Ti40合金550 ℃热暴露组织和性能演化规律的分析与讨论

对Ti40合金锻态和热处理态在550 ℃热暴露不同时间的组织和性能进行了研究.结果表明:该合金在热暴露过程中析出物较少,并且大都分布在晶界,这些晶界析出物是合金热稳定性能降低的主要原因;通过组织模拟和分析,对Ti40合金550 ℃热暴露组织和性能划分了3个阶段,每个阶段对应析出物不同的形成和长大阶段;热暴露末期,出现性能的不稳定和与硬度不匹配的主要原因是析出物沿晶界形成析出物带;最后指出,Ti40合金要使用到更高温度,适当调整合金目前的热处理工艺和成分是可行的方法.     

300热暴露后Ti14合金的组织和性能

研究了新型阻燃钛合金Ti14锻态、热处理态、300 ℃热暴露不同时间的组织和室温拉伸性能.结果表明,随热暴露时间的延长,合金强度出现较大起伏,而塑性明显下降.微观组织分析表明,在热暴露过程中,Ti2cu相发生融合、长大,条状Ti2cu相沿晶界析出,在晶界形成连续析出物带,导致合金塑性下降.在本试验条件下,热暴露过程中微观组织的变化是影响Ti14合金热稳定性的主要因素.     

热处理对Ti40阻燃钛合金热稳定性能的影响

针对Ti40合金,设计了5种热处理工艺,并将5种工艺归为3类:中温退火、高温淬火 预时效 时效及高温退火 中温退火 时效.分别测试了Ti40合金在3类热处理工艺下的室温力学性能及500℃、550℃热暴露100 h的热稳定性能,并分析了合金的微观组织.结果表明,不同的热处理工艺下,合金室温力学性能相差不大,而热稳定性能变化较大;直接中低温退火后合金的热稳定性能最好,其原因主要是由于中低温退火后,合金组织中保留一部分锻造的高密度位错等缺陷,并且晶界曲折不平,这使得在热暴露过程中,单位晶界析出物的数量减少,弱化了晶界析出物对合金热稳定性能的不利影响.     

Al元素对Ti40阻燃钛合金550℃热稳定性的影响

研究Ti-25V-15Cr-0.2Si和Ti-25V-15Cr-2Al-0.2Si两种阻燃钛合金在550℃热暴露不同时间后的力学性能，并应用光学显微镜、X射线衍射、透射电镜对合金组织进行分析。结果表明，Al元素使Ti40阻燃钛合金在550℃的热稳定性能显著降低；对相的分析表明，Al元素可促进合金中Ti5si3和α相的形成。在550℃热暴露200h条件下，出现明显的TiCr2有序相。降低组织的稳定性及使合金在热暴露过程中生成过多的第二相是Al元素降低合金热稳定性能的主要原因。     

Ti600高温钛合金600 ℃下组织稳定性研究

对Ti600高温钛合金600 ℃热暴露不同时间的组织和性能进行了研究。结果表明,该合金在热暴露过程中析出物的量不多,主要是硅化物的析出和a相的有序化过程。热暴露过程中,合金塑性的降低主要是硅化物和a2相协同作用的结果,其中a2相对力学性能的影响起主导作用;a2相的稳定化和长大过程是合金塑性下降的主要阶段。     

Ti-25V-15Cr-2Al-0.2C合金的组织、性能及其变形机制

对Ti-25V-15Cr-2Al-0．2C阻燃β钛合金的微观组织、拉伸性能和变形机制进行了研究。结果表明：(Ti，V)C和α相是β基体上的2种主要析出相；高温长期热暴露(540℃，100h)后的合金晶界上形成连续的α膜，其塑性因此急剧下降；β基体在热暴露过程中发生微弱的短程有序化(SRO)转变，这在一定程度上破坏了合金的热稳定塑性；该合金室温变形以普通位错滑移为主要形变机制，热暴露后的变形结构中出现少量平面滑移带，位错的交滑移和攀移是合金540℃高温变形的重要形变机制。     

Ti40阻燃钛合金热处理的研究

针对Ti40阻燃钛合金环件设计了5种不同的热处理工艺,测试了合金在不同热处理工艺下力学性能和组织特点.结果表明,该合金的热处理不具备传统强化效果,只起到调节组织、使晶界稳定的作用,其主要原因是因为Ti40合金具有极高的Mo当量.推荐Ti40合金环材室温使用时的最佳热处理工艺为850 ℃×1 h水冷 550 ℃×6 h空冷.     

