及淬火敏感区间合金第二相主要以针状形态析出的规律。     

淬火速率对Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金挤压棒材组织及硬度的影响

通过硬度测试、扫描电镜、透射电镜研究淬火速率对Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金挤压棒材组织及硬度的影响。结果表明:淬火速率低于100℃/s时,硬度开始明显下降;2℃/s淬火时,硬度下降了43%。淬火速率低于100℃/s时,随着淬火速率降低,冷却过程中(亚)晶界及晶内弥散粒子处非均匀形核析出η平衡相的数量和尺寸明显增加,时效强化效果明显降低。相同淬火速率时,晶内η平衡相尺寸大于晶界η平衡相尺寸。在所研究的淬火速率范围内建立起硬度值与η平衡相面积分数间的定量关系。     

时效温度对Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射、光学显微镜、透射电子显微镜、显微硬度和拉伸性能测试等手段,研究时效热处理温度对Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.5Zr合金组织和性能的影响。结果表明,Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.5Zr合金在200,250℃和300℃峰时效时,晶粒大小随时效温度的升高而逐渐增大,晶内颗粒状的第二相数量增多,硬度峰值出现的时间逐渐缩短。合金时效温度在200,250℃时,析出相为β′相,时效温度在300℃时,析出相为β相。合金在250℃峰时效时力学性能最优。在200,250℃峰时效热处理的合金在从室温到200,250℃和300℃拉伸过程中抗拉强度随拉伸温度的升高先升高后降低,出现了抗拉强度反常温度效应,而在300℃峰时效热处理后的合金未出现该反常现象。     

含Ag的Al-Cu-Mg基合金的断续时效特征

采用维氏硬度、拉伸力学性能测试、扫描电镜和透射电子显微镜分析手段,研究了断续时效对含Ag的Al-Cu-Mg基合金的组织和性能的影响。结果表明:185℃高温欠时效Al-Cu-Mg-Ag合金在低温进行二次时效时,会发生二次析出现象,合金塑性显著提高。随着185℃欠时效时间的延长,合金二次时效初始硬度升高,峰值时间缩短,峰值硬度增量降低。二次时效温度为65℃时,合金中主要强化相为G.P.区和少量的Ω相,其峰值强度硬度低于T6态,提高二次时效温度至150℃,合金主要强化相为Ω相和少量的G.P.区,其峰值强度硬度略高于T6态。     

Effects of Pre-Ageing Treatment on Subsequent Artificial Ageing Characteristics of an Al-1.01Mg-0.68Si-1.78Cu Alloy

The influences of pre-ageing temperature and natural ageing time on subsequent artificial age hardening behavior and precipitation sequence of new type Al-1.01Mg-0.68Si-1.78Cu alloy were investigated by hardness test, differential scanning calorimetry (DSC) test and transmission electronic microscopy (TEM) observations. When pre-ageing temperature is 20℃ (natural ageing), the peak hardness of subsequent artificial aged alloy is lower than that of T6 treated alloy (negative effect), while a positive effect a...     

Effect of heat treatment on microstructure and property of Fe‐Cr‐B alloy

In this article, the effect of heat treatment in different quenching temperature on microstructure and hardness of Fe‐Cr‐B alloy was studied, by contrast with boron‐free Fe‐Cr alloy. The results indicated that microstructure of boron‐free Fe‐Cr alloy consisted of the martensite and a few (Cr, Fe)₇C₃ type carbide. The microstructures had no obvious change with the increase of quenching temperature, but its hardness increased from 51.5 HRC to 60.8 HRC. When boron element was added into the Fe‐Cr alloy, the netlike eutectic structure began to break and spheroidizing after quenching, in which the borocarbide turned into spherical groups and network Fe₂B phase was broken. Moreover, the portion of martensite increased, and the amount of secondary carbide decreased, and the size of secondary carbide began to largen after quenching. When the quenching temperature reached 1100°C, secondary carbide particles dissolved in the matrix wholly. The hardness of Fe‐Cr‐B alloy increased with the increase of quenching temperature below 1050°C. The hardness of sample containing 2.0% B and quenching at 1050°C reached 66.7 HRC. The hardness of Fe‐Cr‐B alloy had no obvious change when quenching temperature continued to increase. After tempered at 200°C, the microstructure of Fe‐Cr‐B alloy had no significant change and its hardness had slight decrease. The hardness of sample containing 2.0% B tempered at 200°C reached 63.9 HRC.     

