440C钢管热处理轴向尺寸变化规律与工艺控制

研究了不同工艺热处理后对440C钢轴向尺寸的变化规律,分析了尺寸变化机理,并提出了轴向尺寸变化率最小的热处理工艺参数.试验结果表明,退火和回火后试样轴向尺寸收缩,且随着退火和回火温度的升高,轴向尺寸的收缩量增大.淬火和冷处理后试样轴向尺寸增大,随着淬火温度的升高和冷处理前存放时间的延长,轴向尺寸伸长量减小.轴向尺寸伸长是马氏体相变引起的组织应力大于热应力所致;而热应力单独作用时导致轴向尺寸减小.推荐热处理工艺为163℃×2h去应力退火+850℃×1.5h退火+1050℃×15min淬火+16h后-75℃×2h冷处理+190℃×2h回火.     

工程油缸缸筒变形控制技术研究

工程油缸附件焊接容易引起刮滚后圆度超差,造成缸筒变形。从调整刮滚参数、不焊接附件、先焊缸底后焊附件、增加时效和精修缸筒孔口倒角五种工艺方案逐项论证,详细分析了因缸筒变形造成圆度超差的原因并制定相关控制措施。结果表明:增加时效和精修缸筒孔口倒角都可以有效控制缸筒附件焊接带来的热应力变形。但在保证圆度≤0.08 mm的情况下,与增加时效相比,采取精修缸筒孔口倒角措施既能减少时效、抛丸、底漆等工序,又可节约成本,提高生产效率。     

应变时效及去应力退火对未扩径钢管力学性能的影响

通过对应变时效去及去应力退火前后未扩径钢管拉伸、冲击、硬度、导向弯曲试验的对比,分析了应变时效及去应力退火对未扩径钢管力学性能的影响。结果表明,对未扩径的钢管先经过250℃应变时效,再经过600℃去应力退火后,未扩径钢管的力学性能得到改善,表现为母材的屈服强度、抗拉强度及伸长率升高,屈强比略有减小;焊缝的抗拉强度和硬度得到提高。母材、焊缝及热影响区的冲击性能略有下降,下降幅度对其冲击性能不会造成较大影响。经应变时效及去应力退火后焊缝弯曲试样未出现裂纹。合理的应变时效及去应力退火,可提高钢管的综合力学性能,且可以充分消除焊接残余应力。     

退火工艺对AZ31镁合金熔焊接头残余应力及微观组织的影响

采用不同去应力退火工艺(T=250、350、400℃,t=1~4 h)对AZ31镁合金焊接接头进行真空热压去应力退火处理,采用盲孔法研究镁合金焊接接头退火前后的残余应力变化规律,利用金相显微镜观察接头显微组织。结果表明:经真空热压去应力退火后,镁合金焊接接头残余应力消除效果显著,且退火温度越高,残余应力越低,应力松弛效果越好,350℃时,接头应力松弛率达到85%以上;保温时间对接头残余应力的松弛影响并不显著;随着退火温度的升高,接头显微组织呈现规律性变化,当温度在350℃以上时,晶粒显著长大,且β-Mg17Al12相显著增加;保温时间越长,晶粒平均尺寸越大;最后得到AZ31镁合金焊接接头的真空热压去应力退火最佳工艺为350℃×1 h。     

过共晶铝硅合金汽缸在不同时效制度下的高温变形研究

研究了A390过共晶铝硅合金汽缸在人工时效处理过程中的组织特征,得出了较为合适的时效温度。对压铸A390铝合金汽缸进行了230℃/0~4 h的时效处理,并对不同热处理下汽缸缸径变形量进行了测量。结果表明:A390铝合金汽缸在230℃/1 h时效处理后,可获得较小的高温变形量,此时汽缸内径的真圆度和圆柱度分别为21、15μm,符合汽缸的规范要求。延长时效时间,汽缸的真圆度和圆柱度无太大变化。     

时效对ADC12压铸铝合金组织和性能的影响

通过微观组织观察、拉伸性能测试和尺寸稳定性测试等研究了时效工艺对ADC12压铸铝合金微观组织、力学性能和尺寸稳定性的影响。结果表明,随时效时间或温度增加,合金内部逐渐弥散析出强化粒子相,合金强度呈上升趋势;进一步增加时效时间或温度,强化粒子相开始聚集长大,合金强度下降。在时效后的保温处理过程中,影响试样尺寸的因素主要有两个,一是残余应力,二是固态相变。时效温度较低或时间较短时,残余应力消除造成的试样尺寸变长占据主导地位,试样尺寸伸长。随时效时间或温度增加,固态相变造成的试样变短占据主导地位,试样尺寸变化由正值转为负值,即试样缩短。综合考虑合金的拉伸性能、经济效益及尺寸变化尽量小的原则,ADC12合金合适的时效工艺为200~220 ℃×4 h或220~240 ℃×2 h。     

