热过程对IC21单晶合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜和扫描电镜对IC21单晶合金的铸态、热处理后和不同热过程后的组织进行了观察,检测了铸态、热处理态和不同热过程后合金的高温拉伸和持久性能,研究了热处理和热过程对IC21合金组织演变和力学性能的影响。结果表明,IC21合金的铸态组织呈树枝晶状,由γ′相、γ相以及枝晶间的粗大γ′相和NiMo相组成,枝晶干上γ′相尺寸比枝晶间的γ′相尺寸大。1315 ℃/6 h/充氩冷却+两次时效热处理后合金未实现完全固溶,枝晶干上部分铸态γ′相在固溶时未完全溶解,枝晶间仍存在粗大γ′相,持久性能与铸态相比有明显提升。热过程后,γ′相明显长大,立方度略有降低,枝晶间和枝晶干的γ′相尺寸差距减小,并且有针状相析出。合金的持久寿命与热处理态相比,稍有降低,抗拉强度有所提高。     

固溶处理对铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、硬度测试及拉伸性能测试等手段分别研究了铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金固溶处理前后的组织演变及力学性能。结果表明,铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金的微观组织中,α-Mg相呈现典型的枝晶形态,枝晶间分布着大量在凝固过程中形成的Al₂Ca相;固溶处理对第二相的形貌有显著影响,随着固溶时间的增加,枝晶偏析减弱,Al₂Ca相从网状分布演变为多边形或细块状;经500 ℃固溶4 h,合金具有较好的综合拉伸性能,抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到222.0 MPa、182.5 MPa和4.5%。     

稀土Sm元素对铸态Al-Si-Cu合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜及能谱分析,研究了稀土元素钐对铸态Al-Si-Cu 合金组织和力学性能的影响。结果表明：稀土元素钐的添加不仅能有效地细化Al-Si-Cu合金中的α（Al）枝晶和共晶硅相,而且使得富铁相的体积分数下降,其形状从中国汉字状转变为板条状。发现了两种富钐的金属间化合物：AlSiSm相和AlSiCuSm相,块状的 AlSiCuSm 相通常与针状的AlSiSm相连。稀土元素钐的添加使得Al-Si-Cu合金的力学性能得到改善,当钐含量为1.0%时,合金的抗拉强度和伸长率分别为220 MPa和3.1%。     

Ho对铸态Mg-5Y-3Sm-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子拉伸实验机、布氏硬度计等研究了铸态Mg-5Y-3Sm-xHo-0.5Zr(x=0,2,4,6)合金的组织和力学性能。结果表明:铸态Mg-5Y-3Sm-0.5Zr合金主要由α-Mg和大部分位于晶界的Mg24Y5和Mg41Sm5第二相组成。添加Ho后,在晶界处出现了Mg24Ho5新相,Ho的含量高低对合金相组成没有影响。随着Ho含量的不断提高,析出的第二相逐渐增多,晶粒尺寸逐渐减小。当Ho含量为4%时,该铸态合金的综合力学性能最好,抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率分别为193 MPa、170 MPa、72.8 HBW和4.15%。     

Effect of solidification parameters on the microstructures of a single crystal Ni-based superalloy AM3

A single crystal Ni-based superalloy AM3 was processed at withdraw rates of 3.5, 10, 50, 100, 200, and 500 μm·s-1, respectively.The as-cast microstructures and solidification segregation ratio were characterized with various withdraw rates.The shape and size of carbide microstructures were determined.As expected, the primary and secondary dendrite arm spacings (PDAS and SDAS) decrease with the increase of withdraw rate.The highest volume fraction of eutectic γ/γ' is observed at the 100 μm·s-1 withdraw rate.The volume fraction of eutectic γ/γ' does not appear to be a strong function of the withdraw rate.With increasing withdraw rate, interface morphologies change in the sequence of planar, cellular, and dendrite.There is a general refinement of the microstructure as the withdraw rate increases.EPMA analysis showed that withdraw rate does not have obvious influence on the segregation of elements.     

