Ti-38644合金中硅化物的溶解析出及对力学性能的影响

研究了Ti-38644合金中硅化物的溶解和析出行为及其对室温拉伸性能的影响,并利用扫描电镜和透射电镜对显微组织、析出相及拉伸断口进行了观察和分析。结果表明,合金中的杂质Si导致(TiZr)_6Si_3硅化物的形成。在700~950℃之间固溶1 h后,合金中的硅化物随固溶温度升高逐渐溶解,而950℃固溶样品中未观察到硅化物。由于硅化物的溶解和β晶粒长大,800~950℃之间固溶后的合金强度随固溶温度升高而降低。合金经1100℃固溶1 h,再经750~900℃时效1 h后,硅化物在晶界处析出,而在700℃和950℃时效1 h的样品中未见硅化物的析出。800~950℃之间时效后的合金强度基本不变,晶界硅化物对合金抗拉强度影响不大,但合金塑性随晶界硅化物含量减少而提高,断裂模式由脆性断裂转变为韧性断裂。     

Ti-38644中硅化物的溶解析出及其对力学性能的影响

研究了Ti-38644合金中的硅化物的溶解和析出行为及其对室温拉伸性能的影响,并利用扫描电镜和透射电镜对显微组织、析出相及拉伸断口进行了观察和分析。结果表明：合金中的杂质Si导致(TiZr)₆Si₃硅化物的形成。在700～950 ℃之间固溶1 h后,合金中的硅化物随固溶温度升高逐渐溶解,而950 ℃固溶样品中未观察到硅化物。由于硅化物溶解和β晶粒长大,800～950 ℃之间固溶后的合金强度随固溶温度增加而降低。合金经1100 ℃固溶1 h,再经750～900 ℃时效1 h后,硅化物在晶界处析出,而在700 ℃和950 ℃时效1 h的样品中未见硅化物的析出。800～950 ℃之间时效后的合金强度基本不变,晶界硅化物对合金拉伸强度影响不大,但显著降低合金塑性,断裂模式为脆性断裂。     

Ti-B19合金固溶时效过程中硅化物的析出行为

采用透射电镜、光学显微镜及X射线衍射仪观察和分析了Ti-B19钛合金固溶时效过程中硅化物的析出特点.结果表明,Ti-B19合金经900 ℃固溶处理后合金中出现少量硅化物,呈粗大片状,与β基体配合较紧密;时效处理后硅化物析出无明显增加,但呈现六边形片状形貌,经TEM衍射花样分析,该析出相为(Ti,Zr)5Si3,其晶体结构为六方结构.与固溶状态相比,时效后硅化物尺寸变化不大,与β基体配合相对较差.     

固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织及阻尼性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、动态热分析仪和X射线衍射仪研究了固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明,铸态合金晶粒尺寸约121μm,晶界粗大且有MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相分布;固溶处理后,晶界处的MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相基本溶入基体;时效处理后,晶界处有少量的颗粒状MgZn和MgZn₂相析出。在低应变振幅区,铸态合金阻尼性能最好,在高应变振幅区,固溶态阻尼性能最好,固溶+时效态合金阻尼曲线的斜率最大;3种状态合金在低温区的阻尼峰均由晶界阻尼峰和位错阻尼峰叠加构成,固溶态和固溶+时效态合金在高温区的阻尼峰为弛豫型阻尼峰。     

固溶后冷却方式对Inconel X-750合金组织和性能的影响

采用SEM、TEM、EDAX和相分析等分析手段,研究Inconel X-750合金固溶后不同冷却方式下组织和性能的变化。结果显示:水冷和油冷抑制合金中γ′相的析出,时效后均析出球形的γ′相。炉冷后合金中析出一次立方体形γ′相和二次球形γ′相,时效后再次析出球形γ′相;水冷和油冷后晶界上无碳化物析出,时效后晶界上均析出细小针状M₂₃C₆。炉冷后合金晶界上析出块状M₂₃C₆,时效后碳化物尺寸略微长大,形状基本不变;炉冷+时效后合金的强度最高,水冷+时效后合金的冲击性能最好。     

