NbCr_2/Cr合金的高温蠕变行为

通过恒应力压缩试验,研究了成分为Cr-12Nb的细晶NbCr_2/Cr合金的高温蠕变行为。结果表明,NbCr_2/Cr合金的稳态蠕变速率随应力的增加和变形温度的升高而加快;Cr基体中位错的滑移和Laves相NbCr_2中的孪生是蠕变变形的基本方式;Cr基体的动态再结晶和NbCr_2相的同步剪切是合金蠕变抗力降低的主要原因。     

铸态Mg-2Zn-1.5Cu合金组织及力学性能

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、XRD物相分析以及力学性能测试等手段,研究了Mg-2Zn-1.5Cu(at%)合金的显微组织及力学性能。结果表明:铸态合金存在较为明显的元素偏析,主要的第二相为MgCuZn相;合金的力学性能随着温度的提高而不断降低,塑性变化幅度要明显高于强度,合金的断裂方式也由低温时的沿晶断裂转变为高温时的穿晶断裂;在相同温度下,随着应力的提升,合金的稳态蠕变速率提高,蠕变机制由晶界控制转变为晶界及位错共同控制;在相同的应力下,随着温度的提升,合金的稳态蠕变速率存在数量级的提升,蠕变激活能由130kJ/mol降低到36.4 kJ/mol;在200℃,45 MPa时,出现加速蠕变阶段,发生蠕变断裂,断口存在明显的穿晶断裂特征,基体中有大量的沿基面运动的位错,部分位错发生攀移,MgZnCu相具有减缓蠕变变形的作用。     

铸态Mg-2Zn-1.5Cu合金组织及力学性能

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、XRD物相分析以及力学性能测试等手段,研究了Mg-2Zn-1.5Cu(at%)合金的显微组织及力学性能。结果表明:铸态合金存在较为明显的元素偏析,主要的第二相为MgCuZn相;合金的力学性能随着温度的提高而不断降低,塑性变化幅度要明显高于强度,合金的断裂方式也由低温时的沿晶断裂转变为高温时的穿晶断裂;在相同温度下,随着应力的提升,合金的稳态蠕变速率提高,蠕变机制由晶界控制转变为晶界及位错共同控制;在相同的应力下,随着温度的提升,合金的稳态蠕变速率存在数量级的提升,蠕变激活能由130kJ/mol降低到36.4 kJ/mol;在200℃, 45 MPa时,出现加速蠕变阶段,发生蠕变断裂,断口存在明显的穿晶断裂特征,基体中有大量的沿基面运动的位错,部分位错发生攀移,MgZnCu相具有减缓蠕变变形的作用。     

固溶时效处理Ti-600合金的蠕变行为研究

研究了经α+β两相区固溶+时效处理的Ti-600合金3种温度(550、600、650℃)、3种应力(250、300、350 MPa)下的蠕变性能,通过合金的稳态蠕变速率数值求解了合金的蠕变激活能和蠕变应力指数n,并引入临界应力σ0获得合金的真实应力指数p,最后对合金的蠕变机制进行了分析。结果表明,蠕变温度升高、蠕变应力增加时,Ti-600合金的稳态蠕变速率增大,稳态蠕变时间缩短。Ti-600合金的名义蠕变激活能为473.5 k J/mol。600和650℃下,合金的临界应力σ0值分别为103.1和42.1 MPa;应力指数n分别为6.5和4.9;真实应力指数p值分别为4.23和4.22。同时构建了该合金600和650℃下的稳态蠕变速率本构方程。本实验条件下合金的蠕变均为位错攀移机制。     

析出相对Al-Cu-Mg合金蠕变行为的影响

利用不同的热处理制度制备T4、欠时效、峰时效和过时效4种状态的合金,并通过恒应力蠕变拉伸实验和显微组织观察分别对不同状态合金在150℃、225 MPa和200℃、200MPa的蠕变行为进行分析。结果表明:合金在150℃蠕变时,变形主要依靠晶内的位错滑移,细小弥散分布的析出相以及固溶原子对位错的钉扎有利于降低合金的蠕变速率;4种合金在该蠕变条件下均经历较长的稳态蠕变阶段,其中峰时效合金的蠕变速率最低;合金在200℃蠕变时,变形主要依靠晶界滑移;在蠕变过程中,峰时效态和过时效态合金中形成明显的无沉淀析出带,导致其蠕变速率显著增加,并且几乎没有出现明显的稳态蠕变阶段;欠时效态合金在该蠕变条件下的蠕变速率最低。     