热暴露对7475-T7351铝合金组织与性能的影响

通过对不同热暴露制度下合金的常温拉伸力学性能测试和微观组织演变的观察,分析热暴露制度对7475-T7351铝合金微观组织和性能的影响.结果表明,热暴露温度和时间不同,对合金力学性能的影响也不同.当热暴露温度超过7475-T7351合金末级时效温度163℃时,合金强度明显下降而塑性明显提高,175℃热暴露100和500h后.合金强度分别下降29.7%和40.4%;当热暴露温度低于末级时效温度时,如果热暴露时间比较短,合金力学性能变化小大,但是如果热暴露时间很长,合金强度也下降而塑性也有所上升.125℃热暴露100和500h后合金强度分别下降0.9%和3.2%,150℃热暴露100和500h后合金强度分别下降11.4%和19.0%.热暴露条件下7475-T7351合金力学性能衰退的主要原因是晶内主要强化相η(MgZn2)粗化以及晶界附近的无沉淀析出带(PFZ)的宽化.     

一种Al-Cu-Mg-Ag合金欠时效态的耐热性能

研究了欠时效态(165℃,2 h)Al-Cu-Mg-Ag合金在热暴露、高温持久过程中组织与性能的变化.结果表明,试样在200℃,200 MPa高温持久下,随时间延长,其剩余强度先上升后下降,强度峰值出现在持久20 h.延伸率变化与强度变化基本相似.持久100 h后,合金力学性能相对欠时效态无明显下降,显示出优良的热稳定性;合金欠时效状态的组织为细小分布的Ω相,随着高温持久时间的延长,θ'相与Ω相竞争析出.无析出带(PFZ)逐渐增宽,同时发现晶界上有颗粒状析出物.在200℃热暴露下,其剩余强度的变化趋势与高温持久相同,但延伸率随时间延长而下降,其组织为过时效组织.     

热处理对WSTi3515S合金组织和性能的影响

对WSTi3515S合金不同热处理和热暴露条件下的组织和力学性能进行了研究,结果表明,850℃以下热处理工艺对合金的组织和室温力学性能几乎没有影响,950℃热处理后虽然合金组织形态发生明显变化,但室温力学性能没有明显变化,表明WSTi3515S合金具有良好的组织和性能稳定性。不同热处理试样经过570℃热暴露后,合金强度升高,延伸率显著下降,热暴露过程中,析出的第二相很少,并且大都产生在晶界,这些晶界析出物是合金热暴露塑性显著降低的主要原因。     

WSTi3515S阻燃钛合金热暴露性能

对WSTi3515S合金板坯试样进行550℃/100 h/AC热暴露试验后,分别在室温和100℃下测试其拉伸性能;未经过热暴露的试样,分别在从室温到550℃的不同温度点测试了其拉伸性能。结果表明:经过热暴露后的试样,受到析出相强化的作用,强度略有提高,但塑性指标均存在明显下降,其中,100℃时的拉伸强度低于室温拉伸性能,塑性有所提高,但仍比未经过热暴露的试样测试结果低;热暴露时,晶界处析出第二相是WSTi3515S合金的关键特征,也是WSTi3515S合金热稳定性能降低的原因;在试验温度提高的情况下,光滑拉伸试样强度不断降低,塑性先上升后降低;缺口拉伸试样强度持续下降,塑性没有明显变化,弹性模量持续下降。     