Ti600和Ni-25%Si合金钎焊接头性能及失效机理分析

采用Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料对高温钛合金Ti600和Ni-25%Si (原子分数,%)合金进行钎焊试验,重点研究了钎焊温度对镍硅与钛合金接头组织及性能的影响,结合接头组织特征及断口结构分析阐明了Ti600和Ni-25%Si合金钎焊接头的失效机理. 结果表明,钎缝内部包含多个区域,随着连接温度从900 ℃上升至980 ℃,包含(Ti,Zr)₂Si和Ti₂Ni相的区域逐渐消失,包含Ti₅Si₃和Ti₂Ni相的区域逐渐变厚,最终占据全部钎缝. 力学性能分析表明,随着钎焊温度的升高,接头抗剪强度先增大后降低. 当钎焊温度为960 ℃时,接头的抗剪强度能够达到峰值177 MPa. 在脆性Ti₂Ni相基体上弥散分布的Ti₅Si₃相颗粒破坏了Ti₂Ni相的连续性,阻碍了裂纹在钎缝内部的扩展是钎焊接头抗剪强度提升的根本原因.     

热处理对Ti60合金组织及性能的影响

采用光学显微镜和透射电子显微镜研究Ti60高温钛合金在不同热处理制度后内部组织的变化,以及不同时效时间对合金力学性能的影响。结果表明:Ti60合金经(1015℃,2h)固溶处理后,大量的位错塞积在晶界附近,组织内部没有析出相存在;而经过2h时效以后,在晶界和相界上有硅化物析出;时效24h后,硅化物的析出不再局限在α/β界面析出,在初生α相内和α板条内均有析出,析出数量增加,尺寸增大,且呈"线型"分布;延长时效时间至24h,板条组织内部均匀析出细小的有序α2相;随着时效时间的延长,合金强度变化不大,但塑性明显降低。     

固溶温度及冷却方式对00Cr40Ni55Al3Ti合金组织性能的影响

以热轧态00Cr40Ni55Al3Ti合金为研究对象,采取1150～1250℃固溶+水冷/空冷的试验方案,探究了固溶温度及冷却方式对显微组织与力学性能的影响规律。研究结果表明,在1150～1250℃范围内,合金晶粒及α-Cr相的尺寸随固溶温度升高而增加,超过1150℃后晶粒急剧长大,超过1200℃固溶并空冷后,α-Cr相在晶界片层状析出。合金的显微硬度随固溶温度的升高而下降,冲击吸收能量在1200℃达到峰值;水冷条件下α-Cr相和纳米级γ′相析出受到抑制,与空冷条件相比,硬度、冲击吸收能量分别降低和升高;拉伸性能受冷却方式的影响显著,空冷条件抗拉强度相对较高,1250℃固溶后空冷引起混晶及晶界粗大片层组织出现,导致伸长率与水冷相比下降了26.5%。     

固溶冷却速度对GH4586合金组织及850℃拉伸性能的影响

采用不同的热处理制度,研究了固溶冷却速度对GH4586合金组织和850℃拉伸性能的影响.研究表明,固溶冷却速度快,抑制了γ＇相的析出,时效后γ＇相尺寸在最佳尺寸范围内,M23C6碳化物沿晶界连续析出,合金高温拉伸强度高塑性低;反之冷却速度慢,γ＇相在固溶过程中大量析出,导致时效后γ＇相尺寸过大,而碳化物呈颗粒状断续分布在晶界上,合金高温拉伸强度低,塑性高.固溶分段冷却可以使GH4586合金获得合适的显微组织及高温拉伸性能.     

热处理对热等静压Ti1023钛合金拉伸性能的影响

采用热等静压制备Ti1023(TB6)钛合金制件,再进行固溶时效处理,研究固溶时效前后Ti1023钛合金热等静压制件的拉伸性能和组织变化。结果表明,经固溶时效处理后,热等静压制备的Ti1023钛合金晶粒减小,晶粒呈等轴状,β相基体及晶界处有大量α相析出,晶粒内部析出α相为板条状,合金的强度显著增加,塑性减小。     