自然时效对Al-Zn-Mg合金型材抗应力腐蚀性能的影响

采用电导率实验与慢应变速率拉伸实验研究自然时效对Al-Zn-Mg合金型材应力腐蚀断裂的影响,通过扫描电镜、透射电镜等显微组织分析揭示其性能变化的机理。结果表明:Al-Zn-Mg合金型材的电导率随着自然时效时间的延长呈下降趋势,停放至28 d左右基本达到稳定状态,稳定后合金的内、外表层电导率分别为32.20(IACS)%与31.50(IACS)%。自然时效后再进行人工时效((90℃,12 h)+(169℃,11 h)),Al-Zn-Mg合金型材的抗拉强度(R_m)随自然时效时间的延长而显著降低,但合金的抗应力腐蚀性能明显提高;自然时效后,合金内晶界无沉淀析出带变宽(PFZ),晶界析出相尺寸与间距变大。     

不同处理工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊接头残余应力的影响

采用三种去应力退火工艺和三种振动时效+去应力退火工艺对6005A激光-MIG复合焊接头进行处理,并采用X射线衍射法对处理后的焊接接头进行了残余应力测量,比较不同处理工艺条件下焊接接头的应力消除率。结果表明,振动时效和去应力退火均可有效降低焊接接头残余应力。复合处理工艺比单一处理工艺对焊接接头残余应力的消除效果更为显著。单一处理工艺中退火温度为220℃,保温4 h的应力消除效果最好;复合处理工艺中,振动时效20 min+220℃去应力退火(保温4 h)的应力消除效果最佳。     

Ti-Ni-V形状记忆合金超弹性研究

采用拉伸和应力-应变循环实验研究了退火温度、时效温度、时效时间、形变温度和应力-应变循环对Ti-50.8Ni-0.5V(原子分数,%)形状记忆合金超弹性(SE)的影响。随退火温度的升高,合金的应力诱发马氏体临界应力(σM)先减小后增大,超弹性残留应变(εR)先增大后减小再增大,为了获得优异的室温SE,退火温度应取500~600℃。随时效温度的升高,合金的σM降低,εR增加,SE变差;随时效时间延长,300℃时效态合金的SE稳定,400和500℃时效态合金的SE变差。随形变温度的升高,σM增加,SE改善。随循环次数增加,400℃退火态合金的SE稳定;500℃退火态合金的σM降低;600℃退火态合金的SE由非线性向线性转变。     

时效对Ti-50.8Ni-0.1Zr形状记忆合金显微组织、拉伸性能和记忆行为的影响

用TEM和拉伸实验研究了时效工艺对Ti-50.8Ni-0.1Zr形状记忆合金显微组织、拉伸性能和形状记忆行为的影响.300、400和500℃时效态Ti-50.8Ni-0.1Zr合金中Ti3Ni4析出相分别呈颗粒状、透镜状和长条状,时效温度比时效时间对析出相形态、尺寸和弥散度的影响更大.时效处理后合金的强度升高,塑性降低.随时效时间(tag)延长,300℃时效态合金抗拉强度(Rm)升高,断后伸长率(A)降低;400℃时效态合金Rm先升后降,A先降后升;500℃时效态合金Rm降低,A升高.300℃时效1～50 h和400℃时效1 h的合金呈现良好的超弹性,400℃时效5～50 h和500℃时效1～50 h的合金呈现良好的形状记忆效应.随tag延长,300℃时效态合金的应力诱发马氏体相变临界应力降低,能耗升高;400和500℃时效态合金的马氏体再取向应力和能耗均降低.     