热暴露对Ti55合金显微组织及力学性能的影响

研究了400～800℃热暴露对锻造变形态Ti55合金显微组织和力学性能的影响,并对其高温疲劳断口的显微形貌特征进行分析。结果表明,550℃以下长时间热暴露时屈服强度和抗拉强度基本保持稳定,而伸长率则随着热暴露温度的升高而下降。800℃以下热暴露不改变Ti55合金的显微组织类型,但热暴露温度升高会使Ti55合金中的β相在α相束集交接处发生局部粗化现象。热暴露温度高于550℃以上时,Si明显偏聚于晶界区域,最大浓度可达1%。随着热暴露温度的升高,Ti55合金的高温疲劳断口特征由穿晶韧性向沿晶脆性转变。     

β型Ti40阻燃钛合金高温长期作用的第二相及其对性能的影响

研究了β型Ti40阻燃钛合金高温长期作用的第二相及其对性能影响，Ti40合金高温长期作用后，从β相中析出Ti5Si3相和α相，采用常规锻造工艺不高于540℃热暴露100h,Ti5Si3相沿晶界不连续分布，降低合金热稳定性能，700℃热暴露100h，Ti5Si3相明显，大大降低合金热稳定性能，合金呈脆性沿晶界断裂，采用等温锻造工艺540℃热暴露100h，晶内析出粗大的Ti5Si3相和α相，热稳定性能严重降低，呈宏观脆性断裂，采用常规锻造工艺合适的热处理制度，540℃，100h,250MPa蠕变作用后Ti5Si3相沿晶界不连续分布，合金有较好的蠕变性能，若热处理工艺不当，合金中有大量粗大的棒状Ti5Si3相和α相析出，Ti5Si3 相沿晶界连续分布，合金的蠕变抗力明显降低，采用等温锻造工艺蠕变作用后，合金中析出大量粗大的α相，合金蠕变抗力也明显降低。     

两种Ti－V－Cr阻燃钛合金的热稳定性能

研究了Ti-35V-15Cr(A)和Ti-25V-15Cr(B)两合金在不同温度、时间和拉应力条件下热暴露后的热稳定性能。结果表明，随着热暴露温度升高，合金性能恶化。600℃热暴露，B合金性能恶化的根本原因是表面氧化，A合金则是由于表面氧化与组织变化的共同作用。热暴露时间延长，合金塑性下降；热暴露拉应力增大，合金塑性有所提高；A合金540℃热稳定性较B合金差，两合金540℃热暴露塑性下降的主要原因来自于热暴露过程中微观组织的变化，其次为表面氧化。高钒含量A合金中的α相比低钒含量B合金中的α相更易聚集于晶界。晶界α相的析出和长大，是合金性能恶化并发生沿晶断裂的主要原因。     

2524铝合金热稳定性研究

通过力学拉伸、DSC热分析和透射电镜观察,研究了150℃不同时间热暴露对2524合金组织与性能的影响。结果表明:经自然时效(T351)和高温短时人工时效处理(170℃×30min)的合金在热暴露过程中,合金强度随热暴露时间的延长先增加后下降,而伸长率逐渐下降。热暴露500h后,高温短时人工时效处理的试样力学性能退化较快。2524合金高温短时人工时效获得的较大尺寸的原子偏聚(GPB)区比自然时效中的GPB区较难回溶,因此形成的S′相尺寸较大,更易粗化。150℃热暴露合金力学性能衰退的主要原因可归结为合金基体主要强化相S′(Al2CuMg)相粗化以及晶界无析出带(PFZ)的宽化。     

热暴露对欠时效态Al-Cu-Mg-Ag合金拉伸性能的影响

采用拉伸力学性能测试、透射电镜微观组织分析和扫描电镜断口分析等方法,研究热暴露对一种欠时效态Al-Cu-Mg-Ag合金力学性能及微观组织的影响.结果表明:在150 ℃热暴露下,欠时效态Al-Cu-Mg-Ag合金的剩余强度先上升后下降,强度峰值出现在100 h;热暴露1 000 h后,合金的力学性能相对欠时效态合金的无明显下降;在200～300 ℃热暴露时,合金强度随时间的延长而下降,伸长率随着时间的延长而增大;在300 ℃热暴露时,强度明显下降,热暴露10 h后,其抗拉强度只有272.5 MPa,暴露100 h后, 其抗拉强度降至114.5 MPa;欠时效态合金细小分布的Ω相随着热暴露温度的升高,Ω相长大并粗化,θ′相析出,无沉淀析出带(PFZ)变宽;在250 ℃下热暴露时,Ω相明显粗化且数量稀少;合金中的Ω相和θ′相在300 ℃热暴露100 h后,均转变成平衡θ相.     

