粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI合金稳定性分析

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了洁净Ti-5Al-2. 5Sn ELI预合金粉末,并利用包套热等静压工艺制备了全致密的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金叶轮。测试了6个不同批次Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金的化学成分和力学性能,统计了不同批次粉末合金的性能及成分变化规律。研究结果表明,采用包套热等静压工艺可获得全致密的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金,合金成分稳定均匀,力学性能接近锻造合金的水平且稳定性好。采用该工艺制备的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金叶轮与包套界面反应小,且组织中晶粒细小均匀,无孔隙缺陷。     

真空脱气对粉末冶金Ti2AlNb合金力学性能的影响

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了成分为Ti-22Al-24Nb-0. 5Mo(原子分数,x/%)的预合金粉末,并对预合金粉末的化学成分、表面状态及流动性等进行了表征。通过包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti2AlNb合金,研究了真空脱气对粉末冶金Ti2AlNb合金力学性能的影响。结果表明,超声气体雾化法制备的Ti2AlNb合金粉末化学成分批次稳定性好;从粉末填充的工艺性能方面考虑,热等静压成形应选取粒度小于250μm以下的全粒度分布预合金粉末;真空脱气处理可减少粉末冶金Ti2AlNb合金的孔隙缺陷,提升合金拉伸性能的稳定性和高温持久寿命。     

热等静压对Ti-6Al-4V粉末冶金件组织和性能的影响

以Ti-6Al-4V合金棒材为原料,采用等离子旋转电极雾化法(PREP)制备出高品质球形钛粉,再通过热等静压近净成形工艺将粉末压制成块,并对Ti-6Al-4V合金块体的组织和性能进行研究。结果表明:Ti-6Al-4V合金粉末经热等静压后,组织主要由等轴α相+片条α相以及少量β相组成。升温升压速率较快时,粉末颗粒内部主要以片条状的α相为主,且同一束域内的α相彼此平行,规则排列成同一取向,颗粒边界处以等轴α相为主,其力学性能超过锻件;升温升压速率较慢时,冶金件组织发生明显粗化,力学性能介于锻件和铸件之间。     

钛合金粉末热等静压数值模拟及性能研究

利用大型的有限元软件MSC.MARC对钛合金粉末在热等静压(HIP)条件下的变形和致密化规律进行研究,并以典型的TC4(Ti-6Al-4V)粉末为原材料,以数值模拟为工艺指导,进行TC4粉末材料热等静压成形试验,全面分析了热等静压成形的钛合金材料的微观组织和力学性能。结果表明:粉末冶金Ti-6Al-4V微观组织均匀细密,主要有片状α相和相间β相组成,在颗粒与颗粒的交界处,有等轴α相组织的存在,这种特殊的微观组织导致粉末冶金Ti-6Al-4V材料具有不低于锻件的力学性能。     

时效温度对粉末FGH96合金的PPB和力学性能的影响

采用等离子旋转电极工艺(PREP)制粉,热等静压工艺制备粉末FGH96合金,研究不同时效温度对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效温度的提高,粉末FGH96合金的晶粒大小和孪晶组织无明显变化,原始颗粒边界(PPB)明显增多;合金的抗拉强度和屈服强度下降,断后伸长率、断面收缩率和蠕变延伸率提高;拉伸断口沿粉末颗粒开裂的形貌明显增多。     

长时间热暴露对Ti-24Al-15Nb-1Mo合金组织和性能的影响

采用熔模精密铸造及热等静压技术制备Ti-24Al-15Nb-1Mo合金模拟件,然后在600、650、700℃大气氛围下,经过100、300、500 h热暴露,取样研究其微观组织和室温拉伸性能的变化。结果表明,在热暴露过程中,Ti-24Al-15Nb-1Mo合金的非平衡组织逐渐向平衡态转变,导致自身组织分解、析出、粗化等一系列的转变,从而对合金的力学性能产生较大影响。经热暴露后,其抗拉强度从863 MPa下降到最低742.7 MPa,塑性也有所下降,延伸率相对热等静压态的最大下降量为56%。     

粉末冶金Ti—14Al—21Nb合金的HIP成形

本文讨论了Ti-14Al-21Nb合金粉末热等静压(HIP)成形方法和工艺参数对合金室温拉伸性能的影响。用钛作包套并以电子束封焊是用于Ti_3Al基合金粉末HIP成形的有效方法。HIP成形的合金均可得到α_2+β结构,但是初生α_2相的含量随HIP温度的提高而减少,合金经1100℃HIP可以获得较好的强度和延伸率。     

热等静压法制备TC11钛合金及其粉-固扩散连接件的组织与性能

用TC11(Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)预合金粉末和TC11锻件为原料,采用热等静压(hot isostatic pressing,缩写HIP)工艺分别制备粉末净成形件和粉—固扩散连接件,测试、分析其力学性能与断裂方式;同时利用扫描电镜和光学显微镜分析与观察净成形件和连接件的相组成、组织形貌和断口形貌。结果表明:TC11粉末净成形件的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率分别为1 089 MPa、1 017 MPa、19.5%和23%;净成形件与粉—固扩散连接件的断裂方式均为韧性断裂;TC11粉末热等静压后颗粒内部的微观组织主要是网篮组织,颗粒界面区域为双态组织和魏氏组织,TC11锻件的微观组织主要是等轴组织;粉-固扩散连接的接头强度高于锻件。     