连杆衬套旋压尺寸精度分析

针对现有连杆衬套旋压成形工艺存在的尺寸精度控制难导致的工艺制定周期长、后续加工材料去除量大、人力物力浪费严重等问题,采用单因素试验设计方法,以旋压件的扩径量和壁厚偏差作为尺寸精度的评价指标,获得了减薄率、进给比以及旋压后工件的退火温度对工件尺寸精度的影响规律。结果表明:随着减薄率的增加,扩径量和壁厚偏差均增大;进给比对工件靠近口部的扩径量影响显著,较小的进给比有利于减小口部扩径,随着进给比增加,壁厚偏差先增大后减小;退火温度的变化对工件靠近底部和口部的扩径量的影响程度明显高于工件中部的扩径量,对壁厚偏差的影响可以忽略不计。     

蠕变时效制度对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响

基于回归再时效(RRA)工艺,提出一种新的回归－应力时效制度(RSA)用于Al-Zn-Mg-Cu合金。系统研究了应力时效制度(时效时间和应力)对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响。透射电镜(TEM)观察结果表明：在回归处理后,合金内部存在大量的基体析出相(MPts)和轻微不连续的晶界析出相(GBPs)。时效时间和应力对回归态合金析出相的影响十分显著。随着时间和应力的增加,基体析出相的尺寸增加而密度减少;同时,晶界析出相的尺寸、间距和无沉淀的宽度也增加。相比于回归再时效工艺,回归-应力时效工艺使得晶内析出相尺寸增加,无沉淀析出带变窄且晶界析出相更不连续。     

真空去应力退火对TC18钛合金残余应力及组织性能的影响

在不同温度和时间下对TC18钛合金进行真空去应力退火处理,研究TC18钛合金真空去应力退火前后力学性能及残余应力的变化规律,观察去应力退火后的金相组织和拉伸断口形貌。结果表明:经真空去应力退火后,TC18钛合金的抗拉强度和屈服强度降低,冲击韧性、断裂韧性、伸长率和断面收缩率提高;残余应力消除效果显著;随着退火温度的升高,合金显微组织呈现规律性变化;当温度达到650℃以上时,α相明显减少,亚稳定β相显著增加,导致其强度下降,与力学性能测试结果相吻合;合金塑性提高,与断口形貌分析一致;最后,得到TC18钛合金的真空去应力退火制度为600～650℃和1～4h。     

蠕变时效制度对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响（英文）

基于回归再时效(RRA)工艺,提出一种新的回归-应力时效制度(RSA)用于Al-Zn-Mg-Cu合金。系统研究了应力时效制度(时效时间和应力)对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响。透射电镜(TEM)观察结果表明:在回归处理后,合金内部存在大量的基体析出相(MPts)和轻微不连续的晶界析出相(GBPsi时效时间和应力对回归态合金析出相的影响十分显著。随着时间和应力的增加,基体析出相的尺寸增加而密度减少;同时,晶界析出相的尺寸、间距和无沉淀的宽度也增加。相比于回归再时效工艺,回归-应力时效工艺使得晶内析出相尺寸增加,无沉淀析出带变窄且晶界析出相更不连续。     

SnAgCu/Cu钎焊接头等温时效下组织性能分析

Sn3.0Ag0.5Cu/Cu钎焊接头在125,150,175℃三种温度下分别进行了36,72,216,360,720 h等温时效,对钎焊接头微观组织及力学性能在时效过程中的演变规律进行了研究.结果表明,界面金属间化合物(IMC)在横截面上呈细小锯齿状,随着时效温度升高及时间延长,界面IMC的尺寸不断增加,增长速度随时效温度升高而增加,随时效时间延长而减小.界面IMC齿数不断减少、齿径变大、齿高变长、齿距变宽.分析得出一种科学的表征界面IMC尺寸的方法.计算时效后界面IMC层等效厚度,发现界面IMC层的等效厚度与时效时间及温度之间具有一定的数学关系,同时可计算出界面IMC的生长激活能为88 kJ/mol.此外研究了时效对钎焊接头抗拉强度的影响,随时效时间增加接头抗拉强度先增大后减小,这主要与接头残余应力释放及界面IMC的演变有关.     

基于工作温度8Cr4Mo4V钢制轴承外套圈尺寸及应力变化特征分析

测定了8Cr4Mo4V钢制直壁圆筒形轴承外套圈在不同工作温度下内外径尺寸及表面残余应力的变化特征,分析了引起轴承外套圈尺寸变化和表面残余应力变化的因素,并对轴承外套圈进行了微观组织观察。结果表明,在不同工作温度下,保温300 h后轴承外套圈的尺寸均增加1~2 μm,轴承外套圈外径的尺寸变化量大于内径尺寸变化量;工作温度下残留奥氏体转变为马氏体,马氏体深度回火,均会使轴承外套圈内径表面残余压应力增加。工作温度为150 ℃时,内、外径表面残余压应力绝对值增加幅度最大,随着工作温度的提高,表面残余压应力绝对值增加幅度降低。轴承外套圈内外径表面残余压应力的增大是由于轴承钢中残留奥氏体转变为马氏体,发生体积膨胀引起的。马氏体发生深度回火导致体积收缩,外套圈内外径收缩尺寸量不同将引起内外径表面的残余压应力值变化不同,尺寸收缩将导致内径残余压应力增大,而外径残余压应力减小。     

