GH4099高温合金固溶时效组织与性能研究

GH4099合金在1050℃、1100℃和1150℃进行固溶处理后,分别在750℃、850℃和950℃进行时效处理,通过实验研究不同固溶温度和时效温度对GH4099合金微观组织和性能的影响规律.结果表明,随着固溶温度的升高,晶粒尺寸呈增加趋势;在相同固溶温度下,随着时效温度的升高,析出相含量增加,颗粒尺寸增加.合金经1...     

热处理对新型医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb钛合金显微组织与力学性能的影响

分析了不同热处理制度对新型医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:经(α+β)两相区固溶处理后,合金主要由初生α相和β相组成;初生α相尺寸短小,以颗粒状形式出现在晶粒内部和晶界附近。在实验参数范围内,升高固溶温度导致初生α相的体积分数降低,β相的体积分数增加。经β单相区固溶处理后,合金主要由单一β相组成;随着固溶温度升高,β相晶粒逐渐长大,晶粒尺寸约为25μm。经(α+β)两相区固溶+时效处理后,在β相基体上析出针状α相,尺寸细小,呈交叉排列。经β单相区固溶+时效处理后,在β相晶界附近和晶粒内部析出尺寸大小不一的细针状α相;晶界附近析出的α相具有一定的取向,晶粒内部析出的α相横纵交错,大小不均匀。经固溶处理后,合金获得中等水平的强度和较好的塑性;随着固溶温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐减小,塑性和弹性模量逐渐增加。经(α+β)两相区固溶处理后,合金的抗拉强度与屈服强度之差(Rm-Rp0.2)较β单相区固溶处理后的大。经(α+β)两相区固溶+时效处理后的合金强度增量高于β单相区固溶+时效处理后的合金强度增量。在相同时效条件下,随着固溶温度升高,合金的强度和模量逐渐减小,延伸率基本保持不变。经780℃/30min固溶空冷+480℃/6h时效空冷处理后合金的弹性模量达最小值(E=64GPa),最接近于人体自然骨骼等硬组织的弹性模量。     

热处理对新型β钛合金组织与性能的影响

合理的热处理制度能显著影响β钛合金的显微组织和强化行为。通过对一种新型Ti-Al-V-Mo-Cr-Zr-Nb-Fe亚稳β钛合金的固溶时效处理,研究了热处理工艺对该合金组织与力学性能的影响。结果表明:该合金720℃固溶处理后,可以获得单一均匀的等轴β晶粒,为最佳固溶温度;经440~520℃时效处理后,发现时效温度对该新型合金α相析出的形态与尺寸的影响显著:在较低温度440℃时效时β基体上有针状α相析出,平均晶粒尺寸在1~2μm左右;较高温度520℃时效时,α相宽度和片层间距都增大,α相尺寸长大到3~5μm,针状α相向短棒状转化。在实验温度范围内,随着时效温度升高,合金强度降低,塑性增加。720℃固溶较低温度时效合金可获得较好的强度与韧性匹配。该合金理想的热处理工艺参数为720℃/30 min、空冷(AC)+440℃/12 h、空冷(AC),由此可获得到良好的综合性能(抗拉强度UTS=1412.8 MPa,屈服强度YS=1309.4 MPa,延伸率A=8.56%,断面收缩率Z=44.94%)。     

喷射沉积AlZn11Mg2Cu1合金的固溶处理制度研究

对喷射沉积法制备的Al Zn11Mg2Cu1合金在465℃、485℃、500℃三种固溶温度下进行了合金组织和性能的研究。结果表明,试验合金适宜的固溶处理制度为485℃,保温1h,水淬。分析表明,喷射沉积制备的合金的晶粒度为4~5 m,晶粒比较均匀。用TEM对峰时效态的试验合金进行了微观组织分析,合金经固溶处理和时效处理后,沉淀相首先沿晶界析出,然后在晶内析出,其尺寸一般为5~10nm。     