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。     

Zr-0.8Sn-0.35Nb-0.4Fe-0.1Cr-xBi合金在400℃过热蒸汽中的腐蚀行为

采用静态高压釜腐蚀试验研究了Zr-0.8Sn-0.35Nb-0.4Fe-0.1Cr-xBi（x=0.1,0.3和0.5,质量分数,%）合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的腐蚀行为;并用TEM、EDS和SEM观察分析了合金和腐蚀后氧化膜的显微组织。结果表明,在Zr-0.8Sin0.35Nb-0.4Fe0.1Cr合金中添加0.1%,0.3%和0.5%的铋对其在400℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能都有较大改善作用,但随着铋含量的增加,其改善作用减弱;在Zr-0.8Sn-0.35Nb-0.4Fe-0.1Cr合金中添加0.1%铋后,合金中只有Zr（Fe,Cr,Nb）₂一种第二相;添加0.3%铋后,有Zr（Fe,Cr,Nb）₂和Zr-Fe-Sn-Bi两种第二相析出;添加0.5%铋后,有Zr（Fe,Cr,Nb）₂,Zr-Fe-Sn-Bi和Zr-Fe-Cr-Nb-Sn-Bi三种第二相析出;Zr-0.8Sn-0.35Nb-0.4Fe-0.1Cr合金中添加适量铋会促进原来固溶的锡以第二相析出。以上结果说明Zr-0.8Sn-0.35Nb-0.4Fe-0.1Cr-xBi合金在580℃时α-Zr基体中可固溶不少于0.1%的铋,这对改善合金的耐腐蚀性能是有利的,但含铋和锡第二相的析出则使合金的耐腐蚀性能下降。     

固溶后冷却方式对Incoloy 800合金组织与性能的影响

通过电化学测量,结合显微组织观察,研究了固溶处理后冷却方式对Incoloy 800合金力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明,合金经1 100℃×30 min固溶后,炉冷合金晶界处有连续析出相,空冷合金晶粒尺寸增大,晶界处的析出物减少,水冷后晶界处未出现明显的析出相,深冷合金出现孪晶组织。冷却方式对合金性能有较大影响,炉冷后合金抗拉强度可达到576 MPa,空冷后的合金伸长率可达到50%;随冷却速率增大,合金的耐腐蚀性能提高,深冷处理合金抗腐蚀性能最佳。     

Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn-1.6Si合金的显微组织及超弹性行为

采用真空电弧熔炼法制备Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn-1.6Si（原子百分比,at%）合金,在800 ℃对合金进行了热压处理（变形量为50%）, 然后在700 ℃对合金进行固溶处理20 min,对其显微组织和超弹性性能进行了研究。该合金显微组织由b相和少量a″相组成,在b相基体中有弥散细小的Ti₅Si₃颗粒的析出。与Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金相比,由于Si的固溶强化和Ti₅Si₃的弥散强化作用,含1.6at%合金的应力诱发马氏体相变临界应力得到提高,从而使该合金在室温下表现出更好的超弹性。随着预变形量的增加,该合金的超弹性回复率降低。在预变性量为4%条件下,对该合金进行循环拉伸-卸载“训练”,在经过11次循环后,合金的超弹性得到进一步改善。     

Al-Si-Cu-Ni-Mg合金凝固组织调控及对高温拉伸性能的影响

应用JMat Pro软件、金相显微镜、高温拉伸试验机和扫描电镜研究了浇注温度和模具温度对Al-Si-Cu-Ni-Mg合金凝固组织及高温拉伸性能的影响。结果表明：Al-Si-Cu-Ni-Mg合金的凝固组织主要为α-Al和共晶硅，合金中的强化析出相主要为δ-Al₃Cu Ni、Q-Al₅Cu₂Mg₈Si₆、γ-Al₇Cu₄Ni、ε-Al₃Ni和Mg₂Si相；当控制浇注温度710℃，模具温度150℃时，Al-Si-Cu-NiMg合金中α-Al晶粒、共晶硅、富Ni相、Q相、Mg₂Si相尺寸最小，组织均匀程度和高温拉伸性能达到最佳。     