挤压铸造AZ91-Ca镁合金的压缩蠕变行为

研究了温度和应力对挤压铸造AZ91-Ca合金压缩蠕变行为的影响,并对蠕变机制和微观组织演变进行了分析。研究发现:在测试温度150℃和应力50 MPa条件下,挤压铸造AZ91-Ca合金的最小蠕变速率仅为2.60×10~(-9)s~(-1),100 h后蠕变变形量仅为0.98%;在测试温度200℃和应力100 MPa条件下,最小蠕变速率达到8.93×10~(-7)s~(-1),20 h后蠕变变形量即达到12.71%。随着测试温度的升高和应力的增大,压缩蠕变过程加速,蠕变变形量和最小蠕变速率迅速升高。在测试温度200℃和应力50~100 MPa范围内,其应力指数n≈8.3,而在应力100 MPa和测试温度150~200℃范围内,其激活能Q≈124 k J。压缩蠕变过程中,二次Mg_(17)Al_(12)相不断析出。与高应力相比,高温更能促进二次Mg_(17)Al_(12)相的析出。     

AZ81-1.0Sm-0.6Nd镁合金的高温蠕变行为

研究了AZ81-1.0Sm-0.6Nd镁合金的高温蠕变行为。试验结果表明,在50~70 MPa、150~200℃条件下,AZ81-1.0Sm-0.6Nd合金的抗蠕变性能优于基体(AZ81),在150℃/50 MPa条件下,AZ81-1.0Sm-0.6Nd合金的稳态蠕变速率为8.82×10-7 s-1,明显低于AZ81合金的1.95×10-6 s-1的稳态蠕变速率。根据应力指数n值与蠕变激活能Qc值分析结果,随着蠕变试验温度和应力的增加,合金的蠕变机制也在发生变化。     

Ti-600合金蠕变性能及硅对其蠕变性能的影响

研究了Ti-600合金在3种温度(550、600、650℃)、5种应力(150、200、250、300、350 MPa)下的蠕变性能,并分析了硅化物对合金蠕变性能的影响。研究结果表明,Ti-600合金具有较小的稳态蠕变速率及较大的蠕变激活能,反映出该合金具有较好的蠕变抗力。当温度升高、应力增大时,Ti-600合金的稳态蠕变速率增大。600℃下,当蠕变应力高达350 MPa时,Ti-600合金的稳态蠕变速率低至3.72×10-7s-1。Ti-600合金的蠕变激活能最高可达574.6kJ？mol-1,最低为332.7 kJ？mol-1。在蠕变过程中,Ti-600合金内析出了S2型(TiZr)6Si3硅化物,能够钉扎位错、阻碍位错滑移,提高合金的蠕变抗力。     

快速凝固/粉末冶金Mg-6wt％Zn-5wt％Ca合金的压缩蠕变行为研究

采用雾化-双辊急冷法和热挤压工艺,制备了快速凝固/粉末冶金Mg-6wt％Zn-5wt％Ca合金,研究了合金在150～200℃和压力为30～70MPa的压缩蠕变行为.结果表明,随温度和应力的升高,合金的压蠕变量增大,稳态蠕变速率的对数分别与应力的对数和温度的倒数呈线性关系,稳态蠕变速率符合半经验公式;在175℃时,应力指数n为2.27;在70MPa条件下,表观激活能Qa为133 kJ/mol;合金的压蠕变速率由镁的自扩散和位错滑移控制.     

不同服役条件下FGH96合金的蠕变特征

采用SEM、EBSD和TEM等手段研究了FGH96合金在650～750℃、690～810 MPa条件下的蠕变特征,揭示FGH96合金在不同服役条件下的蠕变机理。结果表明,当蠕变温度为704℃时,FGH96合金的蠕变性能随着应力水平的提高而降低;当加载应力为690 MPa时,FGH96合金的蠕变性能随着温度提高而显著降低,且FGH96合金的稳态蠕变速率对服役温度更为敏感,服役温度每提高30℃,将会导致蠕变速率提高一个数量级。当温度处于650～750℃范围、应力处于690～810 MPa范围时,FGH96合金的蠕变变形均以位错滑移为主,且位错在滑移过程中,会在(111ˉ)原子面上形成大量的微孪晶。在不同服役条件下,FGH96合金的蠕变断裂均呈现典型的沿晶断裂特征。     

