典型Fe-Cr-Al及Ni-Cr-(Fe)系电热合金丝的显微组织与织构

选取了两类典型电热合金丝材成品进行了检测,对比分析了合金丝的显微组织及织构,包括Fe-Cr-Al系的国产0Cr25Al5合金与进口0Cr22Al5合金和Ni-Cr-(Fe)系的国产Cr20Ni80合金与Cr20Ni30合金。结果表明:进口Fe-Cr-Al合金的平均晶粒尺寸相对较大,晶粒尺寸分布较为均匀,而织构较弱;国产0Cr25Al5合金的平均晶粒尺寸均匀程度较差,而较粗的样品平均晶粒尺寸较大且织构稍弱,接近于进口Fe-Cr-Al合金,表明较粗的丝材制备形变量较小。Ni-Cr-(Fe)系的合金均表现为不均匀的晶粒组织,而Cr20Ni80合金相较于Cr20Ni30合金的大尺寸晶粒更多;减小合金丝材的直径有细化组织作用,同时还能增强两种Ni-Cr合金丝中均存在的<111>丝织构。     

Nb对Fe22Cr5Al3Mo合金显微组织和耐腐蚀性能的影响

采用静态高压釜腐蚀实验研究了添加不同含量的Nb (0.5%、1.0%、2.0%,质量分数)对Fe22Cr5Al3Mo合金在500℃、10.3 MPa过热蒸汽中耐腐蚀性能的影响;采用EBSD、TEM、EDS、SEM等手段研究了合金的显微组织及腐蚀不同时间后的氧化膜显微组织。结果表明,添加Nb的合金中析出了Nb(C, N)、Fe2(Nb, Mo)和Cr2(Nb, Mo)第二相,细化了合金晶粒;当Nb≥1.0%时,随着Nb含量的增加,合金的耐腐蚀性能得到进一步改善。合金氧化膜从外向内依次是Fe、Cr、Al的氧化物;含1.0%Nb的合金不同氧化物的界面比不含Nb合金的更清晰,由不同成分氧化物引起的分层现象更明显;含1.0%Nb合金的氧化膜厚度比不含Nb合金的更均匀;在金属和氧化膜界面处,不含Nb合金中的Al氧化膜呈不连续分布,在基体和Cr氧化层中都发现了Al氧化物颗粒,说明不含Nb合金发生了Al的内氧化现象;而1.0%Nb合金中的Al氧化膜呈连续均匀分布,说明添加Nb能够抑制Al的内氧化,促进均匀且致密的Al氧化膜的形成,从而降低合金的氧化速率。     

热处理对铸态Ti48Al2Cr2Nb1B合金组织和性能的影响

经真空自耗凝壳炉浇注得到Ti48Al2Cr2Nb1B合金试棒,通过显微组织观察和力学性能测试,研究了淬火及时效工艺对Ti48Al2Cr2Nb1B合金组织和性能的影响。结果表明,通过淬火+时效处理可以提高铸态Ti48Al2Cr2Nb1B合金的抗拉强度,但对其塑性的影响作用有限。经1 380℃×30 min/QC+1 240℃×6 h/AC处理后,Ti48Al2Cr2Nb1B合金可以获得均匀细小的双态组织,室温抗拉强度最高。     

Cr和Nb对Fe3Al合金组织结构和力学性能的影响

研究了利用热挤压细化晶粒及Cr和Nb合金化对Fe_3Al合金室温至高温拉伸性能和组织结构的影响。结果表明,晶粒细化可以提高Fe_3Al合金的强度和塑性;Cr具有韧化合金、提高解理强度的作用。400℃以上更明显;Nb的加入析出含Al的Fe_2Nb相,具有沉淀强化的作用,Nb和Cr的同时加入,明显提高550℃时的峰值屈服强度。     

合金元素Nb对细化连铸辊堆焊层金属组织的影响

研制了三种不同合金元素Nb加入量的药芯焊丝。采用金相显微镜和扫描电镜对其显微组织和断口形貌进行了观察,采用X射线衍射仪对其相结构进行了分析,采用图形分析软件对其奥氏体晶粒度进行了统计。结果表明,堆焊层金属的显微组织含有板条马氏体和少量铁素体;堆焊层金属的断口类型以韧脆性断口为主;合金元素Nb加入量为0.15%时,其显微组织最细小且分布最均匀,断口韧窝更加均匀、细小;加入合金元素Nb使奥氏体晶粒尺寸明显减小,由22.7μm减小到20.3μm;合金元素Nb细化奥氏体晶粒尺寸是细化堆焊层金属显微组织的主要原因。     

