INFLUENCE OF HIGH TEMPERATURE THERMOMECHANICAL TREATMENT ON STRUCTURE AND PROPERTIES OF AN IRON-NICKEL SUPERALLOY

高温形变热处理使一种铁镍基合金的室温和高温屈服强度、抗张强度、塑性和室温冲击韧性大幅度提高,且经1100℃形变热处理的合金于650℃的持久性能亦不低于正常热处理的合金。本文着重研究了形变温度对组织和力学性能的影响,指出不同温度下的形变热处理具有不同的强化机理,它们分别为晶粒细化、晶内交叉滑移、位错亚结构、锯齿状晶界和晶界析出物的增加。     

连铸态6082铝合金的高温形变热处理研究

围绕不同形变温度与连铸态6082铝合金的组织以及时效后的合金硬度之间的关系,通过偏光显微组织分析、硬度测试对连铸态6082铝合金高温形变热处理进行了分析。结果表明,高温形变热处理可以有效改善连铸态6082铝合金的组织性能,与室温变形相比,经高温压缩变形后的组织不均匀性得到改善,但变形温度对其组织的影响不大。545℃高温变形后在170℃保温箱中时效8h,硬度得以大幅度的提高。     

高温短时Ti750合金形变热处理工艺研究

通过形变热处理工艺试验,结合材料力学性能和微观组织分析,研究高温短时Ti750合金形变热处理工艺。结果表明:形变热处理工艺可明显提高Ti750合金常温和高温力学性能,(850～900)℃变形+780℃/1h时效处理工艺,可使Ti750合金强度、塑性得到较大幅度提高。     

热处理温度对新型数控刀具材料耐磨损性能的影响

采用五种不同的热处理温度(700、750、800、825、850℃)对添加适量合金元素Cr和Sr的新型数控刀具材料进行了热处理,并在25℃(室温)和350℃(高温)测试了耐磨损性能。结果表明:在热处理时间4 h时,随着热处理温度升高,室温和高温磨损体积先减小后增加,耐磨损性能先提高后下降。热处理温度优选为825℃。     

B96ц1合金的高温形变热处理

当前,能够改善合金性能的各种类型的形变热处理,已得到了广泛的应用.形变热处理的基本概念是塑性变形和热处理的结合,通过这种结合,塑性变形对随后的热处理效应产生了良好的影响.铝合金以及其它弥散强化合金的高温形变热处理(BTMO),应在保证达到最大淬火效应和在高温变形过程中没有再结晶发生的变形—温度条件下进行.在文献【1、2)中也已研究了BTMO对B96U1合金机械性能的影响.     

热处理对粉末冶金Inconel 718高温合金组织及性能的影响

以超高转速等离子旋转电极法(SS-PREP法)制备的高球形度Inconel 718高温合金粉末为原料,采用热等静压(HIP)工艺制备了Inconel 718粉末高温合金,重点研究了热处理制度对合金组织和力学性能的影响。实验结果表明:采用SS-PREP法制得的Inconel 718高温合金粉末粒度分布均匀,球形度良好,具有优异的HIP工艺性能;随着固溶温度的提高,合金晶界逐渐变浅,说明晶界析出相数量逐渐减少。时效热处理后,沿晶界析出大量针状δ相,同时还有少量MC碳化物相。在1210℃、120MPa条件下保温保压4h的HIP工艺下,经1020℃固溶热处理后,合金室温抗拉强度可达1404MPa;经980℃固溶处理后,合金在650℃的高温抗拉强度为1153MPa,固溶处理温度为980℃的合金综合性能较好。     

