时效时间对SLM 18Ni300马氏体时效钢组织性能的影响

对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形马氏体时效钢进行固溶及500 ℃时效不同时间的热处理,分析时效时间对其组织性能的影响。结果表明:SLM 18Ni300钢经固溶+时效处理后,其组织为马氏体、逆转变奥氏体和Ni₃(Mo, Ti)析出相,随时效时间增加,析出相数量逐渐增加并聚集长大,同时逆转变奥氏体含量增大。随时效时间的增加,其硬度和强度逐渐增加达到峰值后下降,而伸长率不断增加。SLM 18Ni300钢的最佳时效工艺为500 ℃×4 h。     

时效温度对SLM 18Ni300马氏体时效钢显微组织和力学性能的影响

采用激光选区熔化(SLM)技术制备了18Ni300马氏体时效钢,结合拉伸试验、硬度测试和显微组织表征等手段,研究了时效温度(390, 490, 590℃)对SLM 18Ni300马氏体时效钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,SLM成形试样主要由Fe-Ni马氏体基体和胞状亚结构组成,经时效处理后,试样微观组织发生显著变化。随着时效温度的升高,胞状亚结构逐渐分解,马氏体逆转变成为奥氏体,Σ3晶界占比下降。同时,Ni₃X(X=Ti, Al, Mo)纳米相弥散析出,并在590℃时粗化。随着时效温度的升高,SLM 18Ni300马氏体时效钢的强度和硬度均先增加后下降,伸长率先降低后增加。其中,490℃时效的SLM马氏体时效钢兼具超高强度和较好塑性,这与其基体中弥散分布的纳米析出相、适量的奥氏体含量和较低的Σ3晶界占比有关。     

热处理对选区激光熔化马氏体时效钢组织和性能的影响

用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术成型马氏体时效钢,通过正交试验优化热处理工艺,对SLM成型试样以及不同热处理后的试样进行组织和力学性能分析。结果表明:粉末以及SLM成型试样主要由马氏体以及少量的奥氏体组成,试样经过热处理后主要由针状马氏体组成。维氏硬度和拉伸试验结果表明:SLM成型试样的硬度约357 HV0.2,抗拉强度为1165 MPa,伸长率达12.4%,断口形貌表现为细小蜂窝状的韧窝,断裂形式为穿晶韧性断裂;试样经过880℃/100 min固溶处理和480℃/2 h时效处理后,硬度提高到557 HV0.2,提高了56%,抗拉强度增加到2060 MPa,增加了77%,而伸长率达到5%,断口形貌表现出明显的韧窝和第二相粒子,断裂形式为韧性断裂。热处理过程中4个因素对拉伸性能影响的顺序依次为:时效温度固溶时间时效时间固溶温度。     

热处理对SLM成形15-5PH不锈钢组织和力学性能的影响

分别对激光选区熔化(SLM)成形的15-5PH不锈钢试样进行620℃×4 h时效处理和1030℃×1 h固溶+550℃×4 h时效处理，比较不同状态SLM成形15-5PH不锈钢试样的微观组织及力学性能。结果表明，相对于SLM成形态试样，当不同热处理试样抗拉强度相当时，时效态试样显微组织主要为细小的树枝状晶粒，为马氏体、片状珠光体和铁素体的混合组织；固溶+时效态试样的显微组织主要由回火马氏体+铁素体+部分逆转变奥氏体组成，晶粒内部的树枝状结构基本消失，晶粒长大。与时效态相比，固溶+时效态试样的屈服强度、屈强比分别提高了33%、32%;冲击吸收能量、断后伸长率及断面收缩率分别降低了72.0%、35.5%、18.7%。     

热处理对选区激光熔化WC增强18Ni300钢基 复合材料性能的影响

为进一步提高18Ni300钢的性能,以WC、18Ni300钢球形粉末为材料,采用选区激光熔化制备以18Ni300钢为基体,WC为增强体的复合材料,并对复合材料进行固溶+时效处理。研究了不同热处理工艺对复合材料性能的影响。结果表明:热处理前后试样外观尺寸一致,采用固溶(810℃×45 min)+时效(460℃×5 h)热处理工艺,复合材料的抗拉强度和硬度最高,塑性优异。     

