强变形Al-Cu合金的退火组织与性能

研究时效Al-Cu合金强塑性变形后退火过程中的显微组织与性能的变化.制备分别只含θ″、θ′和θ相的时效Al-Cu合金,在室温多向压缩变形(MAC)后进行低温退火,测试合金的拉伸性能,借助X射线衍射仪和透射电镜分析显微结构的变化.结果表明,合金中含θ″相和含θ′相试样分别在MAC变形8道次和12道次时,析出相完全回溶于基体,形成过饱和固溶体.在退火过程中,基体发生回复,并伴随粒子再次析出,产生析出强化,再析出速度比同温度下的常规时效快.在120 ℃退火时,析出相完全回溶的含θ″相试样和含θ′相试样的强度分别在前60和30 min上升,而析出相未回溶的含θ相试样的强度则下降;在150 ℃退火时,析出相完全回溶的含θ″相试样和含θ′相试样强度与退火前强度基本持平,而析出相未回溶的含θ相试样强度明显下降;在200 ℃退火时,析出相回溶的试样和未回溶的试样强度都出现明显下降.说明强变形Al-Cu合金退火时强度取决于析出强化与回复软化的综合作用.在所有试样中,MAC变形8道次的含θ″相试样在120 ℃下退火60 min,表现出最好的综合性能.     

压铸高强韧Al-Cu系合金的组织性能及热处理探讨

为了弥补目前压铸铝合金强韧性不足，进行了高强韧Al-Cu系合金的压铸及热处理的试探性研究．在ZL201的基础上．添加合金化元素B、Zr、V等．改善合金的铸造性能，进行压铸成形试验。试验研究发现压铸大大细化了合金的微观组织．铸态性能较金属型高，再经低温时效后合金强度达到一般高强压铸铝合金的水平．但塑性较之提高20％以上。     

Sn,Bi对易切削Al-Mg-Si合金组织与性能的影响

采用力学性能测试、X射线衍射物相分析、SEM背散射扫描和能谱分析、金相试验技术,研究了时效工艺对固溶-冷拉处理过程中,用Sn和Bi微合金化对无Pb易切削Al-Mg-Si合金棒材显微组织结构特征和力学性能的影响。结果表明,其最佳的时效热处理工艺为170℃×8h。单独添加Sn的合金的物相组成除了Al基体,还有低熔点Mg2Sn和AlMnSi相,而联合添加Sn,Bi的合金组织由Al基体,低熔点Mg3Bi2与少量Sn和Bi单质以及AlMnSi相组成。     

双级固溶处理对Al-Cu合金组织与电化学性能的影响

研究了双级固溶处理过程中不同固溶时间对Al-Cu合金组织和电化学性能的影响,确定了Al-Cu合金合理的固溶工艺。结果表明,试验Al-Cu合金主要由α-Al相、θ相、S相、T相(Al13Cu4Mn3)、Fe2Al3Si3和Al65Cu20Fe9Mn6组成。合金在490℃固溶,时间延长,低熔点相回溶充分,高温510℃二级固溶高熔点相溶解,时效后第二相均匀、弥散分布。固溶时间增加,Al-Cu合金的电化学腐蚀敏感性先减小后增大。490℃×60 min+510℃×60 min双级固溶处理后,Al-Cu合金的电化学腐蚀速率最小,为0.035 mm·a-1,较未固溶处理合金腐蚀速率降低50.7%,该工艺为Al-Cu合金合理的固溶工艺。     

不同Cu含量Al-Cu合金的微观组织及DSC分析

利用差示扫描量热分析仪和场发射电子扫描显微镜,对不同Cu含量的Al-Cu合金微观组织和DSC曲线进行了分析研究。结果发现,在含Cu量为5%~40%的范围内,随着Cu含量的增加,Al-Cu合金的熔化潜热逐渐减小。亚共晶成分合金中,随着Cu含量的增加,初生-αAl相所占比例逐渐减小,共晶组织所占比例随之增加。     

