锻造TiAl基合金的晶粒长大及其动力学分析

研究了锻造TiAl基合金在1180到1320℃热处理时的晶粒长大过程,并分析了在等温热处理时晶粒长大的动力学在α相转变温度Tα以上等温热处理时,晶粒迅速长大,晶粒长大因子为2.4;在Tα以下等温热处理时,当热处理时间由10 min延长至4 h时,α晶粒不断长大,γ体积分数ψγ逐渐变化至平衡值,而γ晶粒尺寸Dγ增长较小继续延长热处理时间,显微组织没有明显的变化,α晶粒尺寸的极限值Dα0约为0.65Dγ/ψγ.提高热处理温度时,α晶粒长大速度加快,在1180,1220,1260和1300℃热处理时,α晶粒长大因子分别为2.9,2.8,2.65和2.5.     

TiAl基合金双态组织的控制

研究了TiAl合金双态组织的显微组织参数对力学性能的影响 ,通过对Ti 46 5Al 2Cr 1 5Nb 1V金属间化合物进行特定的热处理 ;分别获得了具有相同晶粒大小、不同片层晶粒体积分数 ,以及相同片层晶粒体积分数、不同晶粒大小显微组织的两个系列的双态复相TiAl合金。研究结果表明 :对于双态复相组织 ,晶粒尺寸由预备热处理过程中的退火时间来控制 ;而片层晶粒体积分数则通过后续热处理温度来控制 ,不同片层晶粒含量双态组织的晶粒尺度可以通过后续热处理时间来控制     

TiA1基合金双态组织的控制

研究了TiA1合金双态组织的显微组织参数对力学性能的影响，通过对Ti—46．5Al—2Cr—1．5Nb—1V金属间化合物进行特定的热处理；分别获得了具有相同晶粒大小、不同片层晶粒体积分数，以及相同片层晶粒体积分数、不同晶粒大小显微组织的两个系列的双态复相TiA1合金。研究结果表明：对于双态复相组织，晶粒尺寸由预备热处理过程中的退火时间来控制；而片层晶粒体积分数则通过后续热处理温度来控制，不同片层晶粒含量双态组织的晶粒尺度可以通过后续热处理时间来控制。     

固溶温度对Ti-22Al-24Nb合金显微组织的影响

研究了经开坯锻造的Ti-22Al-24Nb合金在不同固溶温度下的显微组织变化规律。结果显示:开坯锻造后Ti-22Al-24Nb合金的显微组织为等轴三相(α_2+B2+O)组织。随固溶温度的升高,初生板条状O相和等轴α_2相转变为B2基体相,B2相的体积分数逐渐增大。当固溶温度为1000℃时,B2相发生再结晶,出现了细小晶粒组织。固溶温度升高到1040℃时,晶粒明显长大,达200μm左右,且未溶解的初生α_2/O相也有所长大。油冷过程中,由于再结晶时间充分,晶粒变大。     

γ’相对U720Li合金热变形行为的影响

为了降低U720Li镍基合金锻造强度,通过改变γ’相的组织形态和析出数量的方法,研究1130℃下保温10、20和30 h后γ’相的析出形态、体积分数和显微硬度的影响,并对其进行1100～1170℃,变形速率1.0 s-1和50%变形量的热变形。结果表明,当保温30 h后,合金中γ’相形貌由方形向圆形转变,γ’相尺寸长大,体积含量最小,具有较小的流变应力。在1130℃保温30 h条件下,当变形温度低于1150℃时,析出的γ’相数量越多,对位错的阻碍作用越强烈,流变抗力越大;当变形温度超过1150℃时,合金中γ’相溶解,此时变形温度越高,合金的流变抗力越低。同时在较低温度下变形,因γ’相对晶界迁移的阻碍作用,再结晶晶粒尺寸较小,而在高温下变形再结晶晶粒长大,温度越高,再结晶晶粒越大。     

