Microstructural Modifications of As-Cast High-Chromium White Iron by Heat Treatment

The initial as-cast microstructure of a high-chromium (2.35% C, 18.23% Cr) white cast iron consisting of primary austenitic dendrites and a eutectic mixture of M₇C₃ carbides/austenite was extensively modified by four different heat treatments: H.T.A: destabilization (970 °C-2.5 h), H.T.B: destabilization/subcritical treatments (970 °C-2.5 h + 600 °C-13 h), H.T.C: subcritical treatment (600 °C-13 h) and H.T.D: subcritical/destabilization treatments (600 °C-13 h + 970 °C-2.5 h). H.T.A leads to martensitic structures that present considerable precipitation of cubic secondary carbide particles of M₂₃C₆ type. H.T.B produces pearlitic structures and causes further carbide precipitation and pre-existent carbide particle shape modifications. H.T.C extensively modifies the initial as-cast structure to more pearlitic morphologies accompanied with spheroidization/degradation of the M₇C₃ primary carbide structure. H.T.D causes extensive formation of secondary carbide particles within the primary austenitic matrix; the latter has been mainly transformed to martensite. The effect of each heat treatment on the hardness of the alloy was correlated with the attained microstructure.     

变质处理及热处理对泡沫铝合金压缩吸能性的影响

采用可溶石膏型预制块,通过加压渗流的方法制备了高孔隙率的ZL101开孔泡沫铝合金,并对泡沫铝合金进行变质处理和T6热处理.通过压缩试验研究了变质处理和固溶热处理对泡沫铝合金的压缩吸能性能的影响.结果表明,通过石膏型渗流法制备的开孔泡沫铝合金的孔隙率可以达到89.3%～90.7%,采用变质处理和热处理能够有效提高开孔泡沫铝合金的强度,获得高比强度的开孔泡沫铝合金,其比强度达到0.82,理想吸能效率可达85%.     

等温热处理过程中铸态AZ91镁合金的微观组织演化

铸态AZ91镁合金加热至液固相温度区间内等温热处理后演变成半固态金属,对淬火组织形态分析的试验表明:在高固相体积分数条件下,网状分布的共晶组织首先熔化,二次枝晶臂消失或熔断脱落并重新沉淀在枝晶主干上,在Gibbs-Thomson效应下,发生Ostwald熟化,固相颗粒由枝晶逐渐演变成球形颗粒,并随着热处理时间的延长发生合并现象,而且热处理温度越高晶粒间合并现象越严重。同时在界面能降低的驱使下,晶粒内部包裹的液滴以两种方式形成:晶粒内富Al、Zn的质点经过熔化、扩散、合并、或者脱落的二次枝晶臂沉淀后搭桥生长形成。     

Zr变质及热处理对ZA27合金组织与性能的影响

制备了Zr含量为(质量分数)O.2%和O.5%的ZA27合金铸锭,并对合金进行了370℃×12 h固溶处理及100℃人工时效处理.结果表明,O.2%的Zr可以使ZA27合金发达的树枝晶变为细小的花瓣状枝晶,起到显著的变质作用,而Zr含量为O.5%的合金中出现粗大的杆状Al<,3>Zr化合物,导致细化晶粒效果减弱.固溶处理后,合金中过饱和的初生a′树枝晶转变为细小的(α+η)两相组织,少量ε-CuZn<,5>相存留于α晶界上.Zr含量为O.2%的合金中α晶粒变得更加均匀、细小.此外,Zr变质可以显著提高ZA27合金时效处理的峰值硬度,并延迟了对应的时效时间.     

锆变质处理对铸造ZCuZn40Pb2合金铸态组织和性能的影响

研究了锆变质处理及其变质处理后不同的熔体保温时间对铸造ZCuZn40Pb2合金铸态组织和力学性能的影响.结果表明,铸造合金ZCuZn40Pb2加入一定量的Zr可以细化其铸造组织,使粗大的板条状α、β组织变成短小的片状,提高合金的力学性能.当Zr加入范围在0.02%～0.04%时变质细化效果较好.Zr变质处理后随熔体保温时间的延长,存在变质衰退的现象,组织粗大,力学性能降低,保温30min以内浇注,变质细化效果较好.     