固溶温度对挤压态Mg-13Al-6Zn-4Cu合金组织与性能的影响

采用不同的固溶温度对挤压态Mg-13Al-6Zn-4Cu(质量分数,%)合金进行热处理,然后在(150℃/10 h)条件下进行时效处理,通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、维氏硬度与极化曲线测试,研究固溶温度对挤压态合金显微组织、硬度与腐蚀性能的影响。结果表明:固溶处理促进晶界处的β-Mg_(17)Al_(12)相充分溶入α-Mg基体中。提高固溶温度使基体晶粒再结晶长大,逐渐缩小T-MgAlCuZn相心部的Cu元素富集区,改变β析出相的形态和分布,促进层片状β相在α-Mg晶界析出,从而提高时效态合金的硬度。但固溶温度超过420℃时,合金晶粒粗化并发生过烧。固溶温度升高导致合金腐蚀电位负移,腐蚀电流增大,腐蚀速率加快。     

热处理工艺对22Cr双相不锈钢组织影响的研究

本文采用金相组织分析,研究了热处理工艺(固溶处理和固溶+时效处理)对22Cr双相不锈钢组织的影响.结果表明,固溶处理温度对22Cr双相不锈钢的两相比例及相的形态起关键作用,在950℃～1150℃固溶处理温度范围,两相含量变化与固溶温度呈线性关系;固溶处理温度为约1000℃时,组织中α相和γ相比例约为1:1,且可通过1000℃以上的固溶处理消除脆性析出相;时效温度和时间对22Cr双相不锈钢的析出相含量及形态有重大影响,850℃时效,随着时效时间的延长,析出相含量增加,但析出相含量存在上限;475℃时效的22Cr双相不锈钢用光学显微镜没有观察到明显析出相.     

固溶-时效处理对GH2696合金的组织及硬度的影响

研究了时效硬化型GH2696合金在不同热处理工艺下的微观组织演变及硬化行为。结果表明,随着固溶温度提高,GH2696合金基体的过饱和度增加。经1100 ℃ 2 h固溶的GH2696合金γ′相在780 ℃ 16 h时效处理时析出,导致硬度显著提高。650 ℃ 16 h低温时效处理起到补充时效硬化的作用,其HBW硬度值为350。     

β相区短时固溶处理对TC4合金显微组织和性能的影响

根据TC4合金β相区加热时α→β转变速度较快的特点,提出了一种热处理工艺:β相区短时固溶淬火+时效。本文对经β相区短时固溶处理后,合金的显微组织变化规律及其对性能的影响进行了研究。结果表明:β相区短时固溶淬火可获得板条、针状两种形态的马氏体,板条状马氏体量随固溶时间延长而减少。经时效后,板条状马氏体分解,析出相细小弥散;针状马氏体析出相粗大,且呈方向性分布。两种形态马氏体的析出对合金强度贡献的差异不大,而对延伸率影响的差异比较显著。1050℃固溶时间小于12s时,时效后合金的性能可与常规处理(两相区固溶时效处理)保持同一水平,并略有提高,同时,由于固溶时间较短,可达到节约能源,防止污染的目的。     

β单相区固溶温度对Ti-55531合金组织及性能的影响

研究了β单相区不同的固溶温度对Ti-55531合金片层组织参数及力学性能的影响规律。结果表明,经不同温度固溶处理,再经相同的时效处理后,合金的β晶粒尺寸随固溶温度的改变而改变,进而影响时效析出α片的含量及尺寸,最终导致合金力学性能的差异。当固溶温度在830～900℃之间时,随着固溶温度的升高,原始β晶粒尺寸增大,后续时效析出的α片长、宽及长宽比均先增大后减小,合金强度直线下降,塑性先降低后增加。固溶温度为860℃时,合金对应的强度塑性匹配最好。合金的断裂失效机制为以微孔聚集为主,沿晶开裂和穿晶断裂并存的混合断裂机制。     

GH4169合金δ相析出与溶解行为研究

研究了1050℃1h固溶处理的GH4169合金在800 ～ 980℃时效处理过程中δ相的析出行为以及900℃20h预析出处理后的合金在980 ～1040℃固溶处理时的δ相溶解规律.研究表明,δ相的析出峰温度约为900℃,δ相优先在晶界或孪晶界析出,δ相由颗粒状长大成短棒状乃至长针状,晶内δ相由γ"相转化而来.δ相长大方...     