Al—Mn合金中粒子促进形核及初期再结晶织构 Ⅱ.粒子与其它形核位置的交互作用及初期再结晶织构

本文在分析了Al—Mn合金形变时不同形变取向基体中粒子周围亚晶转动规律及对应的粒子促进形核晶粒的取向特征的基础上,进一步测定了处在晶界,立方带上的粒子周围新晶粒的取向分布,最后分析了再结晶织构的形成．结果表明,处在这些位置上的粒子周围新晶粒一方面保留了晶内PSN晶粒的取向特征,另一方面也带有晶界及立方带形核的特点再结晶织构反映了不同类型形核位置形成的新晶粒的取向特征     

热处理温度对Nb47Ti合金丝材组织和性能的影响

对Nb47Ti合金丝材进行了不同温度（750、800、850、900、950℃）的热处理,研究其微观组织结构、晶粒取向分布及性能的演变规律,结果表明：750℃×1 h/WQ热处理后的Nb47Ti合金具有最佳的强度与塑性匹配,其抗拉强度为586 MPa、断后伸长率为31.3%,断面收缩率为90.87%,维氏硬度为1 573 MPa;随着热处理温度升高,Nb47Ti合金晶粒呈长大的趋势,平均晶粒尺寸从29.3μm增加到89.8μm;热处理会明显改变Nb47Ti合金的取向差分布。     

热压时间对Laves相Cr2Nb合金组织与性能的影响

采用机械合金化 热压工艺路线制备化学配比成分的单相Laves相Cr2Nb合金.研究了Cr、Nb元素粉经20h球磨后在1300℃不同时间热压所获得的Laves相Cr2Nb合金的组织性能.结果表明,采用机械合金化 热压工艺可以制备出高致密度的组织细小均匀的Laves相Cr2Nb合金,随着热压时间的延长,合金的致密度、晶粒尺寸和维氏硬度逐渐增大而断裂韧度逐渐减小.1300℃×30min的热压试样的平均晶粒尺寸达到亚微米级,致密度达到98.7%,断裂韧度达到5.07MPa·m1/2,与熔铸法制备的Laves相Cr2Nb相比,室温断裂韧性提高,实现了细晶组织对Laves相Cr2Nb合金的增韧效果.     

IC-218合金的再结晶织构及其形成机制

研究了IC 2 1 8合金冷轧 60 %后在 1 0 0 0°C退火中形成的织构 ,发现再结晶后晶粒取向分布漫散 ,这种情况早在再结晶形核阶段就已出现 ,并在随后的长时间退火中保持。相继出现几个弱的再结晶织构 ,它们都与冷轧织构之间存在与低Σ重合点阵相近的位向关系。这些结果可与显微组织的观察很好地相互印证 ,表明导致再结晶织构这些特点的基本原因是一般大角晶界失去明显可动性而以位错运动为机制的界面迁移则相对活跃。将以上结果与单相Ni3Al的再结晶行为进行对比 ,发现两者极为相似。由此对 76Ni 2 4Al 0 2 4B合金的晶界结构是否存在无序区的问题提供了新的信息。     

稀土添加量对Ni80Cr20合金晶粒度、纯度和均匀性的影响

采用真空熔炼,结合锻造和轧制成形,制备了加入0%、0.2%和0.4%不同稀土的Ni80Cr20合金。借助光学显微镜、扫描电镜观察合金的显微组织,用能谱仪和电感耦合等离子发射光谱仪分析合金的成分,研究了稀土添加量对Ni80Cr20合金的晶粒度、纯净度和成分均匀性的影响,探讨了稀土元素对合金晶粒度和纯度的影响机理。结果表明:适量添加稀土,可细化Ni80Cr20合金晶粒,有利于净化合金熔体,改善合金成分分布均匀性;随着稀土加入量增加,合金的晶粒减小,含氧量和气孔减少,纯净度提高。当稀土添加量为0.4%时,合金的晶粒细小均匀,平均直径约为26.7μm,纯度达到99.95%。     