硅片高温工艺与塑性形变

为减小硅片高温工艺中的形变,通过仿硅器件在１２００℃热处理１．５ｈ高温工艺热处理实验,研究了装片方式、升温速率和急冷温度等工艺条件对硅片弯曲度变化的影响,实验结果表明硅片热处理中塑性形变主要是在急冷过程产生的,快速加热对形变影响不大。急冷温度越高,硅片中心与边缘温差越大,因产生位错和滑移形成的塑性形变就越大,１２００℃急冷的弯曲度变化是７７０℃急冷的４倍,水平装片比竖直装片形变大,紧贴式装片比间隔式容易弯曲。采用降低急冷温度,由１２００℃缓慢降至７７０℃左右再急冷,配合竖直间隔方式装片和容器加盖等方法可减少高温工艺中硅片的形变。     

模锻态Al-5.87Zn-2.07Mg-2.42Cu合金的高温力学性能和显微组织（英文）

研究经T6时效热处理的模锻态Al-5.87Zn-2.07Mg-2.42Cu合金从室温升高到250℃时的高温力学性能和显微组织。高温拉伸试验结果表明,随着拉伸温度从室温升高到250℃,合金的抗拉强度从638降至304 MPa,伸长率从13.6%升至20.4%。通过透射电子显微镜和电子背散射衍射技术对合金的显微组织进行表征。研究发现,随着拉伸温度的升高,析出相发生粗化,位错密度逐渐降低,合金组织发生不同程度的动态回复。在250℃进行拉伸时,合金内形成许多由小角度晶界组成的亚晶组织。     

一种新型镍基高温合金长期时效后的组织和性能

研究了一种新型镍基高温合金在不同温度下长期时效后的组织及冲击韧性、硬度等性能．结果表明，合金在593℃和704℃时效l000h后，主要析出相是γ′和MC，在704℃以上又析出了M23C6．合金在750℃时效l000h后晶界处开始析出η相，而在849℃时效l000h后晶内出现了大量的片状η相，呈魏氏体分布．γ′相随时效温度的增加生长迅速，且在849℃时效l000h后出现回溶．没有发现σ等脆性相的出现．随着时效温度的提高，合金的冲击韧性下降，由韧性断裂变为脆性断裂．室温显微硬度随时效温度的提高而降低，主要由γ′的长大所致；合金在标准热处理条件下的高温显微硬度高于室温显微硬度．     

热处理工艺对G110合金组织与力学性能的影响

通过力学性能试验和显微组织观察,研究了热处理工艺对G110合金组织和力学性能的影响。结果表明,随固溶温度的升高,室温硬度和冲击性能变化不大,700℃高温强度变化不大,高温塑性逐渐下降,1020℃固溶可以获得均匀的再结晶组织;随时效温度的提高,γ'相析出数量逐渐增加,室温强度先升高后降低,700℃高温强度逐渐增加,高温塑性逐渐下降,800℃时效具有较高的室温、高温综合力学性能。G110合金最佳的热处理工艺为1020℃固溶+800℃时效。     

铸造用Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si高温钛合金的组织与力学性能

Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金经二次熔炼、锻造成棒材,然后再浇铸成试棒。介绍了这种合金的铸态室温及高温拉伸性能。试验表明,在600℃时的高温强度与塑性匹配较好,可用作为600℃高温结构件用。同时,分析了合金经不同制度热处理后的显微组织、室温拉伸、高温拉伸及持久性能变化。结果表明:合金在960℃×1.5 h,AC+550℃×8 h,AC处理后得到网篮组织,表现出良好的综合力学性能。     

具有柱状晶组织的镁合金高温力学性能及断裂机制

利用定向凝固技术制备具有(11 2 0)á0001?择优取向的柱状晶Mg-6.52Zn-0.67Y合金。对定向凝固Mg-6.52Zn-0.67Y合金进行室温及高温拉伸实验,并利用SEM、XRD和EBSD等分析方法研究合金的拉伸断口、形变过程中组织演变及断裂机制。结果表明:定向凝固Mg-6.52Zn-0.67Y合金的室温σ_(0.2)和σ_b分别为124和196MPa,δ为13%,表明定向凝固合金室温下具有一定的均匀塑性变形能力;随着拉伸温度的升高,合金的强度降低,塑性升高,150℃拉伸时其σ_b为146 Ma,δ升至27%;300℃拉伸时其σ_b降至73 MPa,δ高达35%。150℃和200℃拉伸时其主要形变机制为锥面、棱柱面滑移及{10 1 2}孪生和{10 1 1}孪生等共同作用,合金的断裂机制为韧性断裂和准解理的复合断裂;300℃拉伸时,主要形变机制则为锥面滑移和动态再结晶,合金的断裂机制为韧性断裂。     

