凝固速度对Ni47Ti44Nb9铸态合金组织和织构的影响

对比研究了Ni₄₇Ti₄₄Nb₉合金快冷铸锭和慢冷铸锭的宏、微观组织和织构特点,分析了凝固速度对组织和织构的影响机理。采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察了微观组织,采用X射线衍射(XRD)分析了织构。结果表明,铸态Ni₄₇Ti₄₄Nb₉合金具有<113>方向的择优生长取向;凝固速度对Ni₄₇Ti₄₄Nb₉合金铸态组织和织构的形成具有重要影响,快速冷却条件下获得均匀的树枝晶组织,铸锭的横、纵截面均形成{113}织构,慢速冷却条件下形成具有特定方向的柱状树枝晶,纵截面织构以{113}<361>、{113}<332>和{113}<141>为主;凝固过程中热量方向性传导造成的树枝晶定向生长是影响合金铸态组织和织构形成的主要原因。     

粗晶DT4纯铁晶粒细化工艺研究

纯铁晶粒一般非常大,通过大塑性变形后加热到再结晶温度可以实现晶粒细化。通过室温自由锻和等通道挤压(ECAP)实现了DT4纯铁的大塑性变形,将粗大不均匀晶粒破碎成微细亚结构,再经完全再结晶处理使DT4晶粒细化,晶粒度由原材料1级(晶粒直径约254μm)细化至8.5级(约18.9μm)。力学性能研究表明,细晶纯铁力学性能与粗晶纯铁的接近,晶粒细化对纯铁强化作用不明显。     

铸态和锻态Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金的热诱发马氏体相变

采用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等设备,对比研究了铸态和锻态Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金热诱发马氏体相变及其逆转变的特征,分析了显微组织对相变过程的影响机理。结果表明:铸态合金由尺寸较大的初生NiTi相、共晶相(细小NiTi相+β-Nb相)以及分布在共晶区的(Ti,Nb)_2Ni相组成,锻造后合金中的β-Nb相和(Ti,Nb)_2Ni相弥散分布在NiTi基体相中;铸态合金中初生NiTi相和共晶NiTi相间的铌含量不同及化学成分偏析造成了相变峰和逆转变峰呈宽而扁的特征;经锻造后,NiTi相得到细化,合金的成分更加均匀,其相变峰和逆转变峰呈窄而尖的特征。     

冷坩埚感应熔炼对NiTiNb合金成分和组织的影响

采用冷坩埚真空感应熔炼方法进行NiTiNb形状记忆合金的制备,研究了冷坩埚熔炼过程中合金成分与微观组织的主要影响因素,分析了熔炼过程元素损耗的特征及主要原因,并提出了提高合金成分控制精度的方法。研究表明：较高的加热功率和多次熔炼有利于各组元的充分合金化;合金中C、O等杂质的含量随熔炼时间的延长而增加,随真空度的提高而降低,且真空度的影响大于熔炼时间;较慢的熔体冷却速度会导致铸锭中出现柱状晶区,且冷速越慢柱状晶区与凝壳区尺寸均会相应增大;熔炼前期Ni和Ti剧烈反应所引发的飞溅将会加剧合金元素的损耗,通过对合金原料进行补偿修正可大幅提高成分的控制精度。     

Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金锻棒的织构及其对形状记忆性能的影响

研究了Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金锻棒的组织、织构、形状恢复率和可恢复应变,分析了锻造织构的形成机制以及对形状记忆性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了微观组织,采用X射线衍射(XRD)和背散射电子衍射(EBSD)分析了织构,采用小管扩径恢复法获得了形状恢复率和可恢复应变。研究结果表明,Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金锻棒中的Ni Ti基体相沿轴向呈纤维状分布,纤维组织之间为β-Nb相,说明Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金经过锻造变形后,Ni Ti相和β-Nb相都产生了较大的塑性变形。Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金在锻造过程中主要形成了{111}110织构,即锻棒的轴向∥111方向、径向∥110方向。其形成机理可归结为Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金在锻造过程中受到径向压应力的作用,使滑移面不断向垂直压应力轴方向转动,而滑移方向逐渐趋向于流变方向。Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金在锻造过程中形成的{111}110织构使得在不同方向上进行扩径时获得的记忆性能存在差异,且当扩径方向∥110方向时比扩径方向∥111方向时获得的形状恢复率高3.52%,可恢复应变高0.62%。     

HR-2抗氢钢反挤球壳类锻件断口缺陷分析

由于HR-2抗氢钢棒料内存在氧化物、碳化物杂质及脆性相使得HR-2球壳的成形性能急剧降低,锻件表面产生局部裂纹。经取样分析,在断口表面观察到了较多的碳化物及氧化物颗粒。裂纹萌生周围的断口形貌出现崩碎现象,为典型的脆性断裂形貌。随着裂纹的扩展,断口形貌由崩碎的解理断面扩展到准解理面,最终在裂纹消失处发生了塑性断裂,并出现了大量规则的韧窝。