微量元素Sr对AM60B镁合金组织和性能的影响

利用光学显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、电子万能试验机、数显洛氏硬度计和显微硬度仪研究微量Sr对镁合金AM60B的铸态组织和力学性能的影响。结果表明,添加微量元素Sr可以细化镁合金的晶粒,而不改变基体α-Mg相的枝晶形貌,但可改变γ相的形态和大小,从连续或断续网状、长条状,变为卵石状或颗粒状。Sr对AM60B镁合金的抗拉强度和延伸率的影响具有相似的趋势,即随着Sr含量的增加,合金的抗拉强度和延伸率呈现先升后降的趋势,当Sr含量为0.05%时抗拉强度和延伸率分别达到最大值191.82MPa和4.63%,而洛氏硬度和显微硬度随着Sr含量的增加而增大。AM60B镁合金断裂方式存在着由解理断裂向准解理断裂再向解理断裂转化的模式。     

冷轧及热处理对Al0.3CoCrFeNi高熵合金组织及性能的影响

利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验等手段,研究了75%压下量的冷轧及1073 K下保温1 h热处理后不同冷却方式(空冷和炉冷)对Al_0.3CoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:铸态以及冷轧态Al_0.3CoCrFeNi合金均为FCC单相结构,经热处理后炉冷及空冷合金均为FCC+BCC双相结构。铸态合金经冷轧以后强度显著提升但塑性大幅度下降。因细晶强化、孪晶以及析出相强化作用,热处理后炉冷合金具有良好的综合力学性能,其抗拉强度为1289 MPa,约为铸态试样的两倍(719 MPa),最大伸长率为28.7%。因析出相增多以及孪晶尺寸增大,与空冷合金相比,炉冷合金在不损失塑性的前提下,抗拉强度增加。     

高温时效时间对定向凝固DZ951镍基高温合金组织和持久性能的影响

采用光学显微镜和扫描电子显微镜研究了高温时效时间对DZ951合金组织及其持久性能的影响。结果表明,合金在1130℃高温时效时,碳化物由铸态时的骨架状变成块状,呈不连续状分布在晶界。随着保温时间的延长,γ′立方度降低,尺寸增加。保温6h时,γ′粗化形筏。合金在1130℃高温时效时,由于γ′部分固溶,并在随后的冷却过程中析出细小球形γ′相,随着保温时间的增加,细小γ′相的体积分数增多。DZ951合金在1100℃,60MPa的持久寿命随保温时间增加而降低,延伸率增加。γ′粗化形筏对合金持久寿命是不利的。     

热处理对激光增材制造IN718合金组织及析出相演变的影响

研究了经过固溶+双时效(SA)、均匀化+双时效(HA)、均匀化+固溶+双时效(HSA)3种热处理后IN718合金的微观组织、析出相的演变。结果表明,沉积态试样中的显微组织为柱状晶结构,并贯穿多个沉积层;经过SA热处理后开始发生再结晶;经HA和HSA热处理后再结晶程度显著提高。热处理能够促进沉积态中的柱状晶逐渐向等轴晶转变。沉积态试样中存在γ基体、Laves相和一些碳化物;经过SA热处理后溶解了大部分的Laves偏析相,并在晶界、晶内、枝晶间析出大量的针状δ相,还有部分碳化物残留;经过HA热处理后,Laves偏析相、δ相全部溶解,只有少量的碳化物残留;经过HSA热处理后Laves偏析相全部溶解,在晶界处析出部分δ相,还有少量的碳化物残留。沉积态试样中没有γ′、γ″相析出,3种热处理状态均有大量的γ′、γ″相析出。     

Effect of Phosphorus on Solidification Behavior of IN783 Alloy

Phosphorus plays an important role in the solidification, segregation and as-cast microstructure of superalloys. In order to control the as-cast microstructure and homogenization of IN783 alloy, the effect of phosphorus on the as-cast microstructure and the solidification sequence of IN783 alloy was investigated and analyzed. The as-cast microstructure of IN783 alloy is constituted by γ matrix mainly located in dendrite core and segregation zone, together with β phase, blocky Laves phase and P-enriched phas...     