2A02铝合金过烧组织特征及金相检验技术的改进

为了更精确地评定铝合金过烧组织,以2A02变形铝合金为例,通过过热淬火处理制取金相试样,对传统的金相检验方法进行了技术改进,并对过烧组织特征及力学性能进行了分析。结果表明:使用体积分数为05.%的氢氟酸浸蚀试样有助于在光学显微镜下准确地判定临界过烧组织;扫描电镜和能谱分析可以帮助操作人员准确区分临界过烧状态组织的特征和相。2A02铝合金在510℃以下固溶的显微组织正常,硬度随固溶温度上升稍有增加;在510℃以上固溶时,会逐渐出现初熔小球,有轻微过烧现象;在520℃时出现断续网状复熔、晶界,为典型的过烧组织;在530℃时晶界复熔加粗,出现大尺寸复熔球,为严重过烧组织;在550℃时,局部复熔球变成空洞;铝合金在过烧后,其硬度和耐腐蚀性急剧下降。     

Decomposition behaviour of rapidly quenched Al–Nb alloys– TEM study

Abstract

Two binary Al-rich Al–Nb alloys containing 4·5 and 7·7 wt-%Nb have been rapidly quenched from the liquid state using the ‘gun’ technique. Transmission electron microscopy and diffraction techniques have been extensively employed to characterize the as quenched as well as externally heat treated alloy foils. Each alloy in the as-quenched state shows only a supersaturated solid solution, indicating a substantial increase in the solid solubility limit of Nb in Al by rapid quenching. Elongated solid solution grains and defect structures have also been observed in the as-quenched foils. While no precipitation was found to occur on annealing the quenched dilute alloy (Al–4·5Nb) foils for 1 h at 673 K, precipitation along grain boundaries was observed in the concentrated alloy (Al–7·7Nb). Higher temperature annealing (≥773 K) resulted in the formation of a new metastable phase having an ordered fcc GeCa₇ type structure with a lattice parameter a ~ 0·8 nm. This phase forms predominantly with a rodlike morphology and is arranged in a Widmanstätten pattern inside the grains, although fine precipitate particles have also been observed. On prolonged annealing at or above 773 K, the metastable phase transforms with the formation of the equilibrium tetragonal Al₃Nb phase.

MST/391     

X-ray and Magnetoresistance Measurements of Electrodeposited Cu-Co Granular Films

Granular CoxCu1-x alloy films were prepared by electrodeposition at room temperature directly onto semiconducting Si substrate. X-ray diffraction (XRD) revealed that the as-deposited films formed single phase metastable fcc alloy structure. The fcc lattice parameter αwas found to decrease linearly with increasing Co concentration x in the studied range. The giant magnetoresistance (GMR) of the films was improved after annealing. Pure Co fcc diffraction peaks were observed in the diffractogram of the annealed sample, indicating phase separation occurred upon annealing. The optimal annealing temperature was 450℃. The maximum of magnetoresistance (MR) ratio 8.21% was obtained for the Co20Cu80 thin film after annealing at 450℃for 1 h. The saturation field decreased upon annealing in the MR curves of Co20Cu80 film.     

激光熔覆添加碳化钨的镍基合金层的组织和硬度研究

为促进激光熔覆在金属材料表面改性中的进一步应用,利用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和电子探针微区成分分析,研究了Q235钢基体上激光熔覆添加有WC的Ni基合金层的特性及其演变,讨论了熔覆层合金成分和显微硬度的变化规律,力求得到熔覆粉的最佳WC含量.结果表明,当添加WC低于30%(质量分数)时,激光熔覆不出现裂纹;而当WC质量分数增加到30%(质量分数)时,熔覆层平均硬度增加,出现裂纹.在熔覆层中WC完全熔化并溶解,凝固组织主要由枝晶和枝晶间共晶组成,熔覆层呈胞状或条带状快凝亚稳的两相组织.