硼变质处理对Zn-50%Al合金铸态组织和力学性能的影响

研究了硼变质处理及变质处理后保温时间对铸造Zn-50%Al合金组织和力学性能的影响。结果表明,Zn-50%Al合金铸态枝晶发达,组织粗大,组织由初生α相、包围在α相外缘的α+η共析组织组成。加入一定量的硼变质处理后,可以细化铸造Zn-50%Al合金的组织,铸造组织由树枝状变为细小的等轴晶,硼加入量范围在0.04%~0.08%,变质效果较好,可以改善材料的力学性能。硼变质处理后随熔体保温时间的延长,存在变质衰退的现象,保温60 min以内浇注,可保持较好细化效果。     

挤压铸造铝锌镁铜系合金的热处理工艺对性能的影响

铝锌镁铜系合金是一种重要的结构材料,通过热处理工艺试验和性能测试、组织分析,证明铝锌镁铜系合金对淬火冷却速度非常敏感,将淬火转移时间控制在15s以内可保证合金的性能.     

TiAl基合金在快速加热循环热处理过程中的结构失稳

观察了快速加热循环热处理过程中发生的4种结构失稳现象：形成二次层片组织、原始层片球化、晶界处非连续粗化、相界形核。通过比较连续加热与等温加热条件下的相转变开始线，探讨了连续加热与等温加热条件下结构失稳机制的异同。提出了快速加热循环热处理过程中避免结构失稳的途径：确保合金成分均匀，使各区域相变温度一致；使最高温度下的保温时间尽可能短。     

ZA84镁合金在半固态等温热处理过程中的组织演变

研究了ZA84镁合金在半固态等温热处理过程中的组织演变.研究结果表明,通过半固态等温热处理制备非枝晶组织ZA84合金是可能的.当ZA84合金经570℃×120 min半固态等温热处理后,可获得液相率为22%和未熔初生相颗粒尺寸为57um的非枝晶组织.ZA84合金在半固态等温热处理过程中的组织演变主要包括最初的粗化、组织分离和球化3个阶段.没有发现球状晶粒最后的粗化.     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金在挤压和热处理后的组织演变

利用喷射成形技术制备了Al-Zn-Mg-Cu合金.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的沉积坯件经挤压热加工处理、固溶及时效热处理后微观组织的演变规律.结果表明,喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的沉积坯件主要由大小为20～30 μm的等轴晶组成,晶界第二相粗大呈不连续状分布;沉积态合金经挤压处理后,晶粒沿挤压方向拉长,晶界第二相发生碎化;挤压态合金经过固溶处理后绝大部分第二相发生回溶;峰时效处理(120 ℃, 16 h)后析出两种共格强化相,此时的强化机制是GPI区和GPII区的综合强化.     

稀土元素Er对Al-5Mg合金铸态组织的影响

采用铸锭冶金法制备了含不同量稀土元素Er的Al-5Mg合金。发现稀土Er可以有效细化从Mg铸态晶粒,当Er含量达0．7％时,基本上消除枝晶,且晶粒大小仅为不加Er Al-5Mg合金的1／10。使用硬度测试、金相组织观察、SEM及热分析等方法,研究了稀土元素Er对Al-5Mg合金铸态组织的细化与强化机理。     

Heat Treatment of AZ91D Mg-Al-Zn Alloy: Microstructural Evolution and Dynamic Response

Magnesium alloys are attracting great interest from the automotive industry because of the potential for weight reduction. An AZ91D cast alloy was studied in the current work to understand the effect of heat treatment on the microstructure and dynamic compressive properties. The selected heat treatments include solution treatment (T4) and solution treatment followed by aging (T6). The as-cast alloy microstructure consists of intermetallic β-phase (Mg₁₇Al₁₂) precipitates surrounded by α + β lamellar eutectic in α-Mg solid solution. The AZ91D-T4 specimens showed small β-phase precipitates along the grain boundaries and regions of eutectic mixture. The T6 heat treatment causes the β-phase platelets in the α + β eutectic to grow and develop into β-precipitates. The difference in the phase morphology reflects into the mechanical properties. The Vickers hardness of the T6 heat-treated specimens was 3.6% higher than the as-cast alloy. The compressive yield strengths of T4 and T6 treated specimens were 1.3% and 43.1% higher than those of as-cast specimens. The high strain rate compression testing resulted in increase in the strength with strain rate for the T4 and T6 specimens. A maximum increase of 42% was observed in T6 specimen tested at a strain rate of 4,000/s in comparison to the quasi-static compression. Under high strain rate compression testing, the T6 heat-treated specimens showed failure of the β-precipitates resulting in increased energy absorption in comparison to the quasi-static compression.     

半固态重熔加热工艺对镁合金组织与耐蚀性能的影响

详细研究了半固态重熔加热工艺参数对AZ91D镁合金半固态组织演变及其耐蚀性的影响.结果表明:AZ91D镁合金在液固双相区进行重熔处理时,合金中低熔点共晶组织首先发生熔化并隔离α-Mg树枝晶,其后被隔离的粗大α-Mg树枝晶逐步演化成为类球晶甚至发生合并长大现象.不同半固态重熔加热工艺参数对组织演化过程影响明显.     

