热处理工艺对SRR99镍基单晶高温合金组织和性能的影响

研究不同固溶处理温度和时效处理温度对SRR99镍基单晶高温合金的微观组织和持久性能的影响。利用扫描电镜和光学金相显微镜对显微组织进行表征和分析,利用GWT304常载拉伸蠕变试验机测试其持久性能。结果表明:随着一次时效温度的提高,二次γ′相尺寸逐渐增大,γ′相体积分数先增加后降低;随着固溶温度的提高,合金中残余共晶含量减少,偏析逐渐降低,在1050℃/150MPa条件下,合金的持久寿命呈现先增加后降低的趋势。     

铸造过热度和热处理对CoCrMo合金显微组织的影响

研究了CoCrMo合金普通壳型铸造工艺下过热度和高温固溶热处理对显微组织的影响。结果表明:CoCrMo合金在铸态下碳化物主要以大块状共晶状M23C6碳化物存在;随着过热度的增加,碳化物共晶团的尺寸增大,导致室温拉伸性能降低。CoCrMo合金经过高温固溶热处理后,大部分大块状共晶碳化物发生溶解和分解,以细小的颗粒状M23C6碳化物析出并均匀分布于基体,抗拉强度、屈服强度和伸长率得到很大的提高。均匀细小分布的碳化物有利于提高CoCrMo合金的室温拉伸性能。     

抽拉速率对SRR99单晶高温合金组织和性能的影响

用螺旋选晶法制备镍基单晶高温合金SRR99,研究了抽拉速率对其组织和性能的影响．随着抽拉速率的增大,SRR99单晶合金的铸态组织由粗枝状晶向细枝状晶演变,枝晶干与枝晶间的γ’相尺寸减小,且枝晶间γ’相的形状逐渐趋向于规则立方体形状,而γ-γ’共晶的含量增加．热处理后,在高抽拉速度下生成的共晶组织更容易固溶,形成更加均匀的组织．随着抽拉速率的增大,SRR99单晶合金的持久寿命延长．     

抽拉速率对SRR99单晶高温合金组织和性能的影响

用螺旋选晶法制备镍基单晶高温合金 SRR99,研究了抽拉速率对其组织和性能的影响.随着抽拉速率的增大,SRR99单晶合金的铸态组织由粗枝状晶向细枝状晶演变,枝晶干与枝晶间的γ'相尺寸减小,且枝晶间γ'相的形状逐渐趋向于规则立方体形状,而γ-γ'共晶的含量增加.热处理后,在高抽拉速度下生成的共晶组织更容易固溶,形成更加均匀的组织.随着抽拉速率的增大,SRR99单晶合金的持久寿命延长.     

Zn对铸态Mg-Y-Nd-Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析及力学性能测试等研究Zn元素对Mg-Y-Nd-Zr铸态合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着Zn含量的增加,Mg-Y-Nd-Zr-xZn(x=0.0%,0.5%,1.0%,1.5%,质量分数)合金的晶粒逐渐细化,平均晶粒尺寸由(57±0.8)μm细化至(30±0.3)μm,晶界处共晶相的体积分数也逐渐增加。Mg-Y-Nd-Zr铸态合金中主要存在Mg12Nd相和Mg24Y5相,加入0.5%Zn后,合金中出现Mg12YZn相。随Zn含量的增加,Mg12YZn相的体积分数不断增大,合金的力学性能逐渐提高。当Zn含量为1.0%时,合金具有最优的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为(208±5.9),(159±3.9)MPa和(7.5±0.2)%,较未加Zn的合金分别提高了18,42MPa和1.2%。     

GH4175合金固溶过程中γ相晶粒长大与γ′相回溶规律研究

目的 研究固溶处理工艺参数对GH4175合金微观组织演化的影响。方法 对挤压态的GH4175镍基高温合金进行亚固溶处理,通过定量分析,明确不同固溶处理制度对合金γ相晶粒尺寸、γ′相尺寸和体积分数的影响规律。结果 合金在1 145～1 160℃固溶60 min时,γ相晶粒尺寸从6.58μm长大到32.08μm,γ′相尺寸从1.20μm减小到1.14μm,γ′相体积分数由5.25%下降到0.53%;加热温度为1 155℃、保温时间为15～120 min时,γ相晶粒尺寸从7.76μm长大到34.10μm,γ′相尺寸从1.07μm长大到1.56μm,γ′相体积分数由2.84%下降到1.37%。结论 随着加热温度的升高和保温时间的延长,γ相晶粒尺寸增大,γ′相的体积分数降低,γ′相尺寸随加热温度的升高而减小、随保温时间的延长而增大。加热温度超过1 150℃时,γ′相发生不连续回溶,晶粒的长大速度加快。     