Effects of Yb addition on microstructures and mechanical properties of 2519A aluminum alloy plate

The effects of Yb content on the microstructures and mechanical properties of 2519A aluminum alloy plate were investigated by means of tensile test,optical microscopy,transmission electron microscopy,scanning electron microscopy and X-ray diffractometer.The results show that addition of 0.17% (mass fraction) Yb increases the density of θ' particles of the 2519A alloy plate and reduces the coarsening speed rate of θ' phase at 300 ℃.Therefore,tensile strength is enhanced from 483.2 MPa to 501.0 MPa at room temperature and is improved from 139.5 MPa to 169.4 MPa at 300 ℃.The results also show that with the addition of 0.30% (mass fraction) Yb,the mechanical properties increase at 300 ℃ and decrease at room temperature.With Yb additions,the Al7.4Cu9.6Yb2 phase is found whilst the segregated phases of as-cast alloys along grain boundaries become discontinuous,thin and spheroidized.     

激光增材制造高Nb含量GH4169合金微观偏析行为研究

目的减轻不同热处理状态下激光增材制造高Nb含量GH4169合金组织中的微观偏析。方法采用激光增材制造方法对球磨Nb合金化后的合金粉末进行快速成形,获得具有较高Nb含量的GH4169合金试样。通过光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、维氏硬度测试方法,对沉积态、固溶态和直接时效态试样进行分析,研究因合金中Nb含量变化引起的微观偏析对沉积态和热处理态合金的枝晶组织和显微硬度的影响。结果随着Nb含量的增加,一方面,由于枝晶间的Nb含量增加,枝晶间(γ+Laves)共晶数量增加,且共晶组织形貌更为连续;沉积态试样的显微硬度由228.4HV增大至534.1HV。另一方面,枝晶干Nb元素含量增加,枝晶干与枝晶间Nb元素含量的差异缩小,Nb元素的偏析比由8.59减小至4.13。后续固溶处理后,枝晶结构逐渐消失,枝晶间Laves相的数量随之减少,枝晶干与枝晶间的微观偏析减轻;固溶态试样硬度值随之减小,减小趋势随固溶温度的升高而逐渐平缓。随着Nb含量的增加,直接时效处理后,各试样显微硬度值在微观区域内的均匀性提高,枝晶干与枝晶间强化相的析出差异减小。结论合适的热处理制度既可以实现合金元素的均匀化,还能减小枝晶干与枝晶间强化相的析出差异,减轻激光增材制造高Nb含量GH4169合金组织中的微观偏析。     

不同处理态Al-Mg-Si铝合金的组织性能

采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸测试等手段,研究了热处理对Y、Zr微合金化Al-Mg-Si铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Y、Zr有助于细化合金铸态晶粒,合金铸态组织在晶界处有明显的偏析,经535 ℃×14 h均匀化处理后偏析现象得到改善。合金经热挤压后,沿挤压方向分布着大量的第二相,随着固溶温度的增加,第二相逐渐溶解在铝基体中。时效处理后,合金中弥散分布着大量的β″相以及其他细小的析出相,起到第二相强化的作用。合金经530 ℃×2 h固溶+180 ℃×8 h时效热处理后的力学性能最佳,抗拉强度达408 MPa,伸长率为14.8%。     

Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用熔炼铸造法制备了添加0~2%Zn(质量分数)的Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金,通过X射线衍射、扫描电镜和拉伸性能测试等分析了Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织与性能的影响。结果表明:铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金由粗大枝晶α-Mg基体和晶界处半连续分布稀土相Mg41(Sm,Gd)5和Mg5Gd(Sm)组成,加入Zn元素后,在合金中产生了新相(Mg,Zn)3(Sm,Gd)1;铸态Mg-10Gd-3Sm-xZn-0.5Zr合金室温拉伸力学性能随着Zn元素含量的增加先升高后降低,当Zn的添加量为1%时,综合力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为215 MPa、173 MPa和5.5%;合金的断裂方式主要为脆性断裂,加入Zn元素后有向韧性断裂转变的趋势。     

均匀化处理对Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、差热分析、硬度测试和拉伸测试等方法研究了均匀化处理对Al-4.5Cu-0.8Mg合金的组织和性能的影响。结果表明:Al-4.5Cu-0.8Mg铸态组织中存在较严重的枝晶偏析现象,晶界及晶界交汇处有大量Al2Cu相及Al2Cu和Al2CuMg的共晶相,合金经480℃×12 h均匀化处理后,组织中的非平衡相已基本溶解,综合力学性能较好,抗拉强度为320 MPa,屈服强度为246 MPa,伸长率为10.2%,硬度为139.2 HV。     