亚固溶热处理对镍基粉末高温合金双重晶粒组织的影响

采用热力学相计算、光学显微镜和场发射扫描电镜等实验方法研究了镍基粉末高温合金进行亚固溶热处理对合金双重晶粒组织的影响。结果表明:合金热处理过程中固溶温度和时间是控制合金晶粒尺寸的重要因素。合金中γ'相的固溶温度为1160℃。锻态合金在固溶热处理前先进行亚固溶热处理,可使锻态组织的晶粒尺寸均匀化,有利于固溶热处理控制晶粒尺寸,得到合适的晶粒度;在合金固溶热处理后再进行亚固溶热处理,晶粒尺寸发生适度的粗化和长大,有利于调整固溶热处理后的晶粒尺寸以改善合金力学性能。     

高温时效对GH4145合金显微组织与力学性能的影响

研究了标准热处理态的GH4145合金在566℃高温时效过程中显微组织和力学性能的演变。结果表明:566℃下,随着时效时间的延长,时效初期合金的平均晶粒尺寸有所增大,而后基本保持不变。时效过程中部分尺寸较大的立方形二次γ'相发生了分裂,当时效时间超过500 h后,合金中还析出了尺寸细小的球形三次γ'相,且随着时效时间的进一步延长,其平均尺寸和体积分数均逐渐增大。试验合金的硬度和强度随时效时间的延长而逐渐增高,因此,GH4145合金螺栓在使用过程中容易出现硬度超标的问题。     

热处理过程对Ti-6Al-4V-10Nb合金显微组织和拉伸性能的影响（英文）

研究热处理过程对Ti-6Al-4V-10Nb合金显微组织和力学性能的影响。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对合金显微组织进行研究,并通过拉伸试验对其室温和高温力学性能进行评估。结果表明,锻造和热处理后的主要组织为板条和球状初生α相、次生α相和β相。次生α相的尺寸明显小于初生α相的尺寸。热处理后,初生α相的体积分数减少,次生α相的体积分数增加。随着固溶温度的升高,初生α相的体积分数明显减少,次生α相的体积分数明显增加。随着固溶温度的升高,Ti-6Al-4V-10Nb合金的屈服强度和抗拉强度明显提高。     

非平衡凝固AZ91D镁合金热稳定性及力学性能

采用铜模喷铸技术制备出AZ91D镁合金非平衡凝固试样,并对其热稳定性进行了研究。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪及维氏显微硬度计对不同温度热处理镁合金的晶粒形貌、溶质含量及显微硬度变化进行对比研究。实验结果表明,当热处理温度200℃,保温时间240 min时,晶粒形貌未发生明显变化,但由于时效效应的存在,导致过饱和α-Mg固溶体中沉淀相析出,Al元素溶质含量有所下降,合金显微硬度略有升高。相同保温时间条件下,随热处理温度升高,β-Mg17Al12共晶相体积分数不断降低,固溶到基体中导致Al元素含量增加。与此同时,初生α-Mg相晶界逐渐清晰并发生明显的晶粒长大现象,合金显微硬度呈整体下降趋势。     

固溶和时效处理对粗晶Ti-22Al-25Nb合金显微组织的影响

通过一系列固溶和时效热处理试验,研究了不同温度和时间对粗晶Ti-22Al-25Nb合金组织显微组织演变的影响。结果表明:在(O+B2)相温度区间进行固溶时,随着温度的升高,合金的O相含量逐渐增加,尺寸逐渐变大,在外观形态上由针状逐渐长大为球状;在(O+α_2+B2)和(α_2+B2)相温度区间进行固溶时,随温度升高合金表现为α_2相颗粒的增多和长大。合金在730℃进行短时时效时,主要表现为α_2相的析出和初生O相的形成,时效时间越长,α_2相和O相的长大越明显;在870℃进行短时时效时,表现为晶界α_2相的聚集和晶粒内部条状O相的形成,随着时效时间的延长,α_2+β→O的转变程度增加,α_2相含量出现明显的降低。     

