半固态固溶及时效对Mn-Cu合金组织和性能的影响

采用真空感应熔炼法制备Mn65-Cu23.75-Zn3-A13-Ni3-Fe2-Ce0.05(at％)合金.对该合金进行轧制处理,然后进行均匀化退火.分别在850℃和950～1050℃对合金进行普通固溶及半固态固溶处理,随后在430℃时效0～16h.研究半固态固溶温度及时效时间对Mn-Cu合金组织、阻尼性能和力学性能的...     

固溶温度对Ti-Ta合金微观结构及阻尼性能的影响

将真空熔炼制备并冷轧后的Ti-32Ta合金依次在600、700和800℃下进行固溶处理,通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、DSC热分析仪、DMA动态力学分析仪等对其进行微结构和阻尼性能表征,研究固溶处理温度对Ti-32Ta合金微观结构和阻尼性能的影响。结果表明,Ti-32Ta合金的再结晶温度在700～800℃之间,600℃固溶处理样品的组织为未再结晶组织,700℃和800℃固溶处理样品的组织中再结晶等轴晶粒随温度的升高而增多;Ti-32Ta合金经固溶处理后相变点Ms提高,600℃和700℃固溶处理样品的相变温度,相比于未固溶处理时的相变温度440 K(167℃)提高了39℃,800℃固溶处理样品的相变温度提升了18℃;固溶温度对Ti-32Ta合金的阻尼性能影响不明显,但工作温度对阻尼性能有较大的影响,当工作温度升高到150℃以上,材料的阻尼性能随温度升高呈现迅速升高的趋势。     

固溶处理对Fe-5Al-2Mo减振合金阻尼性能的影响

实验研究了固溶处理温度对Fe-5Al-2Mo减振合金阻尼性能的影响。结果表明，该合金的阻尼性能受固溶处理温度影响较大，900-1000℃固溶处理后的合金的阻尼性能较好。     

固溶处理对Mg-O.6Zr-O.5Y合金力学和阻尼性能的影响

采用光学金相显微镜、电子式万能试验机及动态机械分析仪(DMA),研究了固溶处理温度(TH)和固溶处理时间(tH)对挤压态Mg-0.6Zr-0.5Y合金显微组织、力学和阻尼性能的影响.结果表明:合金在固溶处理过程中发生静态再结晶,并随固溶处理温度升高,合金晶粒长大,与挤压态相比力学性能降低而阻尼性能提高;400℃固溶处理时,随保温时间延长,合金阻尼性能提高,但保温时间继续延长到8h时,在晶界交叉处出现细小晶粒,使合金力学性能提高而阻尼性能下降.固溶处理工艺对合金阻尼性能的影响规律可用G-L理论来解释.     

Mg-2.5Nd-1Cd-0.6Zr-0.4Zn镁合金的力学性能和阻尼性能

研究了铸态和固溶态下Mg-2.5Nd-1Cd-0.6Zr-0.4Zn镁合金的力学性能及阻尼行为.结果表明,固溶处理提高了合金抗拉强度、伸长率.室温下,铸态和固溶态合金的应变无关阻尼性能相当.该合金其应变相关阻尼随应变振幅的增大而增大,且固溶态的阻尼明显高于铸态的.合金的阻尼行为可采用Granato-Lucke位错阻尼理论解释.     

热处理对挤压态AZ61合金力学性能和阻尼性能的影响

采用拉伸实验、硬度及电阻率测试、动态机械热分析、显微组织观察等方法研究了退火及时效对挤压态AZ61合金力学性能及阻尼性能的影响.结果表明未经均匀化处理的AZ61合金热挤压后再经过退火(573 K×1 h),抗拉强度几乎不变;固溶处理(693K×1h)使合金的应变无关阻尼降低,但使应变相关阻尼提高.固溶处理后的时效(453 K×24h)由于有少量第二相析出,明显提高合金的屈强比,且因增加了合金基体中强钉扎点的数量使阻尼性能较固溶处理后的稍有降低.该合金室温阻尼可用G-L位错钉扎模型解释.     