热处理对SLM AZ91D镁合金组织及腐蚀行为的影响

目的 研究热处理对激光选区熔化成形(Selective Laser Melting,SLM)AZ91D镁合金组织与耐蚀性能的影响.方法 利用SLM技术成形了AZ91D镁合金,对试样进行固溶处理(T4)、固溶+时效处理(T6).采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电化学工作站分别对SLM、T4热处理、T6热处理的AZ91D镁合金试样的微观组织和耐蚀性能进行观察与测试.结果 SLM试样经420℃保温6 h固溶处理后,β-Mg17Al12相基本固溶于基体中,晶粒尺寸由5μm增大至60μm左右.加热至200℃保温2 h时效处理后,β-Mg17Al12相从基体析出,随着时效时间由2 h增加至6 h,析出相数量逐渐增多.在3.5％NaCl溶液中浸泡120 h后,SLM试样表面腐蚀坑较小;T4热处理试样表面出现较大的腐蚀坑;T6热处理试样的表面腐蚀坑大小及深浅不一,腐蚀最严重.极化曲线结果表明,SLM试样的腐蚀电流密度Jcorr最小,为(1.889±0.2)×10–5 A/cm2,耐蚀性能最好;固溶+时效处理2 h的试样Jcorr最大,为(1.225±0.2)×10–4 A/cm2,耐蚀性能最差.不同热处理试样的耐蚀性能优劣排序为:SLM试样>T4试样>T6试样.结论 未经热处理的SLM试样晶粒尺寸最小,耐蚀性最好.经420℃保温6 h固溶处理后,β-Mg17Al12相基本溶解,晶粒尺寸增大1个数量级;加热至200℃时效2 h处理后,耐蚀性最差,当时效时间继续延长至6 h后,β-Mg17Al12相的数量逐渐增多,耐蚀性能反而有所增强.     

18Ni300模具钢粉末3D打印工艺研究

采用单因素实验变量分析和正交试验极差分析等研究方法,研究了选区激光熔化3D打印过程中激光功率、扫描速度和扫描间距对18Ni300马氏体时效钢成形试样的相对密度和硬度影响规律,确定最优成形条件。同时对优化试样的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:优化试样其熔道和熔池搭接紧密,晶粒细小且形状规则,显微组织分布均匀,转变过渡良好,内部缺陷少,采用优化参数成形的拉伸试样的力学性能与未热处理的锻造18Ni300马氏体时效钢相当。     

室温等径转角挤压对18Ni(C-250)马氏体时效钢微观组织和拉伸性能的影响

采用等径转角挤压（ECAP）工艺在室温下对18Ni（C-250）马氏体时效钢进行单道次冷变形.对比固溶处理试样480℃时效曲线、固溶+ECAP处理试样的460和480℃时效曲线发现,一道次ECAP变形及随后的时效处理能够使马氏体时效钢的峰值时效时间明显缩短,峰值强度提高约100 MPa.结构分析表明,ECAP态实验钢的马氏体板条宽度为100—200 nm,随后的时效过程对马氏体板条宽度影响不大,而ECAP工艺对棒状δ-Ni3Mo相析出尺寸有显著影响.统计结果表明,经4 h时效处理后.固溶+480℃时效态、固溶+ECAP+480℃,460℃时效态的δ-Ni₃Mo宽度（直径）分别为4.92,12.33和3.54 nm.此外,ECAP工艺还促使18Ni马氏体钢中δ-Ni3Mo相在时效后期加速分解,使强度迅速衰减.     

高镜面塑料模具钢Cr4Ni3MnCuAl热处理工艺的研究

采用OM、SEM、硬度测试分析方法,研究了不同固溶温度、冷却方式和不同时效温度对Cr4Ni3Mn Cu Al钢组织和硬度的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,固溶硬度呈现先升高后降低的趋势,固溶油冷硬度高于固溶空冷硬度约1.1HRC。固溶冷却后的组织以板条马氏体为主,880℃为最佳的固溶温度。在200℃～610℃范围内时效4h,时效硬度呈现出先升高后降低的趋势。时效4 h可为钢材提供约6.2HRC的硬度增量。520℃时效后得到的组织为板条马氏体+少量粒状贝氏体+少量残余奥氏体。从组织和硬度方面综合评价,880℃固溶油冷+520℃时效为Cr4Ni3MnCuAl钢的最佳热处理工艺。     