Mg-Al-RE-Ca合金的压缩蠕变行为研究

采用自制实验装置研究了铸态Mg-4Al-IRE-1.2Ca合金在125～175℃、88～112MPa范围内的压蠕变行为.结果表明:随温度和应力升高,合金的压蠕变量增大.稳态蠕变速率符合半经验公式.在不同的温度下,应力指数n相近,平均值为6.24;在不同的应力下,表观激活能Qa相差不大,平均值为37.51 kJ/mol,材料的结构常数为2.88x10-13,稳态蠕变速率由位错攀移控制.合金中沿晶界分布的Al2Ca相具有很高的热稳定性,能提高合金的抗蠕变性能.     

反应堆控制棒材料Ag-In-Cd合金的压缩蠕变行为

研究了铸态Ag-In Cd合金在300—400℃及12—24 MPa压应力范围内的压缩蠕变行为,根据实验结果计算了表观应力指数n和表观激活能Q_a,探讨了合金的压缩蠕变机制.结果表明,随温度和应力的升高,合金的稳态蠕变速率增加,稳态蠕变速率与应力之间呈指数关系.温度为300,350和400℃时,合金的n分别为2.90,4.09和5.77;压应力为12,18和24 MPa时,合金的Q_a值分别为68.1,103.7和131.6 kJ/mol.位错运动形成大量层错是Ag-In-Cd合金在温度为300—400℃,压应力为12—24 MPa下的压缩蠕变控制机制.     

挤压态Mg-8Gd-1Er-0.5Zr合金的抗蠕变性能

研究了挤压态Mg-8Gd-1Er-0.5Zr合金在不同温度(150～200℃)和应力(50～70MPa)条件下100h的蠕变行为。利用OM、TEM等手段观察了蠕变过程中的组织演变规律,并对蠕变机理进行了分析。结果表明,在本实验条件下,合金表现出优异的抗蠕变性能,所有的蠕变曲线均呈现出减速蠕变和稳态蠕变两个阶段;在150℃/50 MPa时稳态蠕变速率仅为6.48×10~(-11)s~(-1),蠕变量为0.007%;在200℃/50 MPa时稳态蠕变速率为4.26×10~(-9) s~(-1),蠕变量为0.226%;温度较低时(150℃)主要为扩散蠕变控制机制,温度较高时(175,200℃)蠕变机制以位错蠕变为主。蠕变过程中晶内析出的β′相与镁基体具有一定的位相关系:(020)β′//[10 10]Mg,[001]β′//[0001]Mg,阻碍位错运动,而晶界析出的β相可以钉扎晶界。二者协同作用,促进合金高温抗蠕变性能的提高。     

Ti-600合金的高温蠕变行为

研究了Ti-600合金在550～650℃下的高温蠕变行为,实验应力为150～300 MPa.计算了合金在不同应力、不同温度下的稳态蠕变速率、应力指数及蠕变激活能,并在此基础上研究了其蠕变强化机制.蠕变应力为300 MPa时,Ti-600合金的蠕变激活能Q=490.1 kJ/mol;650 ℃,合金的蠕变应力指数n值在6.5～8.5之间变化,表明在实验温度范围内合金的蠕变变形以位错攀移为主,以位错的滑移为辅.     

稳定化处理对ZA27合金压蠕变的影响

采用自制的试验装置研究了稳定化处理对ZA2 7合金在常温及高温时的压蠕变行为的影响。研究表明 ,在试验温度为2 0℃到 16 0℃和压应力为 5 0MPa到 137 5MPa的范围内 ,合金在稳定化处理及铸态下的压蠕变量均随着温度和应力的升高而增大 ,稳定化处理状态下的压蠕变速率大于铸态下的蠕变速率。稳定化处理后 ,合金在压蠕变过程中的负蠕变量及出现负蠕变的温度和应力范围减小。两种状态下的稳态蠕变速率均符合于半经验公式ε·s=Aσnexp(-Qa/RT)。但在不同的温度稳定化处理后 ,合金的应力指数n和表观激活能Qa 均低于铸态时的应力指数和表观激活能 ,而合金的材料结构常数 (A =0 0 7)高于铸态时的材料结构常数 (A =0 0 0 2 )。在两种状态下 ,合金的稳态蠕变速率均是由锌的点阵自扩散和位错的攀移所控制     