热处理对挤压态AZ61合金力学性能和阻尼性能的影响

采用拉伸实验、硬度及电阻率测试、动态机械热分析、显微组织观察等方法研究了退火及时效对挤压态AZ61合金力学性能及阻尼性能的影响。结果表明:未经均匀化处理的AZ61合金热挤压后再经过退火(573K×1h),抗拉强度几乎不变;固溶处理(693K×1h)使合金的应变无关阻尼降低,但使应变相关阻尼提高。固溶处理后的时效(453K×24h)由于有少量第二相析出,明显提高合金的屈强比,且因增加了合金基体中强钉扎点的数量使阻尼性能较固溶处理后的稍有降低。该合金室温阻尼可用G-L位错钉扎模型解释。     

热处理对Fe-14.04Mn-0.22C合金阻尼性能的影响

研究了Fe—Mn基减振合金的减振机制，并深入分析了固溶处理对Fe-14．04Mn-0．22C减振合金阻尼性能的影响。研究结果表明，该合金经固溶处理后，发生了γ→ε转变，固溶处理温度越高，γ→ε转变生成的马氏体越多，合金的阻尼性能随固溶处理温度的升高而提高，在1000℃时，合金的阻尼性能达到最大值，随温度的进一步升高，阻尼性能反而恶化。     

固溶/时效处理对家具设计用Mn-Cu合金组织与阻尼性能的影响

采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、动态机械热分析仪(DMA)等分析了固溶/时效热处理对家具设计用Mn-Cu合金组织与阻尼性能的影响,得出了较为适宜的热处理工艺,并探讨了显微组织与阻尼性能之间的关系。结果表明:在相同的应变振幅下,固溶/炉冷Mn-Cu合金的阻尼值要高于固溶/水冷Mn-Cu合金的阻尼值,且都小于轧制态Mn-Cu合金的阻尼值;随着时效时间的增加,同一应变振幅下的Mn-Cu合金的阻尼值呈现先增加而后降低的趋势,在时效时间为8 h时获得的阻尼值最大;因此,Mn-Cu合金经过时效处理后,并不是时效时间越长阻尼性能越好,Mn-Cu合金适宜的时效保温时间为8 h。     

固溶处理对ZK系镁合金力学及阻尼性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、拉伸试验以及动态热机械分析仪等研究了固溶处理对ZK系（ZK21,ZK40,ZK60）镁合金组织、力学及阻尼性能的影响。结果表明:经固溶处理后,ZK系合金的晶粒尺寸略有长大,第二相溶解、晶格畸变增加。晶界处脆性相的溶解产生的固溶强化效应导致固溶态合金的抗拉强度和显微硬度明显高于铸态。固溶处理后合金的与应变振幅无关阻尼下降、与应变振幅相关阻尼上升,且临界应变振幅明显增大。同一应变振幅下固溶态合金阻尼性能低于铸态;第二临界应变振幅(ε_cr2)增大使固溶态ZK系合金可以在更大应变振幅范围下使用。ZK系镁合金上述阻尼性能的变化可以用Granato-Lücke理论和塑性阻尼理论来解释。      

固溶时效处理对TC6合金组织与性能的影响

采用OM、SEM、XRD、维氏硬度以及力学性能测试等方法,研究了固溶时效处理对TC6合金显微组织、相结构以及力学性能的影响。结果表明：TC6合金经过900 ℃固溶处理后,合金由片层α相、针状马氏体α′相以及β相组成;而经过1000 ℃固溶处理后,合金主要由针状α′马氏体相和β相组成。对不同固溶温度下的合金样品进行时效处理,针状α′马氏体相完全分解为α相和β相。并且随着时效温度升高,β相的相对含量逐渐增大。通过对比,TC6合金经过900 ℃固溶后在500 ℃下进行时效处理后综合力学性能达到最佳,此时的抗压强度和屈服强度为2000 MPa、1061 MPa,硬度值为499 HV0.2。     