热处理对选区激光熔化成形M2052合金组织性能的影响

目的综合提升选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形M2052锰铜合金的力学性能。方法利用SLM技术成形M2052锰铜合金,并通过固溶、时效及固溶+时效等热处理方法对其成形态组织进行调控。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对合金的显微组织、晶粒形貌、拉伸断口形貌及物相组成进行分析,并通过拉伸性能、冲击性能测试,分别评价SLM成形及热处理后的屈服强度、抗拉强度、延伸率和冲击韧性。结果 SLM成形的M2052合金经过固溶处理后,形成了典型的类孪晶结构;时效处理后的组织和SLM成形态类似,形成了细微的亚孪晶组织;固溶+时效处理后,类孪晶组织粗大。四种状态的显微组织均由单相γ固溶体组成,时效态和固溶+时效态析出了α-Mn相,但时效态析出含量较多。SLM成形态具有较高的抗拉强度σb和屈服强度σp0.2(636 MPa和548 MPa),时效处理能提高合金的σb和σp0.2(707MPa和570MPa),但是冲击韧性和延伸率(5.5J和8.5%)较差;而固溶处理能显著提高合金的冲击韧性和延伸率(23.5 J和22.25%)。综合比较,固溶+时效态试样具有最好的力学性能(冲击韧性为17 J,延伸率为10.8%,σb为503 MPa和σp0.2为322.5 MPa)。断口分析表明,四种状态下均为韧性断裂。结论固溶+时效热处理可以在存在单相γ固溶体条件下析出少量的α-Mn相,综合提升锰铜合金的力学性能。     

负偏压对多弧离子镀TiN薄膜的影响

采用不同偏压,在201不锈钢表面进行多弧离子镀TiN薄膜,研究了偏压对薄膜表面形貌、硬度、相结构及耐蚀性的影响.研究表明:薄膜表面存在着许多液滴颗粒,随着偏压的增加,液滴减少,但过大的偏压会使表面出现凹坑;薄膜的显微硬度随偏压的升高先增大后减小,偏压为-200 V时的本征硬度为2 195HV;在3.5％的NaCl溶液中...     

一种双相不锈钢热处理工艺的优化

对一种双相不锈钢设计并进行了不同的热处理,研究了不同热处理后双相不锈钢的组织、相结构、硬度及在几种腐蚀介质中的腐蚀特性.结果表明:提高固溶温度可略提高双相不锈钢的硬度而基本不影响其耐蚀性;固溶后时效使δ相中析出σ相,一些δ相转变为γ相,钢的硬度显著增加.阳极极化实验表明时效后双相不锈钢的耐蚀性较固溶态降低,降低程度与腐蚀介质有关;在1 mol/L NaCl中,时效后双相不锈钢的耐蚀性剧烈降低;但时效对双相不锈钢在0.2 mol/L H2SO4与1 mol/L H3PO4中的钝化区基本无影响.由于材料的腐蚀磨损抗力与其耐蚀和耐磨能力均有关,因此在一定服役条件下,可以通过时效适当提高双相不锈钢的硬度来提高其腐蚀磨损抗力.     

1Cr18Ni9Ti 不锈钢表面电火花熔覆 WC 涂层特性研究

目的研究1Cr18Ni9Ti不锈钢经电火花强化后,WC涂层的显微组织和性能。方法采用电火花熔覆技术在不锈钢1Cr18Ni9Ti基体表面制备WC熔覆层,并分析熔覆层的表面形貌、显微组织、显微硬度、耐磨性,采用线性极化法研究熔覆层在3.5%(质量分数)Na Cl腐蚀溶液中的耐腐蚀性能。结果熔覆层组织均匀、连续、致密,与基体呈冶金结合。显微硬度最大值达到1680HV0.3,平均值为1336HV0.3,比不锈钢基材提高了4倍,耐磨性是不锈钢基材的4倍。在3.5%Na Cl腐蚀溶液中,熔覆层的自腐蚀电位较不锈钢减小了约165 m V,击破电位低于不锈钢基材,维钝电流密度高于不锈钢基材。结论熔覆层具有高硬度和高耐磨性能,磨损机理主要是粘着磨损和磨粒磨损,但在3.5%Na Cl腐蚀体系中,耐腐蚀性能低于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

固溶处理对T-250马氏体时效钢的组织及力学性能的影响

通过透射电镜(TEM)研究T-250马氏体时效钢组织变化，结合断口扫描电镜(SEM)观察，研究固溶温度和保温时间对T-250马氏体时效钢的组织及力学性能的影响。结果表明，T-250马氏体时效钢固溶态的硬度在280～292HB之间，几乎不受固溶温度和保温时间的影响；T-250马氏体时效钢中的马氏体形貌为板条状，且板条形貌不随固溶温度的升高和保温时间的延长而变化；固溶温度和保温时间对固溶态T-250马氏体时效钢的拉伸性能和冲击韧性的影响不大，固溶态T-250马氏体时效钢具有良好塑性和韧性。     

熔化极电弧增材制造18Ni马氏体钢组织和性能

采用熔化极电弧增材工艺制备了成形良好的18Ni马氏体钢单墙体,研究了增材构件热处理前、后的组织力学性能. 结果表明,增材构件的微观组织主要是柱状树枝晶,沉积态增材构件组织和力学性能存在局部差异:构件组织顶部为马氏体,硬度平均值为360 HV;中部和底部区域则为马氏体和奥氏体且中部硬度平均值为468 HV,略高于底部硬度平均值437 HV;构件纵向抗拉强度(1375 MPa)高出横向抗拉强度(1072 MPa)约28.3%,对应的断后伸长率分别为1.1%和0.8%. 对增材构件进行825 ℃保温1 h的固溶热处理后,析出相重新溶入奥氏体,构件组织转变为马氏体,硬度值下降(平均值为328 HV),变化波动小;纵向和横向抗拉强度相当,分别为1025 MPa和1034 MPa,断后伸长率分别为6%和14%.     