微量Sc元素对Al-Cu合金组织与性能的影响

采用拉伸力学性能测试、扫描电镜与能谱分析等方法,研究了不同量稀土元素Sc对Al-4Cu合金组织与性能的影响。结果表明：稀土元素Sc能够细化Al-4Cu合金的晶粒组织,改善枝晶网胞;当Sc含量小于0．2％时,Al-4Cu合金的抗拉强度δb和屈服强度δ0.2提高约20MPa;当Sc含量为0．3％～0．4％时,抗拉强度δb和屈服强度δ0.2有所降低;当Sc含量为0．5％时,抗拉强度δb和屈服强度δ0.2又有所升高,但低于未添加Sc的Al-4Cu合金;Sc对合金的伸长率几乎没有影响。微量Sc元素添加到Al-4Cu合金中,当Sc含量小于0．2％时,基本上以固溶的形式溶入合金基体中;当Sc含量为0．3％。0．5％时,除部分固溶于Al基体中外,大部分形成起强化作用的Al3Sc相及交互作用AlCuSc相,AlCuSc相是Al-Cu-Sc系合金中的有害相,它使合金的力学性能在一定程度上有所降低。     

两种6020-T8铝合金棒材的组织与性能比较

采用光谱分析、力学性能测试、X射线衍射物相分析、扫描电子显微分析对进口的与国产的6020-T8易切削合金组织和性能进行了比较.结果表明:两者具有类似的力学性能;进口的6020合金含有较少的Sn和Mg,其形成的低熔点组织组成物含Sn单质较多,Mg2Sn较少,从热差分析结果可看出,其成分更接近共晶组成;两种合金的组织为回复和少量再结晶组织.     

纳米TiC对Al-Cu合金微观组织和性能的影响

研究了纳米TiC对Al-Cu合金铸态、轧态和热处理态微观组织和对热处理态力学性能的影响。结果表明,加入适量的纳米TiC颗粒,可以有效细化合金的微观组织。当TiC含量较小时,随着TiC含量的增加,合金在轧制变形过程中发生了动态再结晶,平均晶粒尺寸减小。当TiC含量超过0.5%(质量分数,下同)时,再结晶晶粒又逐渐长大粗化。当纳米TiC含量为0.5%时,合金的综合性能最优,与基体相比,抗拉强度和伸长率分别提升了约18.6%和7%。TiC/Al-Cu合金在热处理过程中产生了析出相和大量位错,这有助于提高材料的力学性能。     

方波脉冲电流对Al-Cu合金凝固组织的影响

针对单极方波脉冲电流幅值对Al-Cu合金凝固组织的影响进行了试验研究。结果表明,脉冲电流对亚共晶Al-5Cu和过共晶Al-50Cu合金的凝固组织和初生相有明显细化作用,这主要是由于方波脉冲电流频域较宽,高次波的能量衰减较慢,对凝固系统所做的有效功值较高。由于电流及感生磁场的不均匀性而产生的磁场梯度漂移和磁力线曲率漂移,使得过共晶Al-50Cu合金中Al3 及Cu 离子沿磁场方向迁移,在脉冲电场作用下,促使初生相CuAl2沿磁场方向优势生长。     

Sn对易切削Bi黄铜组织及性能的影响

用PHILIPS-XL30型扫描电子显微镜(SEM)观察了不同Sn含量对易切削Bi黄铜组织的影响,采用HY-1080型电子拉伸试验机测试了试样的力学性能,使用C6136卧式普通机床检测合金切削性能.结果表明,Sn能改变Bi的分布状态,使Bi从相界向α相迁移,从而有效改善材料性能;但Sn的含量超过2.0%时,合金中生成CuZnSn脆性电子化合物,使材料力学性能指标降低;合金的切削性能随着Sn含量的增加而提高.     

易切削变形Zn-Cu-Bi合金的显微组织与性能

采用力学性能测试、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析技术及切削性能测试对自行研制的含Bi易切削变形Zn-Cu合金铸态及挤压态的组织与性能进行研究.结果表明:Mn在Zn-Cu合金中易形成大而硬的块状相,对于提高锌合金的综合力学性能作用不明显,且可能产生不良影响;低熔点Bi相在Zn-Cu合金中铸态时以针状弥散分布,挤压态时以点状弥散分布,改善了Zn-Cu合金的切削性能;自行配制的Zn- 1.2％Cu-0.5％Bi-X合金,切削性能良好,抗拉强度达到405 MPa,伸长率为19.0％,表现出较优的综合性能,可作为部分铜合金替代材料,用于制造轴承、连接件、五金和家电等结构件.     