铸造镍基高温合金M963的显微组织研究

研究了经 16 5 0℃高温熔体处理后的铸造镍基高温合金M96 3在铸态和热处理态的显微组织 ,测定了其室温和高温拉伸性能。结果表明 ,M 96 3合金在铸态下具有良好的塑性 ,组织由γ固溶基体、γ 析出相及分布在枝晶间的γ +γ 共晶和细小骨架状MC碳化物组成 ;经 12 10℃× 3 5h空冷处理后 ,沿晶界、枝晶界析出方块状M6C碳化物 ,在晶内析出针状M6C碳化物 ,导致拉伸性能尤其是高温拉伸性能显著降低。     

固溶-时效对新型高强高淬透性热挤压Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响

采用力学性能测试、金相观察（OM）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微分析（TEM）研究了固溶-时效工艺对Al-6. 6Zn-1. 8Mg-0. 24Cu-0. 23Mn-0. 21Zr（wt%,7046A）合金挤压板带显微组织与力学性能的影响。结果表明:合金适宜的固溶-时效工艺为470℃×1 h固溶随后120℃×24 h人工时效。在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为570 MPa、532 MPa和10. 9%。T6态合金的物相组成为Al基固溶体、含Mn和Zr的初晶相以及3～5 nm的η’（MgZn₂）析出相,与此同时,晶界上析出η（MgZn₂）平衡相。合金的强化机制为固溶强化、亚结构强化和时效强化。      

定向凝固Nb-Ti-Si基超高温合金的共晶组织形貌演化

在熔体温度为2000℃的条件下,分别以2.5,5,10,20,50和100μm/s的抽拉速率对Nb-Ti-Si基超高温合金进行了有坩埚整体定向凝固.采用XRD,SEM和EDS等分析方法,研究了抽拉速率对定向凝固共晶组织及固/液界面形貌的影响,并分析了该合金的凝固过程.结果表明:合金定向凝固组织主要由沿着试棒轴向排列的横截面呈花瓣状的共晶胞EutecticI(Nb_ss/α（Nb,X）₅Si₃)以及分布于共晶胞周围的沿试棒轴向耦合生长的共晶组织EutecticⅡ(Nb_ss/γ（Nb,X）₅Si₃)组成.随着凝固速率的增大,组织细化,花瓣状共晶胞由以硅化物或细小共晶为中心的近似圆形形貌逐渐演变为以十字形Nb_ss为中心、α（Nb,X）₅Si₃呈片状向外辐射生长的四边形形貌;EutecticⅡ则呈沿纵向耦合生长的层片状形貌.固/液界面形貌经历了由胞枝状→树枝状→胞枝状的演变过程.     

固溶处理对超超临界电站用镍基耐热合金组织及性能的影响

通过提高Inconel 617合金Al和Ti含量、增加B元素,获得一种超超临界电站用镍基耐热合金,研究固溶处理对合金组织及性能的影响。结果表明:1100~1190 ℃固溶2 h,随固溶温度提高,平均晶粒尺寸从68 μm长大至139 μm,硬度从203 HBW降至175 HBW;1100 ℃固溶1~4 h,晶内碳化物逐渐回溶,晶界碳化物沿晶界断续状分布且变化不明显。固溶温度提高,合金高温拉伸、室温冲击性能降低;炉冷试样高温拉伸性能略低于水冷试样,但显著高于Inconel 617合金。推荐试验合金固溶热处理工艺为1100 ℃×2 h水冷。     

固溶时效处理对Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金显微组织和耐蚀性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜等方法研究了固溶时效处理前后Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金(质量分数,%)的显微组织、物相组成和腐蚀形貌,并在质量分数为3.5%的NaCl溶液中进行了静态失重和电化学测试。结果表明,铸态Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金由α-Mg基体和沿晶界分布的粗大网状共晶相Mg₄₁Sm₅和Mg₅Gd组成,固溶时效处理并没有改变共晶相的种类,但网状共晶组织消失,并且晶内有大量细小弥散的第二相析出,晶界更加清晰。试验合金采用525 ℃×8 h固溶+225 ℃×8 h时效处理后,腐蚀速率从0.185 mg·cm^-2·h^-1降低至到0.116 mg·cm^-2·h^-1,自腐蚀电流密度从1.599×10^-4A·cm^-2降低到0.924×10^-4 A·cm^-2,耐蚀性能明显提高。