双级时效对近β高强钛合金冷轧薄板显微组织及力学性能的影响

对Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe钛合金进行双级时效热处理,对比研究双级时效对高强β钛合金组织与性能的影响。时效温度选取650℃+450℃,研究结果表明双级时效处理对合金力学性能提升明显,650℃预时效时基体先析出较大尺寸的α相,后续的低温再时效将继续析出尺寸较小的次生α相,两种尺寸的α相共同作用下,使得双级时效的合金获得强度1 504 MPa,延伸率10.3%的优良力学性能。     

热处理对选区激光熔化Ti-6Al-4V组织及力学性能的影响

通过研究选区激光熔化Ti-6Al-4V合金件不同热处理制度下组织结构转变规律,揭示其热处理工艺—组织结构—力学性能内在联系。结果表明:在600～700℃范围内,合金中α^′马氏体未完全分解,形成α′和α+β混合组织,合金的强度较高,延伸率偏低;温度升高至800～900℃时,α′马氏体完全转变为稳定的α+β层片组织结构;热等静压后,合金亚稳α′马氏体完全转变为α+β层,局部区域出现粗化;随着热处理温度的升高,相对于沉积态,合金的屈服强度和抗拉强度逐渐降低,断后延伸率逐渐增加;结合微观组织晶粒的长大行为,沉积钛合金退火温度、时间选择800℃、2 h为宜。     

Effects of mechanical properties on precipitation hardening stainless steel by selective laser melting,hot isostatic pressing,solid-solution and aging treatments

ABSTRACT

The selective laser melting (SLM) process has gained considerable attention from industry and academia over the recent years. Furthermore, the hot isostatic pressing (HIP) technique has been widely applied as a post-treatment to increase the relative density of the fabricated parts. The main aim of this study is to investigate the effects of porosity elimination and mechanical properties on precipitation hardening stainless steel using SLM, HIP, solid-solution and aging treatments. This study also applied various laser scanning pitches (170, 210 and 250?μm), so that a significant phase transformation occurred between the SLM, HIP, solid-solution and aging treatments. The results showed that the laser scanning pitch was 170?μm, and after HIP, solid-solution and aging treatments the materials possessed optimal mechanical properties. The highest hardness (48.8?±?0.5 HRC) and TRS (2247.0?±?157.8?MPa) could be acquired.     

轻质Al-Mg-Li合金的微观组织与力学性能

采用熔炼和热挤压制备轻质Al-5.5Mg-2.0Li-0.1Zr-0.2Sc合金,利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计及拉伸试验机对合金的物相组成、微观组织、力学性能及断口形貌进行检测分析,研究时效工艺温度（120 ℃和160 ℃）对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Al-Mg-Li合金挤压后晶粒组织呈纤维状,存在一定数量的Al₃Li（δ′）和Al₂MgLi（S）相;经固溶和时效处理后,再结晶晶粒尺寸变大,主要析出相为δ′相S相;160 ℃时效处理容易加速时效析出行为,导致析出相粗化,强化效果减弱;经120 ℃/20 h峰时效处理后,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到532 MPa、475 MPa和4.4 %.      

Mn含量对铸造高铌TiAl合金组织和性能的影响

选择两种Mn含量不同的高铌TiAl合金Ti46Al8Nb2Mn0.2B和Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B,通过热等静压(HIP)及后续热处理,结合组织和力学性能的分析,研究了Mn含量对高铌TiAl合金的组织和性能的影响.XRD和SEM背散射电子实验结果表明:Mn含量较高的Ti46Al8Nb2Mn0.2B合金,经热等静压及循环热处理,得到的双态组织较粗大,并且有少量脆性β相存在;Mn含量较低的Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B合金,经热等静压后直接在双相区长时间保温处理,得到了细小的双态组织,并且完全消除了β相.室温拉伸实验表明,Mn含量的降低提高了Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B合金的力学性能,其延伸率、屈服强度和断裂强度分别达到2.4%、548MPa和660MPa.断口形貌分析表明,室温下两种合金都属于解理断裂.     