K403镍基铸造合金热暴露后的微观组织与性能

采用扫描电镜研究了K403镍基铸造高温合金在850℃下,热暴露50～200 h后的微观组织,并分析了力学性能的变化.结果表明:热暴露前后的组织均为典型的树枝晶组织,热暴露后(γ+γ’)相共晶特征趋于不明显,MC碳化物部分发生分解,在枝晶间、晶界附近和碳化物周围析出有害的TCP脆性相即针状σ相,并且随着热暴露时间的延长,针状σ相析出量增多;合金的名义屈服强度和抗拉强度随热暴露时间的延长而下降,硬度略有提高,塑性降低;针状的σ脆性相的析出是导致合金力学性能下降的主要原因之一.     

热暴露对预变形2A12铝合金组织和性能的影响北大核心CSCD

通过对不同热暴露制度下2A12铝合金的常温拉伸力学性能测试和微观组织演变的观察,分析热暴露制度对预变形该铝合金微观组织和性能的影响。结果表明在120℃热暴露500 h后2A12合金力学性能提升,热暴露温度提高到160℃、200℃,合金性能直线下降。200℃热暴露100 h时合金强度损失严重,之后缓慢下降。T8态合金中S相的尺寸比T6态更加均匀,粗化速率更低。T8态合金由于大量位错的诱导,溶质充分析出,基体浓度已经降低到一定程度。而T6态合金基体浓度高于T8态合金,加之较小相体的溶解可以提供溶质,其S相更容易粗化,进而降低了合金强度。     

Ti—40阻燃钛合金中的第二相

研究了Ti-40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)阻燃钛合金中的第二相及其对合金性能的影响。研究结果表明：固溶温度升高,Ti40合金析出第二相的趋势增大;低于850℃固溶,合金中没有第二相析出,高于850℃固溶,合金中析出棒状α相和少量Ti5Si3相;910℃固溶＋600℃时效,合金存在第二相有α和Ti5Si3相;860℃固溶＋600℃时效,合金仅存在Ti5Si3相,固溶时效态存在的第二相对合金的性能没有明显影响,540℃,100h热暴露,合金中存在的各种形态的α相和Ti5Si3析出物,明显降低合金的热稳定性能。     

Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金的热稳定性

采用力学拉伸性能测试和透射电镜微观组织观察,分析欠时效态和峰时效态Al-Cu-Mg-Ag合金的热稳定性,并研究热暴露温度和时间对合金组织与力学性能的影响.结果表明在150℃下,欠时效态合金的稳定性能明显优于峰时效态合金的;峰时效态合金的抗拉强度随着热暴露时间的延长逐渐减小,合金中的强化相Ω相和少量的θ′相逐渐发生粗化;欠时效态合金的抗拉强度随热暴露时间的延长先增大后减小,合金组织中的析出相数量先增多后减少,并发生粗化;热暴露20h后,欠时效态合金的抗拉强度达到峰值524MPa,比峰时效态合金的强度高19MPa;此时,合金组织中的Ω相呈弥散分布,并且出现大量细小的θ′相;欠时效态合金在150℃下热暴露1000h后,其抗拉强度减小为434MPa,仍能达到峰时效态合金的86%;当热暴露温度升高至200℃时,随热暴露时间的延长,欠时效态合金的抗拉强度减小,伸长率增大;热暴露1000h后,其抗拉强度降低到307MPa;在250和300℃下热暴露时,欠时效态合金的抗拉强度随时间的延长急剧减小,组织中的强化相数量明显减少,并逐步演变成粗大的平衡相θ相.