HIP温度对SLM制备TC4钛合金组织和力学性能的影响

以激光选区熔化技术(SLM)成型TC4钛合金为研究对象,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子万能试验机等测试分析方法,研究了热等静压处理温度对TC4钛合金材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,SLM态TC4钛合金横截面微观组织由等轴状初生β晶粒组成,纵截面微观组织由呈外延生长的柱状初生β晶粒组成。晶粒内部以不同取向的针状α'马氏体相为主,纳米点状β相在初生马氏体间形核生长。在α+β两相区温度进行热等静压处理,TC4钛合金的组织由α相和β相组成。随着热等静压处理温度的升高,板条状α相粗化成短棒状,β相含量增加且发生一定粗化。随着热等静压处理温度的升高,材料的抗拉强度和屈服强度呈现降低的趋势,断面收缩率也呈下降趋势。热等静压处理工艺为910 ℃-110 MPa-2 h的TC4钛合金可获得最优的强韧性匹配。     

微合金化Cu-Ni-Sn-P合金的组织和性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微维氏硬度计和涡流电导率仪,分析了不同镍锡比对Cu-Ni-Sn-P合金铸态、固溶态及时效态组织和性能的影响,从而优化了Cu-Ni-Sn-P合金中镍和锡元素的成分配比,同时研究了不同形变热处理工艺对Cu-0.87Ni-1.82Sn-0.07P合金组织和性能的影响。结果表明,Ni∶Sn为1∶2时Cu-Ni-Sn-P合金(Cu-0.87Ni-1.82Sn-0.07P合金)的综合性能最佳,固溶时效处理后硬度最高达119.9 HV0.5,电导率为35.0%IACS。时效前经过30%预冷轧变形能提高时效峰值硬度,450 ℃时效后硬度可达164 HV0.5。断口组织多为韧窝,韧性较好,抗软化温度为480 ℃。时效强化析出相与位错为切过关系,析出相呈现为球形Ni-P颗粒;晶界处析出颗粒较大,晶内析出的颗粒普遍较小,尺寸介于几十纳米到数百纳米之间。     

时效对新型Ti-Al-V中熵合金组织性能的影响

采用真空悬浮熔炼法制备出新型Ti-Al-V中熵合金,使用全自动密度天平测定合金密度,并对其分别在500 ℃和700 ℃下时效处理2 h,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和维氏显微硬度计研究时效温度对其显微组织、物相组成及力学性能的影响。结果表明:Ti-Al-V中熵合金是一种轻质(密度4.18 g/cm³)、高硬度(铸态505 HV)新型合金;铸态和时效后的合金中均存在BCC结构的基体和HCP结构的富Ti板条状/粒状/针状析出相两种相结构;时效处理的合金中析出相数量相比铸态明显增加,并且时效温度提高,粒状/针状形貌的析出相数量进一步增加;铸态时合金的硬度较高,但力学性能均匀性差,随着时效温度的升高,合金硬度逐渐降低,但力学性能相对更均匀。     

Ti-6Al-4V合金渗氮层的生物腐蚀行为

采用真空感应快速渗氮技术对Ti-6Al-4V合金进行表面渗氮,将渗氮前后的试样置于SBF溶液中探究其耐蚀性。利用维氏硬度计、光学显微镜、电化学工作站、光学3D表面轮廓仪、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术对渗氮层进行测量和观察。试验结果表明:820 ℃下对Ti-6Al-4V钛合金进行真空感应渗氮处理后,渗氮层厚度达20 μm,其氮化物层硬度得到明显提高。同时,经过感应渗氮处理后样品的表面粗糙度增加。电化学试验表明经感应渗氮后Ti-6Al-4V钛合金的耐蚀性明显增强。     