溅射靶材用Cr20Ni80合金管材的微观组织与再结晶退火

对溅射靶材用Cr20Ni80合金冷轧管材的微观组织和再结晶退火工艺进行了研究。首先观察了冷轧管材轴向与径向的微观组织变化;其次利用JMatPro计算了Cr20Ni80合金的相图,并设计了再结晶退火工艺;最后对冷轧管材进行了再结晶退火试验,表征了退火后管材的微观组织、晶粒尺寸和硬度。结果表明,冷轧管材沿轴向均为拉长晶,且存在大量孪晶;管材沿径向的微观组织中晶粒尺寸因形变量的增大而减小;当再结晶退火温度为690 ℃时,冷轧管材试样已开始发生再结晶;790 ℃×30 min时,形变晶粒已完全再结晶,平均晶粒尺寸为24.1 μm,为最优再结晶退火工艺;当退火温度进一步升高、保温时间进一步延长时,再结晶晶粒逐渐长大;试样的硬度随退火温度的升高而减小。     

2091铝锂合金超塑变形的晶内断裂

研究了２０９１铝锂合金超塑变形的断裂行为。扫描电镜观察表明,２０９１铝锂合金超塑变形中存在晶内断裂,光学金相观察表明断裂试样存在较活跃的动态再结晶和较多的大轴径比晶粒,透射电镜观察发现断裂试样内部存在较多的晶内位错。研究表明,由于再结晶缩小了大轴径比晶粒的横截面使其在超塑变形的晶粒转动中受到很大的弯曲应力而造成了晶内断裂。     

不同SPS烧结温度Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金的显微组织及力学性能(英文)

采用高能球磨和放电等离子烧结(SPS)技术,制备成分为Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)的TiAl合金块体,随后对TiAl合金进行热处理。研究在不同SPS烧结温度下制备的TiAl合金经过热处理后的显微组织和力学性能。结果表明:高能球磨后的合金粉末形状不规则,粉末颗粒尺寸大约为几十微米。XRD分析表明,机械球磨后的粉末由TiAl和Ti3Al两相组成;烧结后的Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金块体主要是TiAl相,以及少量的Ti3Al和TiB2相。当烧结温度为900°C和1000°C时,合金的显微组织为双相结构,并伴随有一些细小的等轴γ晶粒和细小的针状TiB2相。当烧结温度从900°C上升到1000°C时,Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金的显微硬度变化不大,抗压强度从1812MPa提高到2275MPa,压缩率从22.66%增加到25.59%,合金的断裂方式为穿晶断裂。     

机械抛光后的时效工艺对0Cr25Al5电热合金拉拔性能的影响

对机械抛光后的0Cr25Al5电热合金进行了不同温度(150、250、350 ℃)和不同时间(1、2、3 h)的时效处理,并与抛光前后的力学性能、显微组织以及析出相进行了对比。结果表明:0Cr25Al5电热合金机械抛光后有析出相Cr₃C₂析出,集中于晶界处分布,其形状以棒状、针状为主,并伴有少量球状析出相;机械抛光后再经250 ℃×1 h时效处理时的硬度下降,抗拉强度略有上升、伸长率略有下降,残余应力明显降低,晶粒度大小不变,析出相基本为球形,尺寸较小,分布较为集中且多分布于晶界,为析出相Cr₃C₂溶解并以离位析出的方式重新形成的Cr₇C₃,同时由于时效温度较低,氧化膜无再生现象,符合后续拉拔工艺要求。与未时效相比,经250 ℃×1 h时效处理的0Cr25Al5电热合金在后续拉拔过程的模具损耗、断丝率均明显下降,成材率上升。     

退火温度对0Cr25Al5热轧态盘条钢组织及性能的影响

采用显微组织分析和分子动力学模拟等方法研究了退火温度对0Cr25Al5热轧态盘条钢组织及性能的影响。结果发现,晶粒尺寸随温度的升高逐渐增加并趋于稳定,但是断后伸长率和断面收缩率在950 ℃突然大幅度下降。试样组织形貌在800 ℃和950 ℃退火温度下的OM及SEM分析结果未见明显差别。于是使用分子动力学模拟对0Cr25Al5钢三元体系的自由能进行了计算,发现随着B2结构的FeAl或者DO3结构的Fe₃Al有序相尺寸的增大,系统自由能先减小后增大,其最小值随着退火温度的升高向有序相颗粒尺寸减小的方向移动。在1273 K的高温下仍然会保留60 nm左右大小的有序相颗粒。因此,推测0Cr25Al5钢在大于950 ℃的温度范围内韧性下降是由于60 nm左右的B2结构的FeAl或者DO3结构的Fe₃Al有序相造成,与晶粒尺寸无关。因此,针对该钢种应进行低温退火促使基体组织回复以消除缺陷,从而抑制Fe、Al等基体原子的扩散。     

