时效强化高镍Inconel-718合金低周疲劳性能及寿命预测

研究了核反应堆弹簧材料用时效强化0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel-718)合金材料在350 ℃高温下的低周疲劳性能,并采用Manson-Coffin和郑修麟模型对加载应变水平和低周疲劳寿命之间关系进行了拟合计算和对比。结果表明:经过970 ℃×1 h空冷+720 ℃×8 h炉冷+620 ℃×8 h空冷热处理后,Inconel-718合金在350 ℃具有优异的低周疲劳性能。根据郑修麟关系式计算结果,其临界应变疲劳极限约为0.37%,在低于此应变水平条件下,其低周疲劳寿命高于10⁷循环。Manson-Coffin模型由于不包含临界应变疲劳极限参数ε₀,导致其对较低应变水平的疲劳寿命预测精度较低。     

热处理对激光选区熔化制备Inconel 718合金组织和拉伸性能的影响

采用激光选区熔化工艺(SLM)制备了Inconel 718合金,并对合金分别进行了1050 ℃×1 h固溶和1050 ℃×1 h固溶+720 ℃×8 h+620 ℃×8 h双级时效热处理。结合微观组织、拉伸性能和断裂特征分析,研究了热处理工艺对SLM制备的Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶处理后合金内Laves相溶解,位错密度显著降低,材料的强塑性匹配较打印态得到良好的改善。经过时效热处理后,γ′和γ″强化相析出使合金强度大幅度提高的同时,保留了一定的塑性。     

新型医用钛合金Ti-39Nb-6Zr显微组织和力学性能的研究

通过室温拉伸试验、光学显微镜、透射电镜等分析方法,研究热处理工艺对Ti-39Nb-6Zr合金显微组织和力学性能的影响.实验结果表明:合金在900℃固溶0.5h后,抗拉强度和屈服强度随冷却速率降低而升高,即抗拉强度值大小关系为:水淬<空冷<炉冷;合金在350℃低温时效后弥散析出ω相,ω相为高温时效时α相析出提供有利形核位置,有利α相均匀析出,α相有强化基体作用,能提高合金强度和弹性模量,当热处理制度为900℃×0.5h,AC+350℃×4h+450℃×24hAC时,合金抗拉强度、屈服强度最大,分别为710和670MPa,弹性模量为65.4GPa.     

一种汽车发动机气阀用节镍型高温合金的固溶时效工艺

研究了不同热处理工艺下汽车发动机气阀用节镍型高温合金的微观组织、硬度及力学性能。试验结果表明,在900~1100 ℃固溶温度范围内,该材料的晶粒尺寸随温度的升高逐渐增大,硬度逐渐降低,1050 ℃后晶粒长大明显、急剧粗化,固溶温度宜选择为1000~1050 ℃,以保证主要强化相必要的析出条件且具有适宜的晶粒度;在700~760 ℃时效温度范围内,该材料的强度随时效温度的升高而逐渐增强,但韧塑性逐渐降低。当固溶时效工艺为1020 ℃×30 min固溶(水冷)+ 720 ℃×4 h时效(空冷)时,该节镍型高温合金可获得良好的强韧性匹配,满足技术要求。     

提高7A04超硬铝合金塑性和韧性的热处理工艺

研究了热处理制度对热挤压7A04(LC4)超硬铝合金力学性能的影响.结果表明,与传统的热处理工艺485℃×50 mm水淬+120℃×24 h炉冷时效和485℃×50 min水淬+120℃×3 h+160℃×3 h炉冷时效相比,采用485℃×50min水淬+100℃×36h炉冷时效的热处理工艺,可使材料在保持原有的高强度基础上,显著提高材料的塑性和韧性.     

Inconel740H镍基合金与Haynes282镍基合金的焊接接头组织和力学性能

采用热丝TIG焊方法对Inconel740H镍基合金与Haynes282镍基合金异种材料进行焊接,并对采用Inconel Filler Metal740H镍基合金焊丝和Haynes 282 Wire镍基合金焊丝两种不同焊接填充金属分别经过两步时效强化热处理(1 010℃/2 h/空冷+788℃/8 h/空冷)和一步时效强化热处理(800℃/4 h/空冷)后的接头拉伸性能、弯曲性能、硬度和微观组织进行对比分析。试验结果表明,焊接接头的抗拉强度均大于1 035 MPa,弯曲试验均合格,焊接接头的硬度均大于314 HV。焊接接头金相组织检验合格,焊缝组织均为奥氏体,焊缝内的晶界处均存在细小的碳化物析出,未发现有害相的析出。     

