热处理对GH4169合金组织及低周疲劳寿命的影响

采用三种热处理工艺对GH4169合金进行处理,研究了处理后合金相应的显微组织以及在应变幅1.0%,0.8%和0.5%下的常温低周疲劳性能。结果表明:采用三种工艺热处理后,GH4169合金的组织中均析出了δ相,热处理前后的晶粒尺寸相差较小;在固溶和双时效处理之间增加了900℃固溶处理后,δ相在合金中的析出量增加,且保温时间长的δ相含量更多;GH4169合金的疲劳寿命几乎不受δ相析出量的影响,其疲劳断口在相同应变幅下都呈现出相似的形貌,裂纹源数量均随着应变幅的增加而增多。     

热处理对激光选区熔化GH3536合金组织演变规律的影响研究

利用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)增材制造技术制备了GH3536镍基高温合金,研究了直接时效、固溶及热等静压处理对SLM合金组织和裂纹的影响规律,利用XRD、SEM、EPMA、EBSD、TEM等方法表征相组成和组织演变。结果表明:SLM态组成相为γ相,经固溶和时效热处理后,晶界析出针棒状和片层状相,EPMA结果表明这些相富含C、Cr、Mo,主要组成为Laves相和碳化物相;SLM态试样经固溶热处理后,合金元素扩散加强,熔池边界逐渐消失;SLM态平均晶粒尺寸13.18μm,经高温热处理后,合金晶粒发生再结晶,平均晶粒尺寸减小,经固溶处理后平均晶粒尺寸为12.01μm,而经热等静压处理(1050℃/3h/120MPa)后平均晶粒尺寸为10.87μm。SLM态试样中存在10～100μm的微裂纹,裂纹起源于熔池内部并贯穿熔化道;经直接时效和固溶热处理后微裂纹未明显改善,而热等静压则可完全消除微裂纹。     

后处理工艺对激光选区熔化成形Hastelloy-X合金显微组织和低周疲劳性能的影响

采用激光选区熔化(SLM)技术制备Hastelloy-X合金,研究了不同的后处理工艺(1 175℃×2 h固溶处理、1 175℃/150 MPa×1 h或1 175℃/150 MPa×2 h热等静压处理)对合金显微组织和低周疲劳性能的影响。结果表明：SLM成形合金具备典型的熔池边界形貌和由细小树枝晶构成的柱状晶组织,同时存在微裂纹、气孔、孔洞等冶金缺陷;固溶处理消除了合金熔池边界,且晶粒由柱状晶向等轴晶转变,热等静压处理则能进一步闭合合金中的裂纹和气孔,同时沿晶界析出不连续的细小M₆C型碳化物;相比于固溶态合金,热等静压态合金具有更好的低周疲劳性能,其中2 h热等静压时间下得到的合金低周疲劳寿命略高;固溶处理态合金的疲劳裂纹以穿晶形式扩展,而热等静压态合金以穿晶+沿晶混合模式扩展。     

激光选区熔化Hastelloy-X合金的显微组织与拉伸性能

采用激光选区熔化技术制备了Hastelloy-X合金(沉积态),并依次进行了热等静压和热处理,研究了不同处理后合金的显微组织和室温拉伸性能。结果表明:当线能量为98J·m~(-1)时,沉积态Hastelloy-X合金组织中存在气孔、未熔粉等缺陷和熔池界、枝晶等亚结构,随着线能量的增大,合金的相对密度提高,缺陷数量减少;经热等静压处理后,组织由等轴晶和网状碳化物组成,经热等静压+热处理后,部分网状碳化物溶解并呈弥散分布,晶内析出细小的第二相;沉积态合金的断裂方式为脆性断裂,经热等静压处理后,合金的塑性提高,断口呈二次裂纹+韧窝的混合型形貌,经热等静压+热处理后,合金的塑性进一步提高,室温拉伸性能优于锻件的标准指标,断口呈以破裂碳化物为韧窝中心的韧性断裂形貌。     

