添加铌和钽对TiMoZr合金变形机制和拉伸性能的影响

通过冷坩埚悬浮感应熔炼、轧制和固溶热处理制备Ti-8Mo-2Zr、Ti-8Mo-4Nb-2Zr和Ti-8Mo-4Nb-2Zr-2Ta(原子分数/%)钛合金,研究了铌和钽元素的添加对合金显微组织、拉伸性能和变形机制的影响。结果表明：3种合金的组成相均为单一β相,β相晶粒尺寸随着铌、铌+钽元素的添加逐步减小;Ti-8Mo-2Zr合金的变形机制以应力诱发α″马氏体相变和{332}孪生为主,而Ti-8Mo-4Nb-2Zr和Ti-8Mo-4Nb-2Zr-2Ta合金的变形机制以位错滑移为主;变形机制的转变导致合金强度的提高和塑性的降低,铌和钽元素添加产生的细晶强化和固溶强化效应进一步提高了合金的强度,Ti-8Mo-4Nb-2Zr-2Ta合金的抗拉强度高达970 MPa。     

Ti-75合金热处理工艺对组织和性能的影响研究

试验通过对Ti-75合金板材和锻件不同热处理工艺的组织和性能进行研究。结果表明,Ti-75合金随着退火温度提高组织形态变化较大,在相变点以下退火形成等轴α组织及β转变组织,在相变点以上退火形成层片状β转变组织;Ti-75合金的硬度与组织的关系由高到低是:层片β转变组织双态组织等轴α组织。     

激光立体成形TC4合金的显微组织和拉伸性能

采用激光立体成形技术制备TC4合金(沉积态)并进行退火处理,研究了沉积态和退火态合金的显微组织和拉伸性能,并与传统TC4合金的进行了对比。结果表明:激光立体成形合金的沉积态显微组织主要由针状马氏体α和β相组成,原始β晶界清晰可见,退火态显微组织由α板条和板条间β相组成;与沉积态组织相比,退火态组织中α相的体积分数增加,α板条粗化;沉积态和退火态激光立体成形合金的拉伸性能均优于传统退火态TC4合金的,退火处理降低了合金在垂直于和平行于扫描方向上的性能差异;与沉积态合金的相比,退火态合金在平行于扫描方向上的抗拉强度和屈服强度下降,伸长率和断面收缩率增大,在垂直于扫描方向上二者的拉伸性能相差很小;沉积态和退火态合金的拉伸断口均呈韧窝特征,断裂机制均为韧性断裂。     

钼含量和均匀化处理冷却方式对β型Ti-Mo合金中点缺陷弛豫的影响

采用真空电弧熔炼制备β型Ti-xMo(x为质量分数/%,3～24)合金,并进行950℃×20 min均匀化处理,随后分别水冷和炉冷至室温,通过内耗测试结合物相和微观结构分析,研究了钼含量和冷却方式对该合金点缺陷弛豫的影响。结果表明：炉冷和水冷Ti-xMo合金中均出现2个Snoek型驰豫峰,炉冷Ti-xMo合金的弛豫峰随钼含量的变化特征与水冷合金相似。2种冷却方式下Ti-xMo合金在加热时的低温峰峰高随钼含量的增加而增大,但峰温几乎不变,峰高的增大与β相和间隙氧原子含量的增多有关;除Ti-3Mo合金外,其余合金高温峰的峰高和峰温都随钼含量增加而增大,峰高和峰温的增大与钼和氧的相互作用增强有关。     

低弹性模量Ti-Nb-Zr合金的显微组织与力学性能

为了降低医用植入物材料的弹性模量,通过选取不同含量的铌和锆,采用真空非自耗电弧炉熔炼了四种成分的Ti-Nb-Zr合金:Ti30Nb7Zr(T1)、Ti30Nb13Zr(T2)、Ti40Nb7Zr(T3)和Ti40Nb13Zr(T4);对四种合金进行了锻造处理,然后在β相区进行固溶,对其固溶后的力学性能、显微组织进行了研究.结果表明:T1和T2合金是β相+α',相的两相组织,随着锆含量不同,α'相形貌及数量也各不相同;T3和T4合金是单-β相组织;四种合金的弹性模量均低于80 GPa,其中T2合金的弹性模量为58 GPa,与人体骨骼的弹性模量最为接近.     