Ti—10Mo—8V—3Al—1Fe合金的冷变形高温时效强化

介稳β钛合金通常采用固溶高温时效强化,然而,近年来,一种新的冷变形高温时效强化方法引起了冶金材料工作者的极大兴趣.为此,我们研究了冷变形对介稳βTi一10Mo—8V—3Al—IFe合金高温时效强化和第二相形貌的影响,并对强化机制进行了研究和讨论.研究过程中发现,该合金板材经冷变形高温时效后的强化效果明显高于固溶高温时效强化.当合金冷变形量达到80%后,进行525℃/16h高温时效的强度值比800℃固溶和525℃/16h时效的强度值高出24%,达到1560MPa,而延伸率却没有降低,达到5%左右.为了弄清这一物理现象的本质,用TEM观察了冷变形、冷变形高温时效和固溶时效试样的微观组织.在冷变形试样中看到有许多交叉位错带,带中有堆积位错并形成尺寸为0.25μm的胞状结构,它与晶体结构、位错移动和位错相互作     

高温变形与热处理对TC11钛合金组织和性能的影响

用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子万能试验机研究了等轴组织的TC11钛合金1000℃压缩变形及随后热处理对材料的微观组织和室温力学性能的影响。实验结果表明:锻造态的局部区域被拉长的等轴α相经过高温压缩水淬后等轴组织有恢复的趋势,再分别经过950℃×1h水冷+560℃×6h后空冷(淬火+人工时效)和950℃×1h空冷+560℃×6h后空冷(双重退火)处理的材料,等轴组织恢复的趋势更明显,且等轴α相数量增多;β相内析出片状α相变多变大;双重退火处理后β相内析出的α片层更厚,更长,数量更多。经过淬火+人工时效处理的材料抗拉强度与屈服强度分别达到1300MPa和1152MPa,与水淬的材料相比分别提高14.8%和16.8%;经过双重退火处理的材料强度达到1176MPa,伸长率达到15.95%,具有良好的综合力学性能。     

多元耐磨铝青铜的强化工艺

研究了热处理对铸态多元铝青铜的微观组织和性能的影响,确定了合金的较佳固溶-时效热处理参数,探讨了合金的强化机理.结果表明,合金经960℃×2 h(水淬)固溶+520℃×3 h(空冷)时效工艺处理后,硬度为40.8 HRC,抗拉强度为608 MPa,冲击韧度为4.8 J/cm~(-2).     

9SiCr钢的碳化物球化工艺研究

采用六种碳化物球化工艺处理9SiCr钢试样,分析了球化机理和显微组织。结果表明:1050℃高温固溶×0.5 h油冷+680℃×2 h出炉空冷工艺所得到的碳化物比较细小、圆整,分布较均匀,球化效果较好。在其余五种工艺处理后的组织中,或多或少地存在粗大、尖角或链节状碳化物,碳化物球化效果从好到差的顺序为:1000℃固溶×0.5 h油冷+680℃×2 h空冷、950℃固溶×0.5 h油冷+680℃×2 h空冷、900℃固溶×0.5 h油冷+680℃×2 h空冷、循环球化退火、等温球化退火。     

热处理对Ti-38644钛合金棒材组织和性能的影响

对Ti-38644钛合金ϕ68 mm棒材进行了不同温度、保温时间和冷却方式的热处理试验,研究了不同热处理制度对合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,析出α相含量增大,强度明显下降,塑性提高;随着时效温度的升高,析出α相粗化,强度降低,伸长率随之升高,强化效果降低;随着时效保温时间的延长,析出α相进一步增加,强度呈先增加后降低的趋势,塑性变化与之相反;固溶冷却方式对合金组织性能的影响也很明显,随着冷却速率的加快,获得的β晶粒比较细小,时效后的强度随之明显增高,同时伸长率下降也很明显。为了获得良好的强塑性匹配,最佳的固溶时效热处理工艺为810 ℃×1 h(油冷)+510 ℃×8 h(空冷)。     

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。     

热处理对热锻模材料GH4698组织和性能的影响

研究了不同固溶温度和和冷却方式对GH4698合金的组织、室温性能、高温性能及断裂韧性的影响.结果表明:1030℃低温固溶,合金获得细小均匀的晶粒尺寸;1030℃固溶+炉冷,γ相初始尺寸偏大,屈服强度偏低,而1030℃固溶后空冷可以获得960 MPa室温屈服强度和750 MPa的750℃高温屈服强度,750℃高温断裂韧性...     