铸态Mg-xSn-1Mn合金的显微组织和阻尼性能

采用光学显微镜(OM)、维氏硬度计、热动态分析仪、X射线衍射(XRD)、多功能内耗仪等,研究了Sn含量对Mg-xSn-1Mn合金显微组织、阻尼性能和力学性能的影响。结果表明:当Sn含量从2%增加到8%时,Mg-xSn-1Mn合金的枝晶间隙呈现细化的趋势,硬度从43.84 HV0.1增加至54.00 HV0.1,呈单调增加的趋势。应变无关阻尼随着Sn含量的增加呈现先增后减的趋势,在Sn含量为4%时达到最大,应变相关阻尼则随着Sn含量的增加呈现逐渐减小的趋势。在低温阶段,相同Sn含量的合金的阻尼随着频率的增大呈现增加的趋势;但在高温下,阻尼值在低频时的上升速率比高频时快,并随着温度的升高,低频阻尼和高频阻尼趋向于相等。当Sn含量不同时,随着温度的升高,Sn含量较高的合金的阻尼值上升速率变快。     

中温旋锻变形Ti2448合金的显微组织及力学性能

采用XRD、TEM等手段对Ti-24Nb-4Zr-8Sn(质量分数,%)合金中温旋锻变形后的显微组织进行研究.结果表明,经过较大的中温变形后,合金呈旋涡状大理石花纹组织且具有与旋锻轴向平行的强烈的á110?丝织构,这种典型的组织是由于具有á110?取向的晶粒在轴向拉应力状态下发生平面应变所致.TEM分析显示组织中含有高密度的小角晶界,应变分布不均匀.旋锻变形后,合金具有3.3%的超弹性变形和微弱的加工硬化行为.由于变形组织中留有大量的分布不均匀的残余应力,合金的塑性较差,在600 ℃下5 min去应力退火处理后,合金的塑性增强.     

Microstructure and property of AlTiCrFeNiCu high-entropy alloy

In this study, an AlTiCrFeNiCu high entropy alloy (HEA) was synthesized by vacuum arc furnace in high-purity argon atmosphere. The heat resistance of this HEA was investigated by using a differential scanning calorimeter (DSC) and a chamber type electric resistance furnace. The results showed that the microstructure of the as cast HEA treated at 500 °C was almost unchanged, which consisted of two kinds of BCC solid solution phases and small amount Fe₂Ti. The hardness of AlTiCrFeNiCu HEA increased with treating temperature to a maximum value at 950 °C. It is found that, the content of Cu, Ni and Al decreased badly in the surface of as cast AlTiCrFeNiCu after immersed in the water solution of 5% HCl for 7 days. The compressive fracture strength of as cast AlTiCrFeNiCu HEA was 1219 MPa. The high compressive strength may owe to the solid solution strengthening from multi elements.     

含Fe或Sn的锆合金显微组织研究

研究了含少量Fe或Sn的锆合金显微组织,结果表明Zr-Fe二元合金中的Fe元素(≤1.0%,质量分数),除极少量固溶外,基本上是以Zr_3Fe第二相的形式析出,而且随着Fe含量的增加,第二相种类不变,尺寸变大。Zr-Sn二元合金中添加的Sn(≤5.0%)是以完全固溶的状态存在于锆基体中,不会参与形成第二相粒子;添加Sn元素会阻碍Zr合金回复及再结晶进程。在Zr-Sn-Fe合金中,Sn元素的添加可以提高Fe在α-Zr中的固溶含量,并且通过阻碍Zr合金β相快冷时板条晶晶粒长大及Fe元素的迁移,影响Zr_3Fe第二相的尺度及分布,可以使其细化并分布更均匀。     