基于残余应力检测与磁畴观察的2％Si无取向硅钢冲裁冲片的最佳退火温度

观察了经冲裁后2%Si硅钢片边缘的残余应力与磁畴在不同退火温度下的变化情况。使用纳米压痕法测量了其冲裁边缘微区的残余应力变化情况,使用粉纹法观察了硅钢的边缘磁畴。结果表明:随着退火温度升高(675～775℃),实验硅钢的残余应力迅速减小,当退火温度从775℃增加到800℃时,残余应力有所增加,继续升高退火温度(800～925℃),残余应力逐渐减小;由于再结晶过程,实验硅钢的边缘平均晶粒尺寸在退火温度为725～775℃时减小;由磁畴观察发现,当退火温度为775℃左右时,实验硅钢的磁畴主要为180°畴,且畴距均匀,由磁畴理论可知此时此区域磁性能更佳;从残余应力水平看,750～775℃为实验硅钢合适的退火温度;从磁畴结构观察也可以发现,退火温度为775℃左右时实验硅钢冲裁边缘的磁性能恢复效果佳。     

连续退火工艺对电镀锡板组织和性能的影响

利用连续退火试验机研究了连续退火工艺对电镀锡板组织和性能的影响.结果表明,在660 ～ 740℃退火温度范围内,随退火温度升高,晶粒尺寸逐渐增大,硬度降低.以24℃/s加热速率升温时,在达到700℃退火温度前,再结晶过程已基本完成,且退火5s后,继续延长退火时间至45 s过程中晶粒长大速率减缓,硬度变化不明显.过时效处理对电镀锡板力学性能有较大影响.随过时效开始温度的变化,固溶强化和析出强化呈相互竞争关系.过时效开始温度由480℃降低到350℃过程中,钢板的硬度和强度呈现先减小后增大的趋势,伸长率在过时效开始温度为400℃时开始降低.纳米级的Fe3C伴随过时效开始温度的降低而大量析出,且弥散分布在铁素体基体内,对钢板的强度有较大影响.     

热处理和循环应变对TiNiZr合金形状记忆效应和超弹性的影响

利用拉伸实验、光学显微镜和透射电镜研究了退火工艺、时效工艺和循环应变对Ti-50.8Ni-0.1Zr形状记忆合金的形状记忆效应(SME)和超弹性(SE)的影响。350～400℃和600～700℃退火态合金呈SE,450～550℃退火态合金呈SME;300℃×(1～50 h)和400℃×1 h时效态合金呈SE,400℃×(5～50 h)和500℃×(1～50 h)时效态合金呈SME。随退火温度升高,合金应力应变曲线平台应力σ_M先降低后升高,最小值200 MPa在500℃退火后获得;残余应变ε_R先升高后降低,最大值2.64%在500℃退火后获得。随时效时间延长,300℃时效态合金的σ_M降低,ε_R始终较小;400和500℃时效态合金的σM降低,ε_R先升高后趋于稳定。随循环次数增加,呈SE的合金由部分非线性SE转变为完全非线性SE,且σ_M和能耗?W先降低后趋于稳定;呈SME的合金的σ_M和?W先降低后趋于稳定。     

稀土Al-Mg-Si合金导线的热处理与性能研究

采用稀土微合金化和热处理相结合的方法制备出了高强高导电率的铝合金导线,研究了均匀化退火温度和时间、时效温度和时间对合金显微组织、力学性能和导电性能的影响,优化了均匀化退火和时效热处理工艺。结果表明:相对于铸态合金,均匀化退火态合金的硬度降低而导电率提高;随着均匀化退火温度的升高和均匀化退火时间的延长,合金的显微硬度逐渐降低而导电率不断提高,适宜的均匀化退火工艺为570℃/8 h;随着时效温度的提高,导电率达到标准所需的时间缩短,而抗拉强度达到标准的时间先增加而后减小;稀土铝合金导线适宜的时效热处理工艺为190℃/9 h,此时铝合金导线的抗拉强度为242 MPa、导电率为60.2%IACS。