热处理工艺对Al-Mg-Si系合金导热性能的影响

研究了热处理工艺对Al-Mg-Si合金导热性能的影响,并从理论上分析了热处理(均匀化、固溶、时效)的作用机理。结果表明,均匀化处理有助于改善合金的显微组织。采用560℃×6h均匀化制度后组织细小均匀,导热性能较好;随着固溶温度的升高,合金材料的导热性能有下降的趋势,在510℃时强度与导热性能达到较佳配合;人工时效后组织中的缺陷得到有效修复,使导热性能加强,使用200℃×6h时效制度较好。     

热处理对铝铜镁合金组织与性能的影响

对Al-4.3Cu-0.8Mg合金进行不同的热处理,通过显微组织观察、力学性能检测及断口形貌分析,对Al-Cu-Mg合金硬度和冲击韧度进行了研究。结果表明:对合金进行固溶+时效处理,可明显细化合金组织,提高合金的硬度和韧性;Al-4.3Cu-0.8Mg合金经525℃固溶8 h+190℃时效10 h处理后,硬度可达最高;经505℃固溶6 h+180℃时效8 h处理后,冲击韧度最好。     

Nd对Mg-6Al铸态合金拉伸性能的影响

研究Nd对Mg-6Al铸态合金拉伸性能的影响。结果表明：室温和175 ℃下,Mg-6Al-xNd(x=0,2,4,6,质量分数, 下同)合金的屈服强度随Nd含量增加而增加,在6.0%Nd时达到最大;抗拉强度和延伸率在4.0%Nd时达到最大,当Nd含量上升至6.0%时,两者均有少量下降。组织分析表明,Nd在Mg-6Al中以针状Al11Nd3和多边形状Al2Nd相存在,其中前者含量明显高于后者,为主要析出相。Al11Nd3相析出于枝晶界和晶界,有效细化了枝晶间距和晶粒度。通过建立软硬体复合模型对合金拉伸过程进行力学分析,并结合拉伸断口观察,综合认为Mg-6Al-xNd合金拉伸性能的提高主要归结于Al11Nd3相引起的细晶强化和第二相强化作用。Nd含量达到6.0%时合金抗拉强度和延伸率出现少量下降,主要归结于大块脆性相Al2Nd含量的增加     

热处理对锌合金组织和力学性能的影响

对锌合金的挤压态样品进行不同工艺的热处理,并对其性能和组织进行分析.结果表明,使该锌合金获得强度、硬度提高的较佳热处理工艺是:加热温度250℃,保温时间30min.热处理后该合金的抗拉强度408 MPa.伸长率3.3%;使合金的强度和硬度得到提高的原因是ε相的大量析出,析出相对合金产生的硬化高于再结晶对合金的软化;热处理后材料的组织更加细小,表现出的韧性比挤压态好.     

热处理对TiNbZrMo合金显微组织和力学性能的影响

采用水冷铜坩埚真空感应熔炼技术制备了名义成分为Ti-12Nb-12Zr-2Mo(质量分数,%)的合金,对获得的样品在真空热处理炉中进行热处理。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及力学测试等技术对铸态和热处理后得到样品的显微组织和力学性能进行系统研究。结果表明:铸态和退火状态下合金的组织均由α和β相组成,淬火状态下合金组织由α′和β相组成。热处理有利于提高合金的强度,而不改变合金的弹性模量。     

稀土Ce变质对ZL101合金铸态组织和性能的影响

研究了稀土Ce对ZL101合金的变质作用.结果表明.在两种变质温度690℃和750℃下,合金的显微组织和力学性能都有较明显的变质效果.但在690℃下变质,Ce添加量为0.1%时,组织上共晶Si由未变质的针片状变为短棒状、球状.初生α(Al)由树枝状变为等轴状,晶粒显著细化;力学性能提高幅度更大,变质效果最好,其抗拉强度为181.7MPa、屈服强度为109.36MPa、伸长率为4.38%,比未变质时分别提高17.35%、22.12%、15.26%.     

辊底式热处理炉的改造

原江西新钢钢管有限责任公司的2座辊底式热处理炉,由于是采用人工手动调节煤气流量来控制温度,由此导致钢管热处理质量不稳定,加之冷料入炉,加热时间长、出炉烟气温度高,需进行改造。通过对炉型结构、燃烧系统及炉温控制系统3个方面的改造,达到了提高炉子产量、产品质量及节能降耗的效果。