热处理对Ti-3Al-2Fe-8V-1.5Mo合金组织和拉伸性能影响

利用光学显微技术(OM)和扫描电子显微技术(SEM)研究了Ti-3Al-2Fe-8V-1.5Mo合金在两相区和单相区固溶时效工艺下固溶温度、时效温度和时间对合金显微组织、拉伸性能和断口形貌的影响。结果表明:该合金经过固溶时效处理后的显微组织主要由α相和β相组成。随固溶温度升高,初生α相(α_p)体积分数减小,次生α相(α_s)含量增加;在相同的固溶条件下,随着时效温度和时间延长,α_s相尺寸增大,晶界α相变宽。单相区固溶时效处理后,α_s相以一定的取向关系沿着晶界弥散析出。与两相区固溶时效相比,单相区固溶时效后析出的α_s相弥散度较高、尺寸较小,强化效果更明显。α_p和α_s相会影响合金性能,随固溶温度降低、时效温度和时间增加,合金强化效应减弱,但塑性提高。通过观察拉伸断口形貌发现:合金在两相区固溶时效后以韧性断裂为主,在单相区固溶时效后以延性沿晶断裂方式为主。     

Mg-10Y合金固溶时效工艺的优化

通过显微组织观察和硬度测试,研究Mg-10Y合金的固溶时效工艺,并确定其优化条件。结果表明,适当的固溶时效处理可改善Mg-10Y的组织,提高其硬度。Mg-10Y合金经540℃×6 h固溶处理后,Mg24Y5相基本上全部溶入基体;再经250℃×2 h时效处理,Mg24Y5相大量析出,合金硬度达到最大值。     

喷射成形超高强度Al-Zn-Mg-Cu合金的固溶处理

研究了单级固溶和双级固溶热处理工艺对喷射成形Al-Zn-Mg-Cu铝合金力学性能的影响.应用光学显微镜、扫描电镜与透射电镜对显微组织和第二相颗粒的固溶及沉淀析出状况做了进一步的研究.结果表明:双级固溶时效和单级固溶时效处理制度相比,前者得到的组织和力学性能较为理想;双级固溶处理综合了低温单级固溶和高温单级固溶的优点,即再结晶晶粒尺寸较小,同时回溶颗粒较多.时效后的组织也较理想.采用双级固溶处理(450℃/3h+480℃/3h)和T6时效处理后,合金的抗拉强度和屈服强度分别达到806MPa和797MPa,延伸率达到7.5%.     

时效工艺对Ti-26合金棒材组织和拉伸性能的影响

对经过790℃固溶处理后的Ti-26合金棒材进行了不同温度及时间的时效处理,研究了时效温度和时间对Ti-26合金棒材显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明:在450~550℃范围内,随时效温度升高,合金组织有针状α相弥散物析出。升温至510℃,相同时效时间内析出α相数量最多,高于510℃,部分析出α相开始溶解。合金时效处理10 h内,随时效时间延长,合金组织针状α相弥散物数量增加,且针状α相存在跨晶界长大现象。合金经510℃×10 h时效处理,α相形核和长大达到最佳匹配,Ti-26合金获得理想的强度和塑性匹配。     

热处理工艺对注射成形IN713C合金组织与力学性能的影响

以气雾化IN713C合金粉末为原料,采用注射成形工艺制得合金材料,分别在1 150,1 175和1 200℃下进行固溶处理,然后在760,850和930℃进行时效热处理,通过扫描电镜(SEM)及能谱仪对合金的显微组织与物相组成进行观察与分析,并测定时效态合金的硬度与抗拉强度。结果表明:固溶温度达到1 175℃后,继续升高温度,则冷却过程中γ′析出相减少,固溶处理温度为1 175℃时合金的硬度(HRC)和抗拉强度分别为42.4和1175.9 MPa。时效处理温度为760℃时,合金的硬度(HRC)和抗拉强度分别达到43.6和1 223.7 MPa;时效温度高于760℃时,γ′相尺寸由于晶格错配度过大而粗化,随时效处理温度升高,γ′相尺寸逐渐增大,数量逐步减少,强化相体积分数降低,合金的硬度与抗拉强度都降低。注射成形IN713C合金的最优热处理制度为1 175℃/2h/AC+760℃/16 h/AC。     