热处理对铜铍钴钛合金组织和性能的影响

对新型铜铍钴钛合金进行了固溶时效热处理,研究了热处理工艺对其组织和性能的影响。结果表明:该合金经840℃×50min固溶+300℃×2h时效处理后,其硬度为38HRC,电导率为21.89%IACS,晶界和晶内有细小弥散的γ相析出;时效处理可以使该合金的电导率得到显著提高。     

热处理工艺对Ti2AlNb惯性摩擦焊接头组织及性能的影响

针对Ti_2AlNb合金惯性摩擦焊接接头开展了热处理工艺试验研究,分析了不同热处理工艺对焊接接头组织及力学性能的影响。研究表明,固溶态母材由α2、B2和O相构成,α2相呈球状或块状分布于B2相晶界上,O相呈棒状平行或交叉分布于B2相晶粒内部;固溶+单时效态合金母材由B2+O两相组成。焊态下的接头焊缝区及热力影响区基本为B2相组织,双时效处理后大部分B2相转变成晶界网状O相+晶内针状及块状O相组织,单时效处理的接头焊缝区及热力影响区晶界基本无O相组织存在,B2相晶内转变为细密层片状B2+O相共析组织。三种热处理状态的接头各区域显微硬度分布基本一致,焊后双时效提高了O相组织的析出而起到强化作用并提高了接头的显微硬度。焊前为固溶态+焊后双时效处理的接头室温抗拉强度最高且为1 193 MPa;焊后双时效处理的接头室温拉伸断口以准解理断裂为主,焊后单时效处理的接头室温拉伸断口以解理断裂为主,且解理小平面尺寸较大,抗拉强度稍低。焊前为固溶态+焊后双时效处理的接头在650℃高温下的抗拉强度依然最高且为986MPa,断口上能够观察到较浅的韧窝,为沿晶的韧性断裂;焊前为固溶态+时效处理的接头断口形貌基本相同,接头断裂形式以解理断裂为主,并含有少量的准解理断口。     

热处理前后镍基高温合金激光熔覆层的组织和力学性能

在GH4169高温合金板表面制备了GH4169合金激光熔覆层,然后对其进行了完全热处理、980STA热处理和双时效热处理,对热处理前后熔覆层的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:热处理前,熔覆层的顶部为等轴晶,中部和底部为树枝晶和等轴晶的混合形态;热处理后,熔覆层中粗大的树枝晶组织有不同程度的细化,熔覆层的显微硬度和抗拉强度显著提高;完全热处理后,熔覆层的断裂形式主要为韧性断裂,980STA热处理和双时效热处理后,断裂形式为韧性断裂和脆性断裂共存的混合型断裂。     

固溶时效对Inconel718合金组织和力学性能的影响

对Inconel718合金进行了(9201 060℃)×1.5h+(650850)℃×(610)h的固溶时效处理,研究了固溶温度和时效温度、时间对合金组织和力学性能的影响,并获得了较理想的固溶时效工艺。结果表明:时效处理后,合金的硬度较固溶态的明显提高;随固溶温度升高,奥氏体晶粒长大,δ相逐渐溶解,较适宜的固溶温度为1 000~1 020℃;随时效时间延长,合金中析出相的弥散强化效果更佳,屈强比提高显著;在1 000~1 020℃固溶+750℃×10h时效处理后,合金的力学性能最佳,抗拉强度超过1 200 MPa,室温冲击吸收功超过120J,硬度超过310HV10。     

冷却速率对激光熔覆K4169高温合金涂层组织的影响

采用半导体激光制备了K4169高温合金熔覆涂层,并依次对涂层进行了固溶处理和时效处理;采用液氮对基板冷却的方法改变覆层在凝固过程中冷却速率,以研究冷却速率对涂层组织的影响规律;采用扫描电镜及能谱仪对涂层组织和析出相进行分析,采用差热分析仪对涂层析出相析出温度进行测定。结果表明:高的冷却速率能抑制K4169合金涂层中铌元素的偏析,同时可以抑制有害Laves相的析出;热处理可以显著提高涂层的硬度,高冷却速率下制备的涂层经热处理后硬度更高。     

热处理工艺对7003铝合金组织性能影响研究

对7003铝合金进行固溶处理以及人工时效处理,研究不同的热处理条件下7003铝合金组织性能变化规律,结果表明:该合金较为理想的热处理制度为470℃的固溶处理后水淬,再进行人工双级时效(105℃/8h+155℃/6h).析出细小且弥散的第二相起到强化作用,合金强度可达到343MPa,且抗腐蚀性能良好.     