Microstructures and mechanical properties of Ti–Al–V–Nb alloys with cluster formula manufactured by laser additive manufacturing

Ti–Al–V–Nb alloys with the cluster formula, 12[Al–Ti₁₂](AlTi₂)+5[Al–Ti₁₄](V,Nb)₂Ti, were designed by replacing V with Nb based on the Ti–6Al–4V alloy. Single-track cladding layers and bulk samples of the alloys with Nb contents ranging from 0 to 6.96 wt.% were prepared by laser additive manufacturing to examine their formability, microstructure, and mechanical properties. For single-track cladding layers, the addition of Nb increased the surface roughness slightly and decreased the molten pool height to improve its spreadability. The alloy, Ti–5.96Al–1.94V– 3.54Nb (wt.%), exhibited better geometrical accuracy than the other alloys because its molten pool height was consistent with the spread layer thickness of the powder. The microstructures of the bulk samples contained similar columnar β-phase grains, regardless of Nb content. These grains grew epitaxially from the Ti substrate along the deposition direction, with basket-weave α-phase laths within the columnar grains. The α-phase size increased with increasing Nb contents, but its uniformity decreased. Along the deposition direction, the Vickers hardness increased from the substrate to the surface. The Ti–5.96Al–1.94V–3.54Nb alloy exhibited the highest Vickers hardness regardless of deposition position because of the optimal matching relationship between the α-phase size and its content among the designed alloys.     

Microstructure and properties of Cu−2Cr−1Nb alloy fabricated by spark plasma sintering

Cu?2Cr?1Nb alloy was fabricated by spark plasma sintering (SPS) using close coupled argon-atomized alloy powder as the raw material. The optimal SPS parameters obtained using the L₉(3⁴) orthogonal test were 950 °C, 50 MPa and 15 min, and the relative density of the as-sintered alloy was 99.8%. The rapid densification of SPS effectively inhibited the growth of the Cr₂Nb phase, and the atomized powder microstructure was maintained in the grains of the alloy matrix. Uniformly distributed multi-scale Cr₂Nb phases with grain sizes of 0.10?0.40 μm and 20?100 nm and fine grains of alloy matrix with an average size of 3.79 μm were obtained. After heat treatment at 500 °C for 2 h, the room temperature tensile strength, electrical conductivity, and thermal conductivity of the sintered Cu?2Cr?1Nb alloy were 332 MPa, 86.7% (IACS), and 323.1 W/(m·K), respectively, and the high temperature tensile strength (700 °C) was 76 MPa.     

粉末冶金TiAl基合金显微组织及力学性能的研究

采用粉末冶金方法制备多种成分的ＴｉＡｌ基合金,并研究其显微组织及室温、高温力学性能,结果表明,采用粉末冶金方法能制备成分均匀、显微组织细小的Ｔｉ－Ａｌ－Ｃｒ－Ｎｂ系列合金。添加合金元素对粉末冶金ＴｉＡｌ基合金的显微组织具有显著影响。粉末冶金ＴｉＡｌ基合金的力学性能与其显微组织有密切的关系,显微组织越细小,其室温强度及延性越高,但在高温下,其屈服强度随晶粒尺寸增加而增加。所制备出的Ｔｉ－４７Ａｌ－３     

Ti6Al4V钛合金的变形组织及织构

在温度850~930°C、应变速率0.01~1 s-1的条件下,对初始组织为等轴组织的Ti6Al4V钛合金进行变形程度为70%的热压缩变形实验,研究合金的变形组织及织构。结果表明,当温度低于900°C、应变速率高于0.1 s-1时,合金的组织主要是拉长的α晶粒;而在高于900°C以及低应变速率下,则会发生动态再结晶。电子背散射衍射（EBSD）结果显示,合金在再结晶过程中亚晶界吸收位错,最终形成大角晶界。在930°C时动态再结晶已基本完成,水冷至室温时形成针状α相。与原始组织相比,合金在930°C变形时织构得到增强,低于930°C变形时织构变弱。