无包套热等静压对于重合金90W-7Ni-3Fe机械性能和断裂模式的影响

本文考察了无包套热等静压对于合金90W-7Ni-3Fe机械性能的影响以及断裂模式和机械性能之间的关系。亚固相线热等静压使具有低延伸率(<10%)烧结试样的延性显著改善(为原来的3倍)。对于具有延伸率20~25%的烧结试样,则可以在一定程度上予以改善(为原来的1.3~1.4倍)。本文探讨了热等静压对于重合金作用的机制。机械性能的改进主要归因于氢含量的降低和基体-钨晶粒间界结合强度的提高,这是通过与氩热处理以及真空热处理的对比而确定的。     

热处理对高温钛合金TG6铸造组织及性能的影响

对熔模精铸TG6合金进行了热等静压和退火热处理试验,研究了其铸态、热等静压态和退火态的显微组织和力学性能。结果表明,该合金在铸态下为晶粒粗大的魏氏组织,组织中存在缩松缺陷,合金抗拉强度为871.3MPa,塑性0.8%,合金组织中的疏松缺陷为断裂的裂纹起始源;通过热等静压后该合金抗拉强度及伸长率提高到950.7 MPa和3.7%;经过750℃退火热处理后,组织中β板条部分溶解,并析出(TiZr)6Si3硅化物,合金的室温拉伸延伸率提高到5%以上,强度相对于热等静压未发生明显改变,断口表现为解理断裂。     

Heat treatment,microstructure and mechanical properties of a metastable β titanium alloy timetal® 21s

Microstructure and mechanical properties of a metastable β titanium alloy were investigated in different heat treatment conditions. The alloy was melted by consumable vacuum arc melting followed by conventional forging and rolling. Microstructure and mechanical property evaluation were carried out in solution treatment and three different aging conditions. While low temperature aging resulted in increase in strength and decrease in ductility as compared to solution treatment condition, a double aging cycle provided considerably higher elongation values with a marginal increase in strength. Maximum fracture toughness was obtained in the double aging condition.     

Mechanical Properties and Fracture Behavior of Cu-Co-Be Alloy after Plastic Deformation and Heat Treatment

Mechanical properties and fracture behavior of Cu-0.84Co-0.23 Be alloy after plastic deformation and heat treatment were comparatively investigated.Severe plastic deformation by hot extrusion and cold drawing was adopted to induce large plastic strain of Cu-0.84Co-0.23 Be alloy.The tensile strength and elongation are up to 476.6 MPa and 18%,respectively.The fractured surface consists of deep dimples and micro-voids.Due to the formation of supersaturated solid solution on the Cu matrix by solution treatment at 950℃for 1h,the tensile strength decreased to271.9 MPa,while the elongation increased to 42%.The fracture morphology is parabolic dimple.Furthermore,the tensile strength increased significantly to 580.2 MPa after aging at 480℃ for 4h.During the aging process,a large number of precipitates formed and distributed on the Cu matrix.The fracture feature of aged specimens with low elongation(4.6%) exhibits an obvious brittle intergranular fracture.It is confirmed that the mechanical properties and fracture behavior are dominated by the microstructure characteristics of Cu-0.84Co-0.23 Be alloy after plastic deformation and heat treatment.In addition,the fracture behavior at 450 ℃ of aged Cu-0.84Co-0.23 Be alloy was also studied.The tensile strength and elongation are 383.6 MPa and 11.2%,respectively.The fractured morphologies are mainly candy-shaped with partial parabolic dimples and equiaxed dimples.The fracture mode is multi-mixed mechanism that brittle intergranular fracture plays a dominant role and ductile fracture is secondary.     

预应变与预时效对6101导电铝合金组织与性能的影响

在人工时效基础上引入预应变与预时效以提高6101铝合金的力学与导电性能。通过性能检测与组织观察,研究了合金在人工时效热处理（固溶+时效）及引入预应变与预时效后的热处理（固溶+预应变+时效,固溶+预时效+预应变+再时效）过程中显微组织、力学性能及导电性能的变化规律。结果表明:当合金经过60%冷轧变形再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率分别达到262 MPa及55.7% IACS,高于一般人工时效后的合金。当合金在180℃预时效2 h后经过60%冷轧变形,再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率进一步提升至289 MPa与58.0% IACS。引入预应变与预时效后所产生的应变强化与析出强化的交互作用,是合金的力学性能和导电性能得到提升的根本原因。      

A356铸造铝合金轮毂组织与性能分析

分析了 A356合金和经T6热处理的A356-T6合金的组织与性能,结果表明,A356-T6合金的整体抗拉强度几乎不受固溶时间的影响,且其屈服强度和抗拉强度显著提高,但随着固溶时间的增加,其伸长率逐渐降低.随着热处理时效从4增加至48 h,A356-T6合金的屈服强度增加了约183.25％,抗拉强度增加了约71％.通过...     

热处理制度对TB2钛合金带材力学性能及显微组织的影响

研究了固溶处理温度、冷却方式及时效处理温度对0．8mm厚TB2钛合金带材显微组织及力学性能的影响。结果表明：固溶处理时,冷却方式对TB2钛合金带材的力学性能影响较大,真空水淬与真空气淬均能得到较高的综合力学性能,但从可操作性来看,应采用真空气淬的方式冷却;TB2钛合金带材的较佳固溶处理温度为800℃,经800oc×12min真空气淬固溶处理后,可获得较高的强度和延伸率;TB2钛合金带材的较佳时效处理温度为480℃,经480℃X8h／FC时效处理后,其抗拉强度可达1250MPa以上,延伸率达到18％以上,组织中的等轴口晶α粒内均匀分布着细小的相。