热处理工艺对含铌GH2132合金组织和性能的影响

通过光学显微镜及力学性能试验机,研究了不同热处理工艺对锻态GH2132合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:锻造后空冷可以对GH2132合金起到固溶作用;锻态GH2132合金经时效处理后的强度比经固溶+时效处理后的强度更高,晶粒更细;固溶温度是影响合金抗拉强度和屈服强度的主要原因,固溶温度越低,强度越高,晶粒尺寸越小;锻态合金经时效处理后可得到高抗拉强度、低冲击功;经较高温度固溶+时效处理后可以得到稍低的抗拉强度和较高的冲击功。     

AA6061铝合金正方形截面管胀形工艺研究

AA6061铝合金挤压管材在常温下强度高但塑性差,难以成形复杂形状零件。基于此,提出了固溶处理+固体颗粒介质胀形+人工时效的工艺流程,通过固溶、淬火和时效等热处理工艺调整铝合金变形前后的力学性能,应用固体颗粒介质胀形技术实现管件塑性成形。以AA6061挤压铝合金管为研究对象,分析了固溶处理工艺参数对合金力学性能的影响,发现管材经固溶温度560℃且保温120min处理后,其延伸率提高3倍以上,强度和硬度也大幅降低,使合金管材的成形性能指标显著提高,具备了固体颗粒介质胀形管件的条件;对合金固溶处理后再人工时效处理的试验研究表明,人工时效温度180℃且保温360min时合金塑性下降,强度和硬度等性能指标均可恢复至初始状态。基于铝合金热处理工艺特征的研究,采用固溶处理+固体颗粒介质胀形+时效处理的工艺流程,成功试制了AA6061铝合金典型的正方形截面管件,其环向最大展长率可达34%。     

GH4169焊接与热处理后拉伸性能试验研究

航空发动机涡轮部位流场测量装置承受高温载荷,使用GH4169材料制造,制造工艺中需对结构进行焊接。为了研究焊接工艺对材料结构强度影响,设计加工了不同切口深度试件,研究了接头切口深度对焊接效果的影响,同材钎焊下GH4169材料的焊接熔深小于1 mm;开展了三种焊接热处理工序下GH4169材料试件及两件对比试件拉伸试验,研究了焊接热处理工序对材料拉伸性能影响,焊接后固溶时效处理的试件接头部位拉伸强度最高,达到1230MPa,为固溶时效对比试件的91.8%。为后续测量装置的设计加工提供了制造工艺及强度设计参考。     

热时效对多元微合金化310S不锈钢显微组织和冲击性能的影响

复合添加钼、铌、钨和钽等元素对310S不锈钢进行多元微合金化,固溶后分别在不同温度(650,800℃)和不同时间(500,1000,2 000h)进行热时效处理,研究了热时效对试验钢显微组织和冲击性能的影响。结果表明:在650℃时效处理后,试验钢显微组织为奥氏体,第二相除了M_(23)C_6相外还存在Fe_2MoC相和Cr_7C_3相;在800℃时效处理后,试验钢晶内有大量针状第二相析出;试验钢在不同温度时效处理后,随着时效时间的延长,其冲击吸收功均逐渐降低;和650℃时效相比,在800℃时效处理后试验钢的冲击吸收功降幅增大,断裂方式由韧性断裂向脆性沿晶断裂转变。     

