退火温度对纯钒组织和性能的影响

研究了不同退火温度对热等静压(HIP)纯钒组织和力学性能的影响.结果表明,纯钒的退火过程呈明显的回复、再结晶、晶粒长大3个阶段;随退火温度升高,板条状马氏体含量减少,温度高于950℃退火时板条状马氏体消失;随着退火温度的升高,纯钒的拉伸强度降低,塑性先增加后降低;塑性在950℃退火时达最大值,延伸率、断面收缩率分别为35.2%、64%.     

热等静压处理对铸造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和力学性能的影响

采用80 kg真空自耗电极凝壳炉熔炼浇注Ti-48Al-2Cr-2Nb合金试样,研究了920℃/130 MPa/3 h和1 160℃/130 MPa/3 h热等静压工艺对合金组织性能的影响。研究结果表明,采用稍高于共析温度的热等静压温度1 160℃可以很好地消除铸态缩孔、缩松等缺陷,获得均匀细小的近γ组织。热等静压处理后合金的抗拉强度降低,塑性略有提高。     

一种新型镍基粉末高温合金不同状态热变形行为研究

利用扫描电子显微镜、金相显微镜、热压缩试验机、电子背散射衍射仪等研究了一种新型镍基粉末高温合金(WZ-A3)在1150℃热等静压态、热等静压+1150℃热挤压态、热等静压+1130℃热挤压态等三种不同状态下显微组织、热变形行为和组织演变。结果表明：WZ-A3材料1150℃热等静压态样品存在部分粉末原始颗粒边界(Prior Particle Boundary,PPB)和粗大γ′,经1130℃和1150℃挤压后样品PPB碎化消失,为等轴晶状态。三种状态样品在热压缩过程中均表现出加工硬化-再结晶软化现象。峰值应力热变形激活能分别是861kJ/mol、858 kJ/mol和489kJ/mol。变形温度对样品变形组织影响明显,1150℃-0.001/s条件下,热等静压态和热等静压+1130℃热挤压态样品均出现异常晶粒长大。对比三种状态,热等静压+1130℃热挤压态样品变形行为最优。     

热等静压处理温度对一种高性能粉末高温合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验等研究了不同温度热等静压处理(HIP)对一种高性能粉末高温合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:在γ′相溶解温度以下进行热等静压处理,合金中存在较多的原始粉末颗粒边界(PPB)组织,并且含有大量的残留枝晶,热处理后PPB不能完全消除,以至于影响合金的室温和高温塑性;在γ′相溶解温度以上进行热等静压处理,基本消除了PPB组织,残留枝晶含量较少,热处理后得到完全再结晶组织,不含有PPB组织,同时晶粒并未快速长大。     

粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI合金显微组织研究

采用包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI(extra low interstitial)合金,研究了热等静压温度、粉末粒度、后续热处理温度对合金显微组织的影响。当热等静压温度在800℃时,粉末体压坯显微组织保持颗粒形态,致密度为99.2%;当温度在900~940℃时,显微组织演变为完全致密、细小的等轴晶。在α相区热等静压温度下,包套中的Fe在基体中的扩散不明显;在α+β、β相区温度下,Fe在β相中向基体快速扩散,影响合金表面质量。粉末粒度越大,合金的平均晶粒尺寸越大,残留孔隙较多。在α相区热处理,显微组织仍为细小等轴晶;当温度升至1000℃时,出现热致孔隙。     

快速凝固耐热铝合金FVS0812真空脱气工艺的研究

采用氮气雾化制粉及冷等静压制取试样，通过对快速凝固粉末及冷等静压坯的脱气试验，使粉末表面呈非晶态含水的Al2O3d.3H2O氧化膜转变为晶态的脆性的γ-Al2O3，并得出结论：该粉末的最佳脱气温度为400℃左右，冷等静压坯的最佳脱气温度为450℃，通过干收集的粉末中的结晶水多于吸附水，且其结晶水和吸附水均远远少于水收集粉末中的结晶水和吸附水。     