均匀化温度对K465合金组织与性能的影响

通过对K465镍基高温合金不同温度均匀化处理后的组织形貌观察及力学性能测试,研究了均匀化温度对K465合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,在γ′相固溶温度以下(1160 ℃)均匀化后,γ′相尺寸较铸态大;在接近γ′相固溶温度(1210 ℃)均匀化后,合金中的γ′体积分数约为54%,尺寸均匀且立方化程度较高;在1260 ℃均匀化后,γ′相呈小颗粒状弥散分布,并且晶内出现胞状结构。随着均匀化温度的升高,合金的枝晶偏析情况减弱,碳化物由发达的骨架状逐渐转变为短棒状以及块状。热处理工艺为1210 ℃×4 h时合金具有最佳的综合性能。     

时效处理对优质GH738合金组织及力学性能的影响

采用力学性能测试与组织观察相结合的方式研究了时效温度和保温时间对优质GH738合金组织及性能的影响规律。结果表明,时效温度和时间均会对γ′相的体积分数和尺寸产生影响。当时效温度在720~800 ℃时,随着时效温度升高,合金强度下降,一次和二次γ′相分别长大30 nm和8 nm,一次γ′相体积分数增加,二次γ′相体积分数减少,时效温度为800 ℃时一次γ′相体积分数达到峰值,约为8%。当保温时间为0~48 h时,随时效时间延长,合金强度先升高后降低,两类γ′相分别长大20 nm和6 nm,一次γ′相体积分数先增后减,二次γ′相体积分数则变化相反。当保温时间为8 h时,两类γ′相体积分数分别达到峰/谷值,含量约为8%和12%。γ′相尺寸和体积分数的变化,特别是体积分数的变化,导致位错的两种强化机制作用效果不同,致使强度发生变化。     

560 ℃时效处理对GH4145合金螺栓组织的影响

研究了GH4145合金螺栓560 ℃时效处理后,显微组织、晶粒尺寸及γ'相形态的变化。试验结果表明：供货态GH4145合金螺栓560 ℃时效处理50 h,小尺寸晶粒数量显著增多,碳化物析出相数量有所减少,析出大量细小的球状γ'相;相对于时效处理50 h试样,时效100 h小尺寸晶粒和细小的球状γ'相显著长大;时效时间延长晶粒尺寸基本保持不变,球状γ'相最终达到尺寸均一化;时效过程中方形γ'相逐渐分解直至消失。     

Ti-Al-Nb-W-B合金铸态组织的优化及β(B2)相的消除

采用热处理和包套锻复合热机械处理两种路线对Ti-Al-Nb-W-B合金铸态组织进行了优化,观察在各种制度下((B2)相的组织演变,对照Ti-Al-Nb三元相图对合金组织形貌演变及生长机理进行了研究,确定了消除室温TiAl基合金中晶界块状((B2)相的基本工艺.实验结果表明:(1)采用在α+γ两相区的热处理工艺可以有效地消除Ti-Al-Nb-W-B合金铸态组织中的((B2)相:在1220 ℃保温36 h随炉冷却,可以明显地减少并基本消除((B2)相,晶粒尺寸略微长大;提高热处理的温度至1260 ℃,可以极大的缩短保温时间,也能达到消除((B2)相的效果,同时还能避免晶粒尺寸的长大.(2)通过总变形量大于80%的包套锻复合热机械处理,铸态组织晶界处的块状((B2)相基本被破碎和消除,同时原始铸态的层片状组织也被明显优化为均匀的双态组织.     

不同服役温度时间下IC10高温合金组织演变研究

在由于尺寸超差等因素报废的IC10高温合金叶片上进行取样，研究不同服役温度、时间对IC10叶片组织的影响规律以及对显微硬度的影响。结果表明:随热暴露温度和时间的增加，合金中二次γ′相的体积分数逐步降低，在1 120 ℃时，二次γ′相明显球化，体积分数开始显著降低，至1 200 ℃时，短时热暴露（40 h）二次γ′相的体积分数降低至12.96%，说明服役温度、时间对IC10合金的组织有着显著影响；经过热暴露实验后的IC10叶片硬度为HV 354.57～407.28 ，1 050 ℃时，由于基体强度的弱化，试样的硬度低于标准热处理态，随后二次γ′相开始回溶，1 200 ℃之后二次γ′相基本回溶，此时组织为更为均匀细小的三次γ′相，硬度反而升高。     