热处理温度对激光切割机械轴承耐磨损性能的影响

采用不同温度对激光切割GCr15机械轴承进行了热处理,并进行了25℃室温和500℃高温环境下的磨损性能测试与分析。结果表明:随热处理温度从300℃提高到900℃,轴承的室温和高温耐磨损性能先提高后下降。675℃热处理时轴承的室温和高温磨损体积分别较300℃热处理时减小68%、74%。激光切割GCr15机械轴承的热处理温度优选为675℃。     

热处理过程中DD6单晶高温合金的组织演化规律与力学性能

研究了DD6单晶高温合金在热处理过程中的显微组织演化规律以及初熔组织的生成机理。通过研究不同固溶时效处理对γ′相形貌、尺寸分布和体积分数的影响且分析了完全热处理后合金的显微硬度和拉伸性能,从而确定了合金最佳的热处理工艺。结果表明,通过差热分析法和金相观察法确定合金的初熔温度在1300~1310 ℃。在1315 ℃固溶处理4 h,枝晶间/枝晶干γ′相尺寸趋于一致,呈立方状均匀排列。在固溶处理过程中,γ/γ′共晶组织熔化生成了不规则初熔组织。在不同的一次时效工艺下,1120 ℃时效4 h空冷后,γ′相立方度更好,尺寸分布更均匀。合金最佳的热处理工艺为1290 ℃×1 h+1300 ℃×2 h+1315 ℃×4 h, AC+1120 ℃×4 h, AC+870 ℃×32 h, AC。合金在完全热处理后,随拉伸温度从室温升高至850 ℃时,强度达到峰值,温度继续升高,强度下降;在760 ℃拉伸时塑性最差,随着拉伸温度从760 ℃升高到950 ℃,塑性提高。     

中温形变热处理对新型镍基高温合金组织和力学行为的影响

本文采用EBSD、SEM和准静态室温单轴拉伸试验研究了不同中温形变热处理工艺与新型镍基高温合金微观组织和室温力学性能之间的关系。研究表明,新型镍基高温合金经中温形变热处理后可明显提高退火孪晶的长度分数,最高可达40.6%。退火孪晶的形成主要以晶粒的“生长意外”机制为主。同时,相比于固溶+双级时效处理试样的力学性能(σ_y=1018 MPa,ε_f=17.44%),合金在750 ℃轧制变形30%后在1120 ℃退火30 min并经双级时效处理,其σ_y可提高499 MPa,为1517 MPa,而其ε_f仅降低了4.69%。在750 ℃轧制变形50%后在1120 ℃退火30 min并经双级时效处理,其σ_y可提高352 MPa,为1370 MPa,而其ε_f基本保持不变。这种强度的升高主要归因于晶粒细化和退火孪晶的共同作用,这为高性能镍基高温合金提供一种新的强化策略。     

先进单晶高温合金均匀化-固溶热处理的设计（英文）

为设计更适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度,研究了不同热处理温度和时间对一种先进单晶高温合金组织的影响。通过研究合金组织和元素分布发现,当温度直接升至γ′相溶解的实际起始温度1338℃时,合金不会发生初熔;当温度直接升至γ′相溶解的外推初始温度1350℃时,合金中出现了明显初熔,但初熔组织随着保温时间的延长逐渐减少;在1328℃固溶时,合金中虽然没有发生初熔,但均匀化效率明显降低。对实验结果进行了热力学和动力学计算与分析。结果表明,单晶高温合金的均匀化-固溶热处理窗口是一个动态的窗口,γ′相完全溶解温度和初熔温度均随着合金均匀化程度的提高而提高;高代单晶高温合金在均匀化-固溶热处理中,不须要将温度始终保持在铸态合金的初熔温度以下,只要保证温度低于合金所在均匀化状态对应的初熔温度即可;均匀化-固溶热处理中,提高每一台阶的温度可以得到的均匀化-固溶效果远优于延长热处理时间可达到的效果。根据实验及分析结果提出了一种适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度设计方法,使合金在较短时间内得到了理想的合金组织和均匀化效果。     