Microstructures and tensile properties of as-extruded Mg-Sn binary alloys

The microstructure and mechanical properties of Mg-xSn(x=3,7 and 14,mass fraction,%) alloys extruded indirectly at 300℃ were investigated by means of optical microscopy,scanning electron microscopy and tensile test.The grain size of theα-Mg matrix decreases from 220,160 and 93μm after the homogenization treatment to 28,3 and 16μm in the three alloys after extrusion,respectively.The results show that the grain refinement is most remarkable in the as-extruded Mg-7Sn alloy.At the same time,the amount of the Mg2Sn particles remarkably increases in the Mg-7Sn alloy with very uniform distribution in theα-Mg matrix.In contrast,the Mg2Sn phase inherited from the solidification with a large size is mainly distributed along grain boundary in the Mg-14Sn alloy.The tensile tests at room temperature show that the ultimate tensile strength of the as-extruded Mg-7Sn alloy is the highest,i.e.,255 MPa,increased by 120%as compared with that of as-cast samples.     

不同压力下挤压铸造铝铜合金的组织与性能

采用挤压铸造工艺制备出一种新开发的、高强韧铝铜合金.T5热处理状态下其抗拉强度达到433 MPa,伸长率为14%.通过对该合金力学性能及其显微组织的研究表明,铸态和经T5热处理的抗拉强度和伸长率均随压力的增加而增大,在压力为50MPa时达到最大值,但在铸态下,未加压力的铸造合金其硬度高于挤压铸造的合金硬度.随挤压力增加,晶粒明显细化,二次枝晶增加,枝晶间距减小.     

热处理工艺对Mg-6Zn-2.5Cu镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学试验机等研究了铸造Mg-6Zn-2.5Cu合金在铸态、固溶和时效处理下的显微组织和力学性能。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg和(α-Mg+MgZn2+Mg2Cu+CuZnMg)共晶相组成。在455℃固溶12~36 h时,随着时间增加,固溶效果逐渐增强,且在20 h时合金获得了较理想的显微组织及218 MPa的抗拉强度和8.68%的伸长率。随后在180℃时效6~72 h后,合金的拉伸性能随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时后,合金的抗拉强度和硬度达到峰值,分别为249.5 MPa和64.6 HV0.1,比铸态的分别提高了66.5 MPa和26.29%,伸长率在时效12 h时后达到了峰值6.72%。铸态合金的断裂方式以沿晶断裂为主,时效处理后合金的断裂方式为准解理断裂。     

均匀化工艺对GH5188合金组织及力学性能的影响

利用JMatPro软件、金相显微镜、扫描电镜、能谱分析以及高温拉伸、高温压缩试验等方法,分析GH5188合金铸锭的溶质元素偏析规律、均匀化热处理过程的微观组织演变规律及均匀化过程对GH5188合金力学性能的影响。研究表明,GH5188合金的主要析出相为M₆C和M₂₃C₆,合金中的主要正偏析元素为W和Cr,负偏析元素为Ni和Co。采取1200℃×72 h的均匀化工艺,可以有效消除原始铸态块状析出相,消除W、Cr、Ni、Co等元素偏析,达到最合适的均匀效果。均匀化热处理后,GH5188合金的力学性能得到了提升,在1180℃拉伸、压缩条件下,抗拉强度达到158 MPa,变形抗力为244.29 MPa。     

Mg-Bi合金的显微组织和力学性能

采用挤压铸造和挤压变形工艺制备了Mg-Bi二元合金,通过金相显微镜分析,室温拉伸性能测试,X射线衍射分析,SEM和EDS等手段,研究了Mg-Bi合金在铸态和热挤压态的显微组织和力学性能.结果表明:铸态Mg-Bi合金随着Bi含量的增加,伸长率逐渐降低,抗拉强度逐渐增加,当Bi含量达10wt.％以上,抗拉强度降低;Mg-Bi合金铸锭经450℃、3h保温,挤压比为12.76热挤压后,随Bi含量的增加,抗拉强度与伸长率均逐渐增加,当Bi含量达12wt.％时,抗拉强度为219.68 MPa,伸长率为13.43％,Bi含量继续增加,合金抗拉强度及伸长率呈下降趋势;挤压态Mg-Bi合金的力学性能是晶粒细化与Mg3Bi2综合作用的结果,当Bi含量大于12wt.％后,形成较多粗大的Mg3Bi2相是导致合金力学性能下降的主要原因.