固溶温度对GH4742合金力学性能及γ'相的影响

采用EBSD、SEM等手段研究了固溶温度对GH4742合金的微观亚结构、力学性能和γ’相的影响。结果表明,固溶温度为1080℃～1120℃时,随着固溶温度的提高基体发生静态再结晶的比例提高,小角度晶界的比例由13.2%降低为3.2%;同时,晶粒显著粗化,平均晶粒尺寸由11.0μm增大到111.6μm,Σ3孪晶界的比例由13.2%提高到58.6%。随着固溶温度的提高,基体内一次γ’相的体积分数显著降低、尺寸增大,二次γ’相的体积分数和尺寸增加,三次γ’相的体积分数和尺寸变化较小。在不同固溶温度下γ’相强化增量的变化较小,晶粒粗化是导致其强度降低的主要因素。随着固溶温度的提高GH4742合金的室温强度显著降低,而高温强度提高和持久断裂时间显著增加。固溶温度为1100℃时,GH4742合金的室温和高温力学性能良好。     

HRS和LMC工艺对第三代镍基单晶高温合金DD33中显微孔洞的影响

采用高分辨透射X射线三维成像技术研究了传统高速凝固法(HRS)和液态金属冷却法(LMC)两种工艺制备的镍基单晶高温合金DD33中显微孔洞的三维尺寸信息,结果表明:与HRS相比,LMC工艺降低一次枝晶间距,增加共晶体积分数,使最后凝固阶段枝晶间的空隙尺寸变大,压降降低,最终降低了铸态孔的尺寸及体积分数。固溶处理后用两种工艺制备的合金中显微孔洞的体积分数都有所增加,但是用LMC工艺制备的合金中较细的枝晶和较低的偏析程度,使合金中固溶孔的体积分数显著低于用HRS工艺制备的合金。     

固溶温度对DZ951镍基高温合金组织和持久性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了固溶温度对定向凝固DZ951镍基高温合金组织和持久性能的影响.结果表明:合金经固溶处理后,枝晶偏析降低,合金强度增加.碳化物由铸态时的骨架状变成块状,呈不连续状分布在晶界,对裂纹的萌生和扩展都有抑制作用.γ′相经固溶处理后,尺寸变小,分布更加均匀.合金在1100℃/60MPa的持久性能得到提高.在1300℃固溶处理时,合金元素分布更加均匀,γ′相体积分数增加,使DZ951合金具有较高的持久寿命.     

少量Sc对7055铝合金组织与性能的影响

利用拉伸试验、光学金相、X射线物相分析、SEM及TEM等实验方法,研究了添加0.2%Sc(质量分数)对7055铝合金组织与性能的影响.实验结果表明,添加0.2%Sc可以显著细化7055铝合金铸态晶粒并减少晶界非平衡共晶相数量,促进非平衡共晶相在均匀化退火时的溶解,从而提高合金固溶度;由于Sc的添加可以提高7055Sc合金的溶质原子固溶度、形成更为均匀弥散分布的Al3ScZr粒子、以及抑制变形组织再结晶和有效细化固溶处理后的(亚)晶粒尺寸,因而显著提高7055Sc合金综合力学性能.     

钽元素对Co-8.8Al-9.8W合金微观组织和力学性能的影响规律

为了研究合金化Ta(钽)元素对Co-8.8Al-9.8W高温合金微观组织和力学性能的影响,通过对Co-8.8Al-9.8W-xTa(x=0,1,2,4,6,原子分数,％,下同)合金微观组织和室温压缩性能的研究发现:铸态合金组织由γ基体相和衬度较亮的晶间相组成,枝晶间析出的白色衬度晶间相随着Ta含量的增加逐渐增多,并与γ基体相呈现出典型的共晶组织.经过1300℃/4 h的固溶处理和900℃/50 h的时效热处理,γ基体上析出均匀细小的γ'强化相,并且随Ta元素含量的增加,团簇状二次相(μ相、x相和β相)逐渐增多.Co-8.8Al-9.8W-xTa(x=0,1,2,4,6)合金在铸态和热处理状态下的显微硬度均随着Ta含量的增加而增加,其中,6Ta合金在铸态和热处理状态下均表现出最大的显微硬度,分别为567 HV和625 HV.室温压缩下,除1Ta合金外,其他合金的屈服强度σ0.2随着Ta元素含量的增加而逐渐增大,6Ta合金表现出1259 MPa的最大屈服强度;合金的极限抗压强度随着Ta元素含量的增加而先增大后减小,且在4Ta合金中表现出2522 MPa的最大抗压强度;所有合金中2Ta合金表现出22.95％的最大塑性变形能力.     

