等温热处理对U-2Nb合金力学性能的影响研究

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸、压缩实验等分析测试方法,系统地研究了U-2Nb合金450℃~635℃的等温相变过程及其对应的力学性能变化,对结构与性能的关联做了分析总结。结果表明U-2Nb合金在550℃-635℃的等温热处理过程中存在两类特征鲜明的显微组织样貌,影响它们力学性能的主要因素是针状组织或者胞状组织的片层间距,受温度与时间的共同影响。片层间距主要取决于其形成温度,温度越高,片层间距越大,强度随之降低,塑性随之提升,等温时间与片层间距呈正相关。这一温区内获得的最好综合性能为延伸率22%,断面收缩率27.4%,抗拉强度875Mpa,屈服强度410Mpa。在450℃~500℃进行淬火并回火的样品主要形貌特征为针状马氏体与回火形成的团状组织共存状态,影响其力学性能的主要因素可能是针状马氏体的织构与回火生成的颗粒状组织的分布与大小,其整体强度高,均在1000Mpa以上,塑性差,延伸率与断面收缩率均在5%以内。等温温度对其强度的影响相对塑性更大,延长等温时间对其塑性有微弱改善。     

U-2Nb合金等温相转变动力学

讨论了U-2Nb合金的等温转变动力学行为。通过金相定量测量，构建了其宏观动力学曲线，即时间-温度-相转变（TTT）曲线。对比之前在类似合金上的工作，发现了较大的差异。该差异主要归因于2种不同的相转变机制，即单析出反应和不连续析出反应，它们分别在较高温度（550~647 ℃）和较低温度范围（450~550 ℃）下发生。此外，讨论了通过单析出反应进行的针状α析出物在其长度方向上的生长速率。最后，运用Zener-Hillert 模型模拟了单析出反应受扩散控制时的生长速率并与实验数据进行了对比。