硼对高铌TiAl基合金γ→α相变的影响

TiAl广泛应用在在航空航天和汽车等领域,研究了硼对高铌TiAl基合金γ→α相变的影响。研究发现:在相同的保温时间下,Ti-46Al-8Nb-0.8B合金α2相的体积分数比Ti-46Al-8Nb合金小,这主要是因为Ti-46Al-8Nb-0.8B合金中的α相从γ晶界析出的形核率低,生长更困难而导致的;微量元素硼的添加能显著促进片状α相从γ晶粒内析出的形核率,抑制块状α相从γ晶界析出的形核率,并能阻碍α相的生长。     

不同组成相钛-铝-铌三元合金的高温强度

通过调整钛、铝、铌三种元素的含量,制备了分别具有单相、双相和三相组织的三种钛-铝-铌合金;对合金从室温到1373 K的压缩和拉伸性能进行了试验研究,并用XRD和SEM等手段分析了合金的组织结构和断口形貌.结果表明:单相合金Ti-47.5Al-5Nb在室温下的压缩屈服强度为450 MPa,一直保持到1 200 K;双相合金Ti-42.8Al-14.2Nb和三相合金Ti-40Al-20Nb在室温下的压缩屈服强度分别为1 150 MPa和950 MPa,随着温度的上升,屈服强度略有下降,从1 000 K以后,屈服强度下降的幅度增大;在1 200 K,双相和三相合金的屈服强度仍然保持在600MPa左右;在1 200 K以上三种合金的屈服强度都急剧下降;双相合金在高温下具备很高的塑性和屈服强度.     

Ti-15-3合金冷变形纳米组织的热稳定性

利用透射电镜和X射线衍射仪等仪器研究了经大变形量冷轧后Ti-15-3合金中纳米(30 nm)组织的热稳定性。结果表明:冷轧态合金在450℃保温时纳米组织的热稳定性较好,保温1 200 min后晶粒尺寸仍保持在100～150 nm;550℃时纳米组织的热稳定性逐渐降低;650℃及以上温度加热后纳米组织在极短时间内即迅速长大;纳米级β相合金在(α+β)相区退火时,α相的析出会钉扎位错和晶界,从而阻止纳米晶粒的长大;在较低的退火温度下纳米晶粒的长大与其内部拥有大量非平衡晶界有关。     

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。     

冷却速率对Ti-1300合金组织转变的影响

用膨胀法和金相显微镜研究了近β钛合金Ti-1300合金在连续冷却过程中组织转变规律。结果表明:随着冷却速率的增加,Ti-1300合金的显微组织呈规律性的变化;当冷却速率较慢时,Ti-1300合金的室温组织为层片状α相和β相的组织;当冷却速度大于0.3℃/s时,在片层组织中出现了块状的残余β相并随冷却速率的增大而增多。显微硬度随冷速加快出现先增加后降低的现象。     

T4热处理对不同钕含量AM60镁合金显微组织和力学性能的影响

用真空电阻炉、在氩气保护下制备了不同钕含量的AM60合金,用箱式电阻炉对其进行了T4热处理;研究了两种状态合金显微组织和力学性能随钕元素含量的变化规律.结果表明:铸态合金的显微组织均主要由α-Mg基体相、β-Mg17 Al12相和Al11 Nd3相组成;T4热处理后,β-Mg17Al12相溶解到α-Mg基体相中,合金晶...     

扩散退火对Inconel 783合金显微组织及力学性能的影响

对Inconel 783合金铸锭先进行扩散退火处理,再进行热锻、固溶、时效处理,分析了扩散退火对该合金最终显微组织(主要是析出相)及力学性能的影响。结果表明:未经扩散退火处理的合金,最终显微组织中会生成较大尺寸的带状或枝晶状晶界β相及大块状的含铌碳化物,而经扩散退火处理合金中的析出相主要由细小且弥散分布的γ′相、颗粒状晶内β相和短棒状晶界β相组成;经扩散退火处理合金的室温屈服和抗拉强度分别比未扩散退火合金的提高近100MPa,伸长率提高近30%,650℃时的拉伸强度显著增加,塑性提高1倍多,这主要归因于扩散退火处理后显微组织中均匀弥散分布的细小析出相。     

低铝含量镁-铝合金的显微组织和力学性能

采用光学显微镜、扫描电镜及其附带的能谱仪、X射线衍射仪和拉伸试验机等研究了铝质量分数小于3 %的低铝含量镁-铝合金的显微组织和力学性能.结果表明:低铝含量镁-铝合金铸态组织由α-Mg和β-Mg17 Al12两相组成,其中α-Mg固溶体为等轴树枝晶;随着铝含量的增加,呈六重对称的蔷薇状α-Mg树枝晶尺寸减小、分支发达;其...     