油气工程用Inconel 718合金激光焊接头的氢脆行为

采用激光焊接工艺,对油气工程用4 mm厚经1030 ℃×2 h固溶+780 ℃×8 h时效和1030 ℃×2 h固溶+780 ℃×16 h时效两种热处理后的Inconel 718合金进行激光焊接,结合微观组织分析、拉伸性能分析和断口形貌分析,对合金母材及激光焊接头在原位充氢条件下的氢脆行为进行了研究。结果表明:长时间时效导致δ相大量析出,使合金母材的氢脆敏感性指数从正常时效态的0.27提高到过时效态的0.48。激光焊接头整体的氢脆敏感性没有受焊前热处理的影响,分别为0.39和0.38;由于焊缝内Laves相的析出,导致激光焊接头的氢脆敏感性高于正常时效态的母材。     

固溶处理对Ni48Cr21Cu2Mo合金组织与力学性能的影响

采用材料分析模拟软件(JMatPro)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等研究了Ni48Cr21Cu2Mo合金棒材随不同制度固溶处理后组织性能的演化规律。平衡相图计算结果显示,温度超过990 ℃时,合金基体组织基本已为γ相,在870~1008 ℃存在Laves相,870 ℃以下析出δ、γ′和σ相。合金显微组织研究结果显示,随着固溶温度的升高,晶粒尺寸不断长大、颗粒相逐步回溶,经1010 ℃固溶处理后的显微组织最均匀且其中颗粒相已基本回溶。时效后,合金中析出γ′相和γ″相,晶界出现粒状δ、σ复合相。经1010 ℃×1 h固溶并在718 ℃×8 h+622 ℃×8 h时效处理后的Ni48Cr21Cu2Mo合金具有优良的综合力学性能。     

固溶和时效温度对IMI834钛合金板材组织和性能的影响

研究了不同固溶时效温度对IMI834合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:IMI834合金板材经低温热处理的组织和轧态没有明显差别,室温强度也与轧态基本保持不变;合金在α+β两相区热处理后得到双态组织,随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,室温强度略有增加,塑性的变化规律与强度相反,初生α相含量的减少对板材的室温强度没有明显的影响。随着时效温度的提高,板材的室温强度降低,塑性有所降低。板材的600 ℃高温力学性能变化规律与室温相似,但断面收缩率较室温好。本试验得到的较优的热处理制度为1035 ℃×1 h, AC+(700~750) ℃×4 h, AC。     

Microstructure and mechanical properties of laser additive manufactured novel titanium alloy after heat treatment

A novel α+β titanium alloy with multi-alloying addition was designed based on the cluster formula 12[Al-Ti₁₂](AlTi₂)+5[Al-Ti₁₄](AlV_1.2Mo_0.6Nb_0.2) which was derived from Ti-6Al-4V.The nominal composition of this novel alloy was determined as Ti-6.83Al-2.28V-2.14Mo-0.69Nb-6.79Zr.In this study,the novel alloy and Ti-6Al-4V alloy samples were prepared by laser additive manufacturing.The microstructure,micro-hardness,room/high temperature tensile properties of the as-deposited samples were investigated.Compared to Ti-6Al-4V,the novel alloy has much higher room and high temperature (600℃) tensile strengths,which are 1,427.5 MPa and 642.2 MPa,respectively;however,it has a much lower elongation (3.2%) at room temperature because of the finer microstructure.To improve the elongation of the novel alloy,heat treatment was used.After solution at 960℃ or 970℃ for 1 h followed by air cooling and aging at 550℃ for 4 h followed by air cooling,a unique bi-modal microstructure which contains crab-like primary α and residual β phase is obtained,improving the compression elongation by 80.9% compared to the as-deposited samples.The novel alloy can be used as a high-temperature and high-strength candidate for laser additive manufacturing.     

热处理工艺对镍基单晶合金性能的影响

通过能谱分析和拉伸蠕变试验研究了热处理工艺对1.8Re-4.0W镍基单晶合金性能的影响.试验结果表明,合金的最佳固溶处理温度为1320℃;合金经1280℃×4h空冷均匀化处理,1320C×4h空冷固溶处理,再1080℃×4h空冷时效和870℃×8h3次时效后,在1072℃、137 MPa条件下的蠕变寿命达221 h.该...     

多级固溶时效对7×××系超高强冷挤压铝合金组织性能的影响

通过对一种超高强7×××系铝合金进行多级固溶时效处理,发现随着固溶温度的升高以及时效时长的增加,会导致合金的力学性能显著提升后有所下降。结果发现,采用450 ℃×2 h+460 ℃×2 h+470 ℃×2 h+480 ℃×2 h,水冷的固溶强化以及121 ℃×12 h时效处理后,合金能获得更好的力学性能,强度、硬度和塑性匹配更加优良。