固溶时效处理对SLM成形CoCrWMo合金组织与性能的影响

采用激光选区熔化成形工艺制备CoCrWMo合金,将合金在1 200℃固溶1 h后再分别在600,700,750,800和900℃下时效10 h,研究固溶-时效处理对合金组织与性能的影响。结果表明,SLM成形态CoCrWMo合金由FCC的γ相和HCP的ε相马氏体组成。在固溶时效过程中,发生γ相(FCC相)向ε相(HCP相)的转变,随时效温度升高,ε相马氏体含量增加,同时析出沉淀物M_(23)C_6(M=Cr,Mo,W)。在750℃时效的合金中,ε相比例为77%,表明时效处理可促进FCC→HCP马氏体的相变,所有时效态合金的显微硬度均明显高于固溶态合金的硬度。在750℃时效的合金,在兼顾伸长率的同时,强度提高,抗拉强度和屈服强度分别为1 076 MPa和820.8 MPa,伸长率达10.5%。     

904L钢高温下固溶-析出行为及析出相规律

 为了研究904L钢高温下固溶析出行为及其析出相演变规律，采用热处理试验炉，对中试试验生产的904L钢热轧板进行了不同温度、不同时间下的固溶处理；对固溶处理后的试样在900 ℃下分别进行不同时间的时效处理。结果表明，经固溶处理后904L钢晶界处的高温析出相已基本溶解固溶于基体中，组织为单一的奥氏体组织，未出现明显第二相组织，但由于固溶不充分、钼元素存在条带状偏析，且出现少量孪晶，随着固溶温度升高和固溶时间的延长，晶粒尺寸逐渐增加，1 135 ℃、600 s固溶处理后组织和性能较好；固溶处理后的试样在900 ℃高温下经不同时间时效处理后，基体中均析出σ相，随着时效时间延长，基体中σ析出相逐渐增多，尺寸也逐渐增大，并且有粗化趋势。     

紧固件用TB2钛合金棒材热处理工艺研究

研究了热处理工艺对原始组织为粗大β晶粒+少量细小α晶粒的紧固件用TB2钛合金棒材组织与力学性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高,棒材组织中α相含量逐渐减少,β晶粒尺寸明显增大,经780℃固溶后强度和塑性匹配最好;固溶+时效处理时,随着时效温度的升高,棒材组织中析出的次生α相体积分数先增加后减少,且棒材强度先升高后降低;经固溶+预拉伸变形+时效处理后,棒材组织中晶粒有一定细化,次生片状α相含量增多,抗拉强度较固溶后直接时效提高了近10%。     

固溶和时效温度对铸态TC18合金组织性能的影响

钛合金具有相变复杂性以及相变敏感性,制备状态下的高强钛合金其显微组织及力学性能与对应的固溶-时效工艺直接相关。该研究对名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe的TC18钛合金进行固溶-时效处理,对比研究不同固溶温度以及时效温度对其显微组织及力学性能的影响。结果表明,固溶-时效热处理对合金性能提升效果显著,固溶处理使合金基体中残存的初生α相粗化,其他区域形成过饱和固溶体,在接下来的时效过程中,β基体析出细小针状次生α相。在两种α相的配合影响下,合金整体强度提升明显。     

热处理对Ti_2AlNb合金显微组织及力学性能的影响

B2相区等温锻造的Ti-22Al-25Nb合金棒材940℃固溶后,在760~840℃时效处理,对其显微组织、拉伸及蠕变性能进行研究。结果表明:不同温度时效处理的显微组织均由初生粗板条状O相、二次析出的细板条状O相和B2基体组成,其中二次析出的O相可以通过时效温度来调节。随着时效温度的升高,Ti2Al Nb合金的室温及650℃高温拉伸强度降低而塑性提高;较低的时效温度(760℃)处理可以获得更好的抗蠕变性能。