钙对Mg-6Al变形镁合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了钙含量对Mg-6Al变形镁合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：随着钙含量的增加,Mg-6Al合金中的β-Mg17Al12相逐渐变少、变细,铸态晶粒明显细化;大部分钙和铝结合生成高熔点Al2Ca相,能够阻碍晶粒的长大,使晶粒细化;钙的添加量少于1％时,随着钙含量的增加,合金的室温抗拉强度和伸长率均提高,钙的添加量大于1％时,合金的拉伸性能下降;钙含量为1％时,合金室温抗拉强度比不加钙时的提高了33．3％,伸长率达到2．65％,提高了1倍多。     

激光热处理对铸造铝青铜合金微观组织与硬度的影响

采用激光热处理技术对ZCuAl10Fe3Mn2铸造铝青铜合金进行热处理。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和IPP软件对合金的铸态组织结构、物相组成和力学性能等进行对比研究。结果表明,激光热处理对铝青铜合金组织结构和性能的影响是显著的,对激光热处理前、后比较发现基体仍以α相为主,但其含量明显减少,β′相、强化相K相、γ2相以及共析反应生成的(α+γ2)共析体的含量明显增加且更加均匀地分布于基体组织中。激光热处理后组织晶粒细化效果明显,起到了很好的强化作用。     

铝含量对粉末冶金制备镁铝锆合金组织和力学性能的影响

运用粉末冶金工艺制备了Mg-xAl-1.5Zr(x=0,2,4,6,8,质量分数/%)合金,研究了铝含量对其组织和力学性能的影响。结果表明:镁铝锆合金主要由α-Mg基体、锆颗粒、β-Mg17Al12相组成,还存在一些微小的孔洞;铝含量的增加使合金组织趋于均匀化;Mg-6Al-1.5Zr合金具有最高的硬度和抗弯强度,分别为79.7HV和224MPa,但其塑性较差,断口呈准解理断裂的特征。     

新型Ni-Co基高温合金的显微组织特点和析出相热力学计算

利用光学显微镜和扫描电镜观察新型Ni-Co基高温合金的铸态组织,采用JMatPro软件在平衡和非平衡凝固条件下对该合金进行热力学计算,研究了合金的相析出特点。结果表明：试验合金呈现枝晶形貌,偏析严重,主要组织为γ′相、η相、γ/γ′共晶组织以及MC碳化物。平衡凝固条件下,试验合金的主要析出相为γ′、η、μ、σ、碳化物以及硼化物;钛和铝含量增加导致γ′相析出量增加,析出温度升高;η相析出温度和析出量随钛含量增加呈线性增加。在非平衡凝固过程中,钛、钼元素富集在液相中,而铝、铬、钴和钨元素在液相中贫乏。     

Ti-6Al-4V铸造合金在氢处理过程中Ti3Al相的析出

本文利用透射电镜研究发现Ti-6Al-4V铸造合金在氢处理过程中可析出Ti 3Al相。作者认为Ti 3Al相析出的原因是氢处理过程中各合金元素在各相中进行再分配使得α相中铝含量升高造成的。     

机械合金化制备FeNbVB纳米晶粉末的研究

采用机械合金化法制备了Fe84Nb3V4B9纳米晶粉末,并利用扫描电镜、X射线衍射仪等对其形貌、结构和热稳定性进行了分析。结果表明：组分为Fe84Nb3V4B9的混合粉体在球磨96h后,α-Fe相平均晶粒尺寸约为10nm;此后于100-350℃退火没有新相生成,并且纳米晶粒无明显长大,表现出较好的热稳定性;钒元素的加入能够增加粉末的均匀性、细化晶粒、加速合金化过程以及增加合金相的耐热稳定性,因此,钒部分替代铌制备FeMB纳米晶软磁材料具有明显的可行性和经济效益。     

Haynes282合金中不同元素含量对析出相析出行为的影响

采用JMatPro软件对Haynes282合金进行热力学计算,得到温度由1 400℃降至600℃时合金内不同析出相的含量,分析了铬、钴、钼、钛、铝、碳、硼等元素含量对析出相析出行为的影响。结果表明:碳化物的析出量主要由碳含量决定;铬元素可以增强M23C6的稳定性;铬、钴、钼、钛、铝能促进σ相的析出及稳定;钼含量增加可以促进μ相的析出,而硼、钴、铬、钛、铝等元素会抑制μ相的析出;硼元素对M3B2的稳定性没有影响,但含量增加会增大其析出量;钛元素能促进γ′相的析出并增强其稳定性,铝元素可增加γ′相的析出量。