Cr颗粒对Ni-Graphene复合沉积层组织结构及性能的优化

目的电沉积技术制备Ni-Cr-Graphene复合沉积层,调查不同Cr颗粒浓度对复合沉积层组织结构及性能的优化影响。方法利用电沉积技术在镍铝青铜(NAB)表面制备出Ni-Cr-Graphene复合沉积层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)与拉曼光谱仪(Raman),对复合沉积层的形貌、成分与组织结构(晶粒大小、结晶形状及结晶织构)进行表征,并采用显微硬度计与电化学工作站分别对沉积层的硬度及耐腐蚀性能进行调查。结果Graphene颗粒使得纯Ni沉积层中的Ni晶粒尺寸由175.3 nm减小到Ni-0Cr-4Graphene沉积层中的Ni晶粒尺寸60.5nm。随着Cr颗粒质量浓度进一步从0g/L增加到100 g/L,Ni-Cr-Graphene复合沉积层中的Cr质量分数从0%增加到23.8%,且Ni晶粒尺寸进一步减小到Ni-100Cr-4Graphene沉积层的29.1nm,Ni[200]结晶织构被消除。Graphene与Cr颗粒显著提高了Ni-CrGraphene复合沉积层的表面硬度,所有复合沉积层的显微硬度均高于纯Ni沉积层(260.1HV0.2),且在100 g/L Cr颗粒浓度下,沉积层平均显微硬度为489.8HV0.2。同时Graphene与Cr颗粒改善了Ni-Cr-Graphene复合沉积层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,在100 g/L Cr颗粒浓度下,复合沉积层的自腐蚀电位(Ecorr)为-0.21 V,自腐蚀电流密度(Jcorr)为0.25μA/cm^2,其相对纯Ni沉积层Jcorr(7.01μA/cm^2)降低了1个数量级。结论溶液中Cr颗粒浓度的增加引起了Ni-Cr-Graphene复合沉积层中Cr含量的增加,使得更多Cr颗粒与Graphene颗粒共同作为Ni金属结晶形核点,促进了Ni的晶粒细化与织构转变,最终提高了复合沉积层的硬度与耐腐蚀性能。     

显微组织对25CrMo48V超高强度钢在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化法和电化学阻抗法等研究了不同冷却方式对25CrMo48V超高强度钢在NaCl溶液中的腐蚀行为的影响。结果表明,25CrMo48V超高强度钢炉冷后的显微组织为多边形铁素体和珠光体,空冷后为下贝氏体和多边形铁素体,水淬后为板条马氏体。由电化学分析可知,不同显微组织的试样在NaCl溶液中具有相似的电化学腐蚀过程;在质量分数为1%、3%、5%、7%的NaCl溶液中,不同显微组织的试样具有相同的腐蚀速率变化规律,下贝氏体组织的空冷试样腐蚀速率最低,而板条马氏体组织的水淬试样腐蚀速率最高。通过观察不同显微组织的试样在NaCl溶液中浸泡后的宏观腐蚀形貌,可知下贝氏体组织的耐腐蚀性最好,板条马氏体组织的耐腐蚀性最差,与电化学测试结果一致。     

马氏体时效钢等温时效析出行为

以马氏体时效钢为研究对象,将试验钢经900 ℃固溶后,再进行500 ℃等温时效处理,采用光学显微镜、扫描电镜及维氏硬度计表征了时效过程中其显微组织与析出相及硬度变化规律,在此基础上,分析了时效工艺对马氏体时效钢显微硬度变化的影响。结果表明,在时效初期,试验钢硬度增幅明显,并于12 h时达到峰值,为585 HV30。随着时效时间进一步延长,试验钢进入过时效状态,硬度开始缓慢下降。试验钢基体由板条马氏体与残留奥氏体组成,且基体分布着细小弥散的第二相颗粒。时效0.5 h时,析出相尺寸为5~10 nm,当时效达到12 h时,析出相缓慢长大至20~25 nm。