定向凝固K17G镍基高温合金

本文研究定向凝固K17G合金显微组织特点及其与凝固时冷却速率关系,当冷却速率在0.4～1.0℃/秒时,其尺寸、数量与冷却速率平方根成反比。热处理对显微组织和机械性能有重要影响,重新析出的细小γ′相数量与固溶温度有关,尺寸则取决于时效温度(相同时效时间)。经1220℃/4小时/空冷加900℃/16小时/空冷热处理后,760℃66公斤/毫米~2的持久寿命为300～450小时,是普通铸造K17G合金的3～4倍;持久塑性δ在15%左右,约为普通铸造合金的4倍。对蠕变过程中MC碳化物及γ-γ′共晶断裂,也作了一些探讨。     

不同热处理对高温合金GH4141微观组织和拉伸性能的影响

高温合金作为航空紧固件的主要原材料,其力学性能直接影响着航空装备构件的紧固性能。以GH4141高温合金为试验材料,分析不同热处理后GH4141试样的金相组织、显微硬度、力学性能和断口形貌等特征,研究结果表明了固溶温度对晶粒尺寸影响较大,且随着固溶温度的升高,显微硬度降低;热处理后试样表面形成的残余应力为压缩状态;试样在1 080℃固溶760℃时效处理后的拉伸强度最大为1 214 MPa,其拉伸断口表现出明显的析出相强化诱导的颈缩和韧窝特征。     

晶粒尺寸对GH4169镍基合金疲劳小裂纹扩展的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸及疲劳试验机等研究了热处理对GH4169镍基高温合金显微组织和力学性能的影响,重点研究了晶粒尺寸对其疲劳小裂纹扩展的影响。结果表明:采用固溶加双时效的热处理工艺能够提高试验合金的力学性能,随着固溶温度升高,合金中晶粒尺寸变大,强度下降,疲劳寿命延长;小裂纹阶段占疲劳寿命的80%,晶粒尺寸对疲劳小裂纹扩展速率的影响不明显,但随着晶粒尺寸增大,长裂纹的扩展速率下降。     

热处理工艺对22Cr双相不锈钢组织的影响

研究了热处理工艺(固溶处理、固溶处理 时效处理)对22Cr双相不锈钢板材显微组织、脆性析出相形态的影响.结果表明:22Cr轧制板材在1 150℃以下固溶处理后,组织为由典型的α、γ两相组成的条状组织;经1 150℃固溶处理后,γ相已基本变成块状分布;在950～1 150℃固溶时,α、γ两相含量随固溶温度呈良好的直线关系.经1 050℃固溶处理后,在850℃进行时效处理,从α相中析出脆性相,随着时效时间的延长,脆性相含量增加.     

不同工艺高温固溶与时效处理后SP-700钛合金的组织与性能

将SP-700钛合金在β相区1 000℃固溶15 min后,降温至(α+β)相区进行不同时间(3～10 min)和温度(650～900℃)下的固溶处理以及不同温度(370～650℃)和时间(15,90 min)的单级时效处理和280℃低温预时效+第二级时效的双级时效处理,研究了不同工艺下合金的组织和性能。结果表明：在850℃下固溶后合金中α相的体积分数随固溶时间的延长而增加,当固溶时间为5 min时,合金具有较好的强塑性匹配;在5 min固溶时间下,α相体积分数随固溶温度的升高而减小,当固溶温度为650℃时,合金具有较好的强塑性匹配。β相区固溶+单级/双级时效后,合金基本由β晶粒、α相以及针状马氏体组成;在时效温度650℃和时间90 min下单级时效或时效温度650℃和时间15 min下双级时效后,合金均具有较好的强塑性匹配。     

微量银对Al-Zn-Mg-Cu系合金微观组织和力学性能的影响

研究了微量元素银的加入对高强Al—Zn—Mg—Cu合金及固溶、时效处理前后组织和力学性能的影响。结果表明：银可提高该合金的固溶处理温度,增加合金固溶组织中未溶相数量,加速时效初期强化相析出,延缓过时效。