镁锂合金热处理温度对α/β相转变及晶粒尺寸的影响

LA103Z镁锂合金由于其优异的性能,目前已成为具有发展前景的航空航天轻量化材料。为了探究热处理温度对双相LA103Z镁锂合金性能的影响,本文对锻造态LA103Z镁锂合金进行了不同温度的热处理实验,然后对原始合金与不同温度热处理实验的试样进行显微组织宏观比较和定量分析。研究结果表明:在热处理过程中,α相发生了面积长大和形状球化,而β相晶粒尺寸逐渐均匀化,并有一定程度的长大,同时α相与β相发生相转变。其中在150~200 °C时,β相晶粒逐渐变为等轴状,α相面积变大并且相占比增加,合金均质化并强度增加;而在250 °C时,β相晶粒尺寸增长趋势较快,出现粗大的趋势,而α相由于脱锂现象占比增大,面积有减小并形状有球化的趋势,导致合金塑性下降。因此,热处理温度在200 °C时,LA103Z镁锂合金的综合性能最好。     

合金状态对单晶高温合金DD6再结晶的影响

对单晶高温合金DD6进行表面吹砂处理,然后在1100～1250℃加热4h,研究其铸态与标准热处理状态的表面再结晶行为。结果表明:当加热温度为1200℃时,铸态合金出现等轴再结晶晶粒;而加热温度为1150℃时,热处理态合金出现等轴再结晶晶粒,铸态与热处理态合金的再结晶是由胞状再结晶晶粒和等轴再结晶晶粒组成的;随着加热温度的升高,等轴再结晶晶粒逐渐长大,胞状再结晶晶粒逐渐减少,胞状再结晶内部粗大的γ′相由长条状向颗粒状转变。由于铸态合金含有一定数量的粗大γ′相以及γ+γ′共晶组织,在相同的条件下,铸态合金的再结晶倾向小于热处理态合金的。     

固溶处理对GH4169合金晶粒长大和硬度的影响

研究了GH4169合金在不同固溶温度和保温时间下进行固溶处理时晶粒长大的规律和其对硬度的影响。结果表明:该合金的δ相溶解温度在980～1000 ℃之间,不同固溶处理条件下GH4169合金的晶粒长大具有不同特点,在低于δ相溶解温度热处理时晶粒长大缓慢,当热处理温度高于δ相溶解温度时,晶粒尺寸随热处理温度的升高而快速长大;建立了GH4169合金在1000 ℃以上热处理过程中的晶粒长大动力学模型,晶粒长大的激活能为285.013 kJ/mol;GH4169合金的硬度随固溶温度的升高和保温时间的延长而降低,且合金的晶粒尺寸和硬度值遵循Hall-Petch关系。     

锻造TiAl在热处理时晶粒长大的动力学分析

研究了锻造Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ（ａｔ％）在１１８０℃热自理音的组织演变,分析在不同温度等温热处理进晶粒长魇 动力学,在Ｔａ以上等温热处理时,昌粒长大迅速,其晶粒长大因子为２．４。在Ｔａ以下等温热处理进,当热处理由１０ｍｉｎ不断延长到４ｈ时,ｒ晶粒尺寸变化较小,α晶粒不断长大。热处理温度越高,晶粒长大越快在１１８０℃,１２２０℃,１２６０℃和１３００℃热处理进晶粒长大因子分别为２．９,２．８．２．     

Al-4Cu-Mg合金半固态重熔时的组织演变

文章研究了Al-4Cu-Mg合金半固态重熔过程中加热温度和保温时间对微观组织形貌和α晶粒尺寸的影响,并对组织演化机制进行了探讨。实验结果表明,当加热温度较低或保温时间较短时,晶粒尺寸小且均匀性差。由于液相分数少,α晶粒之间粘连严重。随着加热温度的升高或保温时间的延长,α晶粒发生了长大和圆整化。对于Al-4Cu-Mg合金来说,合适的半固态重熔参数为:加热温度为540℃~580℃;保温时间小于10min。在半固态重熔过程中,α晶粒的合并长大和Ostwald长大是其微观组织演化的主要机制,两种晶粒长大机制在重熔过程中所起的作用受液相体积分数的影响。