Mg-Al-RE-Ca-Sr合金的压缩蠕变行为

采用自制的实验装置研究了铸态Mg-4Al-1RE-1Ca-0.2Sr(AECJ411002)合金在温度为125～175 ℃和压力为88～112 MPa范围内的压蠕变行为.结果表明,随温度和应力升高,合金的压蠕变量增大,稳态蠕变速率的对数分别与应力的对数和温度的倒数呈较好的线性关系,稳态蠕变速率符合半经验公式.在不同的温度下,应力指数n相近,平均值为6.19;不同的应力下,表观激活能Qa相差不大,平均值为39.05 kJ/mol,材料的结构常数A为4.18×10-14,稳态蠕变速率由位错攀移控制.AECJ411002合金中沿着晶界分布的Al2Ca相和Al4Sr相具有很高的热稳定性,能提高合金的抗蠕变性能.     

Mg-5Gd-3Y-0.5Zr铸造镁合金的高温蠕变行为

研究了Mg-5Gd-3Y-0.5Zr铸造镁合金在不同试验温度和应力条件下的高温蠕变行为。研究结果表明,试验合金在200℃/50 MPa、60 MPa、70 MPa条件下的抗蠕变性能最稳定,100 h的总蠕变应变量分别为0.026 7%、0.050 0%和0.056 7%,稳态蠕变速率分别为3.10×10-8s-1、6.48×10-8s-1和9.06×10-8s-1。在250℃和300℃条件下的蠕变应变量和蠕变速率与200℃相比要高一到三个数量级。根据应力指数n值与蠕变激活能Qc值分析结果,Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金在不同试验温度和应力的条件下,合金的蠕变机制也有所不同。     

LA141镁锂合金压蠕变行为的研究

试验研究了铸态LA141合金在温度为30～85℃和压力为37.3～74.6MPa的范围内的压蠕变行为.结果表明,随温度和应力的升高,合金的压蠕变量增大,稳态蠕变速率的对数分别与应力对数和温度呈较好的线性关系,稳态蠕变速率符合半经验公式.在不同的温度下,应力指数n相近,平均值为3.16;不同的应力下,表观激活能Qa相差不大,平均值为104.1 kJ/mol,材料结构常数A为2.68×105,稳态蠕变速率由Li的点阵自扩散和位错的攀移过程所控制.     

挤压态Mg-8Gd-1Er-0.5Zr合金的蠕变性能研究

本文研究了挤压态Mg-8Gd-1Er-0.5Zr合金在不同温度(150-200 ℃)和应力(50-70 MPa)条件下100 h的蠕变行为,利用OM、TEM等手段观察了蠕变过程中的组织演变规律,并对蠕变机理进行了分析。研究结果表明,在本文试验条件下,合金表现出优异的蠕变性能,所有的蠕变曲线均呈现出减速蠕变和稳态蠕变两个阶段;在150 ℃/50 MPa时稳态蠕变速率仅为6.48×10-11s-1 ,蠕变量为0.007%;在200 ℃/50 MPa时稳态蠕变速率为4.26×10-9s-1,蠕变量为0.226%;温度较低时(150 ℃)主要为扩散蠕变控制机制,温度较高时(175 ℃、200 ℃)蠕变机制以位错蠕变为主。蠕变过程中晶内析出的β′相与镁基体具有一定的位相关系：(020)_β′∥_Mg,[001] _β′∥[0001]_Mg,阻碍位错运动,而晶界析出的β相可以钉扎晶界。二者协同作用,促进合金高温蠕变性能的提高。     

AgInCd合金压缩蠕变性能研究

用RDL-50型拉伸蠕变试验机进行改装后的实验装置研究了铸态AgInCd合金在温度300~400℃及应力范围12~24 MPa内的压缩蠕变行为,分析了稳态速率与温度和应力的关系,计算了应力指数(n)和蠕变激活能(Q_a),并结合蠕变后样品在透射电子显微镜下的微观形貌及位错组态,探讨了合金的压缩蠕变机制。结果表明:随温度和应力水平的升高,合金的稳态蠕变速率增加。相比较指数关系,蠕变速率与应力之间更符合幂函数关系。300、350和400℃条件下,合金的蠕变应力指数n分别为3.31、4.09和5.77;12、18和24 MPa条件下,合金的蠕变激活能Q_a分别为68.1、103.7和131.6 kJ/mol。微观形貌以层错为主,孪生为300℃的主要蠕变机制,位错攀移生成位错墙为400℃的主要蠕变机制。