热等静压温度和粒度对粉末冶金TiAl合金组织和性能的影响

采用电极感应熔炼气雾化（EIGA）制粉和热等静压（HIP）固结成形制备Ti-43Al-9V-0.3Y合金。研究了热等静压温度和粉末粒度对TiAl合金显微组织和力学性能的影响。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、定量金相（OM）、质谱仪（MS）对样品进行了分析表征。结果表明,TiAl合金粉末主要相组成为β/B2相,经热等静压固结成形后合金主要由γ和β/B2相组成,此外两种状态的合金中都含有少量YAl2和Y2O3相。TiAl合金在1000℃～1260℃范围150MPa、3h条件下热等静压,组织均为近γ组织,随着温度的升高,γ相尺寸增大,室温和700℃拉伸强度有一定的降低,但伸长率显著升高。在0～250μm范围,粉末粒径越小,空心粉含量和Ar含量越低。将同炉3个粒度段（<53μm、53～105μm、105～250μm）的TiAl合金粉末分别经1200℃/150MPa/3h热等静压固结成形,合金显微组织和拉伸强度随粒度变化不明显,但合金高温拉伸伸长率随粉末粒度的减小而升高。     

热等静压参数对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金组织与力学性能的影响

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备Ti-5Al-2.5Sn ELI预合金粉末,并对预合金粉末进行表征.研究了热等静压参数对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,热等静压温度和压力的升高有助于提升粉末合金的致密度,当粉末合金的致密度大于99.5%时,粉末合金的力学性能可以达到锻造合金的水平.综合考虑粉末合金的致密度、显微组织和力学性能,Ti-5Al-2.5Sn ELI预合金粉末优选的热等静压工艺成型窗口为温度890~940℃,压力120 MPa以上,保温保压3 h.包套对热等静压压力有屏蔽作用,设计不当会降低粉末压坯的致密度.通过优化包套设计、热等静压参数和工艺途径可以有效抑制包套的屏蔽作用,提升粉末合金的致密度.     

新型高强韧钛合金的粉末热等静压规律研究

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(EIGA)制备出一种钛基预合金粉末,然后用粉末冶金热等静压技术(PM-HIP)进行成形,研究了热等静压温度对该粉末冶金钛合金性能的影响。结果表明,采用气体雾化制粉工艺能够制备出满足要求的洁净预合金粉末,其相变点为883℃。热等静压温度在β相变点以下,制备的高强韧钛合金呈α+β双态组织,拉伸强度和冲击性能与热等静压温度成正相关。热等静压温度高于β相变点,组织中形成大尺寸的晶粒,α相衍射峰增强,为针状分布,合金性能略有下降。采用粉末热等静压技术制备的新型α+β两相钛合金具有高强高韧的特点,热处理能够提高合金的冲击性能。     

热等静压Ti-6Al-4V钛合金热变形微观组织演变

采用Gleeble-1500热模拟试验机对热等静压态Ti-6Al-4V钛合金在温度950～1050℃、应变速率0.01～1 s-1条件下进行了热模拟压缩实验,研究了变形温度、应变速率对其显微组织的影响规律。结果表明:热等静压态Ti-6Al-4V钛合金在950℃以上变形后淬火组织以粗大的声晶粒与针状及板条马氏体组成,具有典型的β相区变形组织特征。β转变组织形成交错的网篮结构并具有特定的取向关系。变形过程中,发生了动态再结晶,并伴随着动态回复现象。在950℃/0.01 s-1条件下,以动态再结晶占据主导,得到均匀等轴β转变组织。随应变速率增大,以动态回复为主,β晶粒沿金属流动方向拉长,β转变组织得到细化。随温度升高,β晶粒变粗大,并仍然存在拉长变形带。同时,β转变组织有一定程度的粗化。     

热处理工艺对ZTA29铸造高温钛合金力学性能的影响

研究了热等静压及真空退火对ZTA29高温铸造钛合金组织与力学性能的影响。研究结果表明:经过热等静压处理后,室温拉伸塑性得到提高,室温拉伸塑性随热等静压温度升高而增加,退火温度升高对室温力学性能影响不大,但对高温力学性能影响很大,塑性有一定下降;ZTA29高温铸造钛合金组织以板条状魏氏组织为主,热等静压后晶界变粗,α片厚度增大,局部组织呈现等轴趋势。     