固溶温度对VAR制备传感器用Ti-6Ni-3Mo-1Sn合金组织和力学性能的影响

对真空自耗电极电弧熔炼制备的传感器用Ti-6Ni-3Mo-1Sn合金进行热处理,先经过不同温度的固溶处理在经过500℃时效处理4 h,通过实验测试手段研究固溶温度对固溶态和时效态合金组织和力学性能的影响。研究结果表明:固溶温度700℃时,在固溶态合金晶粒中产生了大量初生α相。随着固溶温度增加,形成了更大的β晶粒。以更高温度处理后固溶态合金获得更大拉伸强度以及屈服强度,而伸长率表现为先升高再减小。经过时效处理的时效态合金晶粒中产生了许多弥散态的细小α相。以700℃固溶处理后,形成了初生α相,在残余β相内产生更多β稳定元素。随着固溶温度增加,时效态Ti-6Ni-3Mo-1Sn合金的拉伸强度,屈服强度及伸长率均表现出先增加后减小,最大值发生在固溶温度700℃时,分别为1268,1192 MPa, 5.62%。在低于700℃固溶时效处理后的试样断口区域形成许多尺寸差异较大微孔,呈现脆性断裂特点。     

Bi对挤压态AZ61镁合金组织和力学性能影响

研究了添加Bi元素对AZ61镁合金铸态、固溶态和挤压态组织和力学性能的影响。实验结果表明,向合金中加入Bi后,铸态合金基体中析出了片状和颗粒状的Mg3Bi2相,挤压态合金的组织得到了细化。当加入2%(质量分数)Bi后,挤压态合金的屈服强度和抗拉强度达到最大值,分别为239.4和322.6 MPa。随着Bi含量的进一步增加,粗大的Mg3Bi2相显著增多,加载时割裂基体,导致力学性能降低。     

定向凝固镍基高温合金CM247LC热处理工艺优化及持久性能研究

目的 研究定向凝固镍基高温合金CM247LC的最优热处理工艺制度,通过优化热处理工艺提高合金的力学性能。方法 分别用JMatPro热力学分析软件和金相法判断CM247LC合金的初熔温度点,并确定合金的热处理窗口温度;利用光学显微镜(OM)和能谱分析仪(EDS)观察合金经不同固溶处理后的微观组织和元素偏析情况;利用扫描电子显微镜(SEM)观察合金经不同时效处理及持久断裂后的微观组织形貌。结果 CM247LC合金的初熔温度为1 260 ℃,热处理窗口温度为1 215~1 255 ℃。根据热处理窗口温度,设计了6种固溶处理工艺,对比发现,经1 228 ℃/2 h+1 240 ℃/2 h+1 255 ℃/2 h、AC固溶工艺处理后,合金的组织均匀化程度最高,元素偏析得到了显著改善,γ/γ′共晶的体积分数从铸态时的18.9%降至5.04%,确定此工艺为合金优化固溶处理工艺参数。合金经优化固溶处理后再经1 080 ℃/4 h、AC高温时效处理和870 ℃/22 h、AC中温时效处理,析出的γ′相尺寸(337.3 nm)、体积分数(67.81%)适宜且立方度最高,确定此工艺为最优热处理工艺。经最优热处理工艺处理的合金在980 ℃/205 MPa下的持久寿命为162 h,相比于铸态和固溶态处理的合金持久寿命分别提高了87 h和45 h。结论 通过优化固溶处理和时效处理,确定合金最优热处理工艺参数为:1 228 ℃/2 h+1 240 ℃/2 h+1 255 ℃/2 h、AC(固溶处理)+1 080 ℃/4 h、AC+870 ℃/22 h、AC(时效处理),经最优热处理工艺处理的合金持久寿命显著提高。     

钨对TiAl合金1265℃,18h热处理微观组织的影响

采用显微组织观察的方法研究了Ti-Al-Nb-W-B合金在1265℃,18h热处理过程中的组织演变规律.对合金的铸态、均匀化处理态合金及1265℃,18 h热处理态微观组织进行了观察,研究了钨含量与Ti-Al-Nb-W-B合金热处理微观组织演变的关系.结果表明:热处理态组织的层片特征弱化,γ片增厚,而体积分数减少,α2片则增厚更多,且体积分数增多.当合金中钨含量不同,其组织中的晶团尺寸出现差异,随着钨含量的增加,晶团尺寸减小,但减小的程度较小;白色点状的β(B2)相析出,呈弥散分布;随着钨含量的增加,β(B2)析出相的数量有增加的趋势,且更多地分布在晶界,尤其在晶界的交角处,析出相可有效钉扎晶团长大:在1265℃保温时,非连续长大非常缓慢.     