FGH96合金双性能盘的组织与力学性能

通过对FGH96合金双性能粉末盘的显微组织分析和和力学性能测试,结果表明,FGH96合金双性能盘的轮缘部位为5-6级晶粒度的粗晶组织,轮毂部位为10-11级晶粒度的细晶组织,过渡区域晶粒度介于5-11级之间,整个过渡区域晶粒组织过渡平缓,盘件不同区域无异常晶粒长大发生;盘件轮毂部位的γ′相呈细小球状分布,轮缘部位和幅板部位的γ′相则呈中等尺寸的方块状和细小球状分布。FGH96合金双性能盘件不同部位的强度和其显微组织具有良好的一致性,过渡区域的拉伸性能具有很好的强韧配合;整个盘件具有明显的双组织/双性能特征。     

环保石墨易切削钢的组织及性能

石墨易切削钢是顺应易切削无铅、低硫这一发展趋势而产生.具有亚共析成分的钢种其石墨化过程一直较难,因此开发该钢种的关键是促进其石墨化过程.研究表明,通过合理的成分设计和工艺处理,可以在较短的时间内钢中C原子的石墨化.石墨化退火时,C原子除了能在析出相上形成石墨外,还能自发形核及长大形成石墨.经石墨化退火后,试验钢的组织主要由铁素体+石墨+少量渗碳体组成,其中,石墨粒子的尺寸较为细小,分布也较为均匀,渗碳体主要以球状的形式分布铁素体晶粒晶界及晶内.抗拉强度和伸长率分别为595 MPa和33％,表现较高的强度和较好的塑性.     

NiCrWRe喷熔层组织和耐磨特性

采用火焰喷熔方法在45钢表面制取了NiCrWRe喷熔层,并与NiCrW合金喷熔层进行耐磨对比试验.利用XRD分析了喷熔层的相结构,用SEM和EDS等技术分析了喷熔层的表面、截面及磨损面形貌,测定了与基体的结合力.结果表明,NiCrWRe喷熔层组织均匀细化.稀土元素促进了喷熔层和基体之间原子的扩散,NiCrWRe喷熔层与基体45号钢形成了牢固的冶金结合,提高了喷熔层结合强度.同时还含有较高比例的硬质相;稀土的加入使喷熔层的耐磨性显著提高,在给定的试验条件下,NiCrWRe涂层的耐磨性明显高于NiCrW.     

钛合金表面激光熔覆钴基合金层的组织及力学性能

在TC4钛合金表面利用激光熔覆Co基合金粉末涂层,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和洛氏硬度计研究涂层的微观组织及力学性能。结果表明:当扫描速度固定为400 mm/s,激光功率为1.3、1.5、1.7 k W熔覆时,涂层与基体之间都实现了冶金结合。其中,激光功率为1.5 k W时熔覆效果最好,熔覆层内组织均匀致密无气孔和裂纹等缺陷。激光功率为1.3 k W时,熔覆层内出现了裂纹。当激光功率固定为1.5 k W,扫描速度为300、350、400 mm/s时,熔覆层和基体的结合情况良好,熔覆层内组织均匀致密无缺陷。随着激光功率和扫描速度的增大,涂层表面硬度呈减小的趋势,但都高于TC4基体硬度的两倍左右,表明在TC4表面激光熔覆Co基合金粉末涂层可以显著提高其硬度。     

Microstructure and wear property of hardfacing alloy with nitrogen strengthening

The nitrogen-alloying hardfacing alloy of the martensitic stainless steel was deposited on a low carbon steel substrate using hardfacing flux-cored wire. Microstructure and surface hardness of hardfacing alloy were investigated and measured by optical microscope and microhardness tester. Carbonitrides of the hardfacing alloy were observed by electron probe. The wear behaviour of the hardfacing alloy was studied using the belt abrasion test apparatus and the worn surface was analyzed by scanning electron microscopy. The results showed that carbonitride particles in the hardfacing alloy are complex MX (M:alloy elements; X:C, N) precipitate with fine size. These carbonitride particles distributed homogeneously in the hardfacing alloy and had a good strengthening effect on the wear property. The wear property of the hardfacing alloy with nitrogen was better than the one without nitrogen.