HHDH法粉末钛合金Ti-6Al-4V的显微组织和性能

本文用普通透射电子显微镜研究了高质量氢化脱氢(HHDH)法Ti-6Al-4V粉末经不同温度热等静压(HIP)成型后的显微组织特征和性能。实验结果表明:显微组织的形态依赖于热等静压工艺。在β转变温度以下HIP时,显微组织是等轴晶粒;但是,在HIP温度为850℃时,等轴晶粒间可局部形成网状α片;等轴晶粒的尺寸也随着HIP温度的升高而变大。在β转变温度以上HIP时,则形成的显微组织是片状或者是针状晶,原始β晶界清晰可见。每个β晶粒内有几组平行排列的α集束,这些α片都具有几乎相同的结晶学取向。粉末中的氧含量和热等静压后的随炉冷却速度也影响合金的显微组织和性能。在缓慢冷却的情况下,可以形成沉淀产物,并首次发现在HHDH-Ti6Al-4V中也存在界面相。氧含量对显微组织的影响不太明显,然而对性能的影响却是可观的。含氧量低的粗粉试样,在950℃HIP成型可以得到较好的综合性能,而且可与熔锻的Ti-6Al-4V棒材相媲美。     

塑性加工方法在粉末高温合金中的探索研究

采用塑性加工方法,本文初步探索了预变形对PREP高温合金粉末及热等静压后合金显微组织的影响.结果表明,粉末预变形可以促进热处理后粉末组织的均匀化,并可降低合金的再结晶温度,改善合金组织,消除部分枝晶,对提高粉末的利用率及降低粉末高温合金盘件的成本具有较大的实际意义.     

细晶Ti-17粉末合金的超塑性变形机制研究

采用粉末热等静压+等温锻造复合工艺制备出细晶Ti-17粉末合金材料,并研究了粉末合金在不同条件下的超塑性变形特性。结果表明:粉末热等静压+等温锻造复合工艺可制备出细晶Ti-17粉末钛合金,合金退火后组织内部等轴α相细小。在780~920℃以及应变速率5×10~(-4)~1×10~(-2)s~(-1)内粉末合金都具有超塑性。粉末合金超塑性变形是以晶界滑动为主,以扩散蠕变和晶内位错滑移为辅。孔洞的形核、长大和连接是导致粉末合金超塑性变形失效的主要原因。     

热等静压对Ti_2AlNb合金组织和力学性能的影响

研究了热等静压压力、温度和时间对Ti2AlNb合金铸件组织和力学性能的影响。结果发现,增大热等静压压力对Ti2AlNb合金的抗拉强度影响较小,但可显著改善试样的塑性;在1 040~1 100℃对Ti2AlNb合金铸件进行热等静压处理3h可以获得B2基体上弥散分布着细小O相的结构,其抗拉强度较高;在1 040℃下进行1.5~3h的热等静压处理可显著提高其抗拉强度,但热等静压时间超过4h后会降低其抗拉强度。     

高温合金差示扫描量热分析(DSC)的影响因素研究III：合金状态和升降温速率

摘 要：对固溶强化型镍基高温合金625进行升、降温差示扫描量热分析（DSC）试验,研究了同一合金不同状态（粉末态、粉末+热等静压态和铸态）以及升/降温速率（5-10℃/min）对相变温度的影响。采用场发射扫描电镜（FESEM）、电子探针（EPMA）对不同状态625合金的微观组织和元素分布进行表征。结果表明：（1）铸态比粉末态合金的枝晶间距大2个数量级,而热等静压态合金为无枝晶偏析的细等轴晶结构。（2）升、降温速率对DSC曲线中加热时基体开始熔化（等于固溶强化型合金的初熔温度）和冷却时开始凝固温度（偏离基线的拐点）无影响,但对合金加热熔化结束、冷却时大量凝固析出温度（峰位）和终凝温度（拐点）有明显影响。采用加热、冷却曲线相应相变温度平均值的方法可减少DSC试验和样品条件的影响,获得相对固定且更具可比性的合金相变温度。（3）合金状态对初熔温度和DSC升温曲线固相线温度附近的圆弧段有明显影响。根据DSC加热曲线固相线温度附近的圆弧大小可以判断合金的偏析倾向,弱偏析倾向的粉末态和热等静压态PM625合金DSC加热曲线固相线附近区域拐点尖锐,表现为合金开始熔化温度（偏离基线的拐点）与名义固相线温度（切线交点）差异很小,分别仅为5℃和6℃;偏析倾向较大的铸态IN625合金的DSC加热曲线中固相线温度附近区域为较大圆弧,开始熔化温度与名义固相线温度差异可达52℃。铸态625合金的初熔温度比热等静压态和粉末态分别低45℃和40℃,在实际热处理和热等静压等热工艺参数选择时应注意圆弧段较大的合金降低初熔温度的影响。在所有DSC冷却曲线中,由于完全熔化重新凝固消除了合金原始显微组织特征,不同状态625合金固相线温度区域附近曲线形态相似,均为较大的圆弧。     