Mg-7Zn-0.2Ti-xCu镁合金非枝晶组织的演变过程及机理

采用等温热处理法制备了Mg-7Zn-0.2Ti-xCu(x=0、0.5、1.0、1.5,质量分数/%)合金的半固态坯料,探讨了Cu元素及其含量对Mg-7Zn-0.2Ti-xCu合金铸态和半固态组织的影响,同时,研究了等温温度和保温时间对Mg-7Zn-0.2Ti-1Cu合金半固态组织演变的影响并分析了非枝晶组织的形成机理。结果表明：在半固态组织演变过程中,随着等温温度的升高和保温时间的延长,固相颗粒的尺寸和形状因子先减小后增大。铸态组织和溶质原子的扩散行为是影响等温热处理过程中非枝晶组织形貌及其演变的主要因素。当Cu含量为1.0%(质量分数)时,合金铸态组织细小,Cu对非枝晶组织的优化效果最佳。Mg-7Zn-0.2Ti-1Cu合金在600℃下保温30 min时获得的非枝晶组织较为理想,其固相颗粒的平均尺寸、形状因子和固相率分别为43.12μm、1.46和59.77%,满足半固态成形的要求。     

Ce对铸态Mg-6Zn合金组织与导热性能的影响EI北大核心CSCD

利用光学金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)等分析手段研究铸态Mg-6Zn-x Ce合金的微观组织,利用闪光法求得合金热导率随Ce含量的变化规律。结果表明:Mg-6Zn合金主要由α-Mg和Mg 7Zn 3相组成,添加稀土元素Ce后,合金中出现三元相Ce 5(Mg,Zn)41,主要分布于晶界和枝晶间,三元相的产生对Mg 7Zn 3相有抑制作用;Ce元素的添加使合金共晶组织含量增多,且随Ce含量增加共晶组织分布的连续性增强;合金热导率随Ce含量的增加逐渐降低,原因可能是随着Ce含量升高,合金中共晶组织的体积分数增加,分布更加连续,对电子散射作用增强,延长电子传导路径,增大了热阻,使合金热导率降低。     

Mo对Ti-Mo系合金显微组织的影响及其强化效应

对不同Mo含量β单相区锻造的Ti-Mo合金在相变点以上进行固溶处理,然后对合金进行显微组织分析和力学性能测试。结果表明:Ti-1Mo合金和Ti-2Mo合金主要由等轴的α相组成,Ti-4Mo合金主要由针状六方马氏体α′相和原始β晶界组成,当合金Mo含量超过10%(质量分数)时,合金主要由等轴的β相组成。晶粒尺寸统计结果显示:晶粒尺寸与固溶时间呈指数关系;在固溶时间一定的条件下,晶粒尺寸随固溶温度的升高而增大,随合金中Mo含量的增加而明显减小。另外Ti-Mo合金的强度随晶粒尺寸的减小而提高,但合金的塑性变化不大,最后对影响合金强化的机理进行了探讨。     

不锈钢/高硼不锈钢层状复合材料组织变化

为了解决高硼不锈钢材料变形难度大、易开裂、塑性低等问题,采用复合浇铸-热轧变形工艺,制备了以难变形金属高硼不锈钢为中间层的层状复合板,研究了复合材料在铸造、热轧和固溶处理各阶段的组织特点及芯层中硼化物的相组成规律.结果表明:含硼质量分数2%～2.5%的复合板芯层的铸态组织主要以共晶组织形式凝固,含硼较高的芯层铸态组织除以共晶组织形式凝固外,还形成大块的含有Cr2B和Fe2B的过共晶硼化物相;热变形使共晶硼化物发生破碎、细化,但过共晶硼化物的体积形状变化不大;固溶处理使覆层中细小的二次析出物明显减少,这有利于复合板的力学性能,但芯层中硼化物的形貌、数量及尺寸变化不大.     

含LPSO相Mg-Y-Er-Ni合金的组织和拉伸性能EI北大核心CSCD

用重力铸造法制备3种Mg_(97)Y_(2-x)Er_(x)Ni_(1)(x=0.5、1、1.5)合金,研究了其铸态和(520℃,12 h)固溶态的组织和拉伸性能。结果表明:3种铸态合金都由α-Mg基体和18R-LPSO相组成,其中Mg_(97)Y_(1)Er_(1)Ni_(1)晶粒最细,LPSO相的体积分数最高、尺寸最小且分布最为均匀,因此其室温拉伸性能最佳。进行(520℃,12 h)固溶处理后,3种固溶态合金仍然由α-Mg基体和18R-LPSO相组成。固溶态Mg_(97)Y_(1.5)Er_(0.5)Ni_(1)合金晶内出现基面层错,但是并不具有完整的堆垛周期性特征。与铸态相比,3种固溶态合金的室温拉伸性能均有所提高。