形变热处理对Cu-Ti-Fe-Sn合金组织与性能的影响

利用真空熔炼法制备了Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金,通过均匀化退火、固溶+冷轧(变形量分别为40%、60%、80%)+450 ℃时效处理,研究了形变热处理对Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金显微组织、导电率及硬度的影响。结果表明:真空熔炼制得的 Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金铸态组织中含有大量的枝状晶组织,经固溶处理后组织中出现了晶粒长大;铸态合金的硬度和导电率分别为178.1 HV和10.85%IACS,固溶处理后硬度和导电率都相应降低,分别为102.7 HV和4.58%IACS。经过冷变形和时效处理后Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金硬度明显提高,变形量为60%时,时效480 min时硬度达到峰值,合金硬度为310.2 HV,此时合金的导电率为18.59%IACS。     

热处理工艺对Mg-6Zn-2.5Cu镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学试验机等研究了铸造Mg-6Zn-2.5Cu合金在铸态、固溶和时效处理下的显微组织和力学性能。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg和(α-Mg+MgZn2+Mg2Cu+CuZnMg)共晶相组成。在455℃固溶12~36 h时,随着时间增加,固溶效果逐渐增强,且在20 h时合金获得了较理想的显微组织及218 MPa的抗拉强度和8.68%的伸长率。随后在180℃时效6~72 h后,合金的拉伸性能随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时后,合金的抗拉强度和硬度达到峰值,分别为249.5 MPa和64.6 HV0.1,比铸态的分别提高了66.5 MPa和26.29%,伸长率在时效12 h时后达到了峰值6.72%。铸态合金的断裂方式以沿晶断裂为主,时效处理后合金的断裂方式为准解理断裂。     

T4和T6热处理对Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr合金组织和硬度的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度仪等研究了T4和T6热处理对Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr镁合金显微组织及硬度的影响。结果表明:Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr镁合金经T4热处理之后,网状结构的β-Ca2Mg6Zn3相逐渐分解并转变为不规则的团聚的块状结构,MgZn2相逐渐溶解于α-Mg基体中,硬度比铸态时显著提高,达到63.87 HV;经过不同时间的T6热处理之后,MgZn2相从α-Mg基体中重新析出,球状的Mg2Ca中间化合物均匀的分布于晶粒内且发生明显长大。随着时效时间的延长,MgZn2相增多,对位错的钉扎增强,合金的硬度提高,在"峰时效"时的硬度达到64.97 HV。410℃×24 h固溶处理后150℃×8 h时效处理为Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr镁合金的最佳热处理工艺。     

真空退火处理对选区激光熔化TA2纯钛显微组织及力学性能的影响

采用选区激光熔化工艺制备了医用TA2纯钛试样,利用光学显微镜、扫描电镜、万能材料试验机和维氏硬度计等分析手段对比分析了真空退火处理对试样显微组织和力学性能的影响,还利用氮氢氧联合测定仪研究了试样中含氧量的变化。结果表明,合适的真空热处理工艺能明显改变纯钛零件显微组织,从马氏体组织向近等轴组织转变;能有效改变制备零件的力学性能,使拉伸强度及屈服强度降低,塑性升高;除此之外,真空热处理还能降低制备零件的含氧量和硬度。经800 ℃真空退火保温1 h后,试样的显微组织为近等轴组织,其各项力学性能均满足GB/T 13810—2017《外科植入物用钛及钛合金加工材》要求,其抗拉强度为670.3 MPa,屈服强度为609 MPa,断后伸长率为20.3% ,断面收缩率为44.7% 。     

置氢量对TC4钛合金激光焊接头组织相变及硬度的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等研究了置氢量分别在0%、0.05%、0.16%和0.37%时的TC4钛合金激光焊接头的显微组织及相变,并用数字显微硬度计分析置氢后接头硬度的变化规律,阐述其影响机制。结果表明:随着置氢量的增加,母材中的α相减少,β相增加;焊缝组织由针状马氏体α′相转变为片层状组织,且母材和焊缝组织向同一方向转变。接头显微硬度随置氢量的增加逐渐降低,且母材和焊缝的硬度差值逐步缩小,当置氢量为0.37%时,焊缝和母材的硬度差最小,为13 HV。置氢量影响TC4钛合金接头硬度的原因是接头中软化相β、氢化物δ和氢的固溶强化等引起的多种相变的作用。