锻造工艺对GH901高温合金涡轮轴锻件磨损性能的影响

采用不同的始锻温度、终锻温度和锻压速度对GH901高温合金涡轮轴毛坯进行了锻造,并分别进行了25℃室温和600℃高温环境下的耐磨损性能测试与分析。结果表明:在试验条件下,随始锻温度从1060℃升高至1140℃,终锻温度从860℃升高至940℃,或锻压速度从6 mm/s增加至12 mm/s,锻件的室温和高温磨损体积均先减小后增大,耐磨损性能先提高后下降。高温合金涡轮轴锻件始锻温度优选为1120℃,终锻温度优选为920℃,锻压速度为10 mm/s。     

先进单晶高温合金均匀化-固溶热处理的研究与设计

为设计更适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度,研究了不同热处理温度和时间对一种先进单晶高温合金组织的影响。使用金相显微镜和场发射电子显微镜观察合金组织,使用电子探针测试合金元素分布,并分析试验结果。试验发现,当温度直接升至γ′相溶解的实际起始温度1338℃时,合金不会发生初熔;当温度直接升至γ′相溶解的外推初始温度1350℃时,合金中出现了明显初熔,但初熔组织随着保温时间的延长逐渐减少;当温度直接升至较低的1328℃时,合金中虽然没有发生初熔,但均匀化效率明显降低。结合先进单晶高温合金高熔点元素含量较高的特点对试验结果进行热力学和动力学计算与分析,结果表明,单晶高温合金的均匀化-固溶热处理窗口是一个动态的窗口,γ′相完全溶解温度和初熔温度均随着合金均匀化程度的提高而提高;高代单晶高温合金在均匀化-固溶热处理中,不须要将温度始终保持在铸态合金的初熔温度以下,只要保证温度低于合金所在均匀化状态对应的初熔温度即可;均匀化-固溶热处理中,提高每一台阶的温度可以得到的均匀化-固溶效果远优于延长热处理时间可达到的效果。根据试验及分析结果提出了一种适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度设计方法,使试验合金在较短时间内得到了理想的合金组织和均匀化效果。     

固溶温度对Al-Mg-Si-Sr新型汽车铝合金高温性能的影响

采用不同的固溶温度对Al-Mg-Si-Sr新型铝合金进行了固溶热处理,并进行了合金350℃高温拉伸性能和高温磨损性能的测试与分析。结果表明:随固溶温度从440℃逐步增加到540℃时,合金的高温拉伸性能和高温磨损性能均先提高后下降;合金的固溶温度优选为520℃。与440℃固溶相比,当采用520℃固溶时,Al-Mg-Si-Sr新型铝合金的高温抗拉强度提高了52%,高温屈服强度提高了79%,高温磨损体积减小了58%。     

热处理对BTi-6431S合金激光焊接头组织与性能的影响

采用光学显微镜、拉伸实验机及显微硬度计研究了热处理对BTi-6431S合金激光焊焊接接头组织与性能的影响。结果表明,BTi-6431S合金激光焊原始焊接组织为块状初生α相和片层状β相转变组织组成,经不同温度热处理获得不同形态α相。随着热处理温度的升高,次生α相的体积分数增加;焊接接头室温与高温抗拉强度和屈服强度逐渐升高,伸长率呈现先升高后降低的变化趋势。经650℃热处理后,BTi-6431S合金激光焊接接头室温显微硬度最高。