热处理温度对TA15钛合金管材组织及性能的影响

对TA15钛合金管材试样在750～1050℃范围内进行保温1 h后空冷的热处理,利用光学显微镜、电子万能试验机及摆锤式冲击试验机,研究不同热处理温度对TA15钛合金管材组织及力学性能的影响。当热处理温度由750℃升至850℃时,α_p未发生明显变化而次生α相片层发生了明显的粗化;随热处理温度进一步升高至950℃,α_p数量减少,等轴化的程度升高,次生α相至950℃完全转变为高温β相并在进一步冷却过程中重新析出β转变体;当热处理温度进一步提高至1000℃以上时,显微组织转变为典型魏氏组织。相变点以下热处理时(<1000℃),强度塑性匹配较好,随着热处理温度的升高,强度降低,塑性提高,850℃时达到强塑性的最佳匹配。随着热处理温度的升高,冲击性能呈现先升高后降低的趋势,其中900℃热处理后冲击性能最优。     

热等静压Ti-6Al-4V钛合金热变形微观组织演变研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对热等静压态Ti-6Al-4V钛合金在温度950~1050℃、应变速率0.01~1s_-1条件下进行了热模拟压缩实验,研究了变形温度、应变速率对其显微组织的影响规律。结果表明：热等静压态Ti-6Al-4V钛合金在950℃以上变形后淬火组织以粗大的β晶粒与针状及板条马氏体组成,具有典型的β相区变形组织特征。β转变组织形成交错的网篮结构并具有特定的取向关系。变形过程中,发生了动态再结晶,并伴随着动态回复现象。在950℃、0.01s_?1条件下,以动态再结晶占据主导,得到均匀等轴β转变组织。随应变速率增大,以动态回复为主,β晶粒沿金属流动方向拉长,β转变组织得到细化。随温度升高,β晶粒变粗大,并仍然存在拉长变形带。同时,β转变组织有一定程度的粗化。     

氢含量对置氢TC21粉末热等静压制件组织与性能影响

采用置氢钛合金粉末热等静压成形与钛合金热氢处理技术相结合的新工艺路线制备合金,研究了置氢量对置氢TC21合金粉末热等静压制件组织性能的影响规律。结果表明:随置氢量增加,置氢TC21合金粉末热等静压后制品密度逐渐增大;热等静压后制品的组织呈片层状、α/β集束状和网篮状组织,退火除氢后原始组织中片状和长条状的α/β集束得到破碎、细化;热等静压制件真空退火后抗拉强度呈逐渐升高的趋势,其拉伸端口形貌由长条状和片状组织沿晶韧窝断裂特征,向网篮组织穿晶和沿晶共存的断裂过渡,且两种组织的断裂都具有延性特征。     

0.30C-Cr-W渗氮轴承钢的热变形特性

为了探究0.30C-Cr-W渗氮轴承钢的最佳动态再结晶条件和热变形机理,利用Gleeble3800热模拟试验机对试验钢进行了等温热压缩模拟试验,试验变形温度为750~1050 ℃,应变速率0.01~10 s^-1,变形量60%。结果表明,峰值应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增大,在应变速率为0.01∼0.1 s^-1,变形温度为950~1050 ℃时,发生明显动态再结晶;具有双曲正弦函数型的本构方程能较好地描述0.30C-Cr-W渗氮轴承钢的流变行为;0.30C-Cr-W渗氮轴承钢的形变激活能为442.022 kJ/mol。基于动态材料模型和流变应力数据建立了热加工图。通过热加工图及微观组织的观察确定了变形温度950∼1050 ℃,应变速率0.01∼0.15 s^-1为最佳热变形条件;变形温度750∼950 ℃,应变速率1.2∼10 s^-1为流变失稳区。