添加Cu和Mn对Zr-4合金耐腐蚀性能的影响

在Zr-4合金中添加Cu和Mn,用非自耗真空电弧炉熔炼了成分不同的7种锆合金,用高压釜在360℃/18.6MPa/0.01 mol/L Li OH水溶液中和400℃/10.3 MPa过热蒸汽中进行长期腐蚀试验,与出厂退火态Zr-4样品和经过重熔加工的Zr-4样品的耐腐蚀性能进行了比较。结果表明:添加0.05%~0.18%的Cu或0.07%~0.35%的Mn,或同时添加0.08%Cu和0.09%Mn都可以明显改善合金在Li OH水溶液中的耐腐蚀性能,在腐蚀增重曲线上没有出现明显的转折,耐腐蚀性能明显优于Zr-4合金;但是添加Cu或Mn后却使合金在400℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能变坏,影响的程度随着Cu或Mn含量的增加而增加,并且Mn的有害作用比Cu更明显。讨论了氧化膜生长各向异性特征与添加合金元素之间的关系,解释了添加Cu和Mn合金元素后对Zr-4合金耐腐蚀性能在不同腐蚀条件下产生不同影响的原因。     

挤压温度对Ti31合金管坯组织和力学性能的影响

采用16MN热挤压机挤压了准55 mm×9 mm的Ti31合金管坯,研究了不同挤压温度对其组织和力学性能的影响。结果表明:锭坯边部组织为条状+等轴组织,R/2处为条状组织,中心处为等轴组织;挤压温度在820~900℃时,横向组织晶粒为等轴状,纵向组织为板条状的α和β相;挤压温度930℃时挤压管坯为网篮组织;900℃挤压时管坯组织和综合力学性能最佳,利于管坯的后续冷轧加工。     

锻造工艺对TA15钛合金扁坯组织和力学性能的影响

采用4种不同锻造工艺对TA15钛合金棒材进行热加工锻造,得到规格为80 mm×150 mm×L的扁坯,对扁坯进行800℃×1 h热处理。研究了加工工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,采用一次锻造(温度T1)/慢冷+二次锻造(温度T2)/快冷的工艺,锻出的TA15钛合金扁坯组织中初生α相含量约为10%,基体上具有较多的细小针状组织。用该工艺加工的TA15钛合金,其力学性能较其他工艺的高,横向和纵向性能差异较小,是一种性能比较优良的框锻件生产用坯料。     

锻造工艺对TC4钛合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、拉伸试验机、扫描电镜、布氏硬度计等研究了不同锻造工艺对TC4钛合金组织和力学性能的影响.结果 表明,初生α[晶粒尺寸和体积分数、次生α[形貌随锻造温度和变形程度的变化差异较大,不同锻造工艺下得到等轴组织、双态组织和片层组织.等轴组织强度较低,塑性变形能力强,属于韧性断裂机制;片层组织强度最高,塑性变形能...     

添加2wt％ Cu对Zr-4合金显微结构和耐腐蚀性能的影响

研究了在Zr-4合金中添加2 wt％ Cu的合金显微组织及其在500℃和10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能.结果表明,该合金经过热轧、冷轧以及经2h、580℃真空退火处理后,得到以α-Zr为基体的显微组织,合金中主要存在四方结构的Zr2Cu和密排六方结构的Zr(Fe,Cr,Cu)2第二相,Zr2Cu相有长度1～4 μm、厚度约1μm的片状和直径300～500 nm的球形两种形态,并且都会富集一定量的Fe元素.在10.3 MPa、500℃过热水蒸汽中,添加2 wt％Cu的Zr-4合金不发生疖状腐蚀,表明Cu是改善锆合金耐疖状腐蚀性能的有益元素.     

加工工艺对Zr-4合金热轧板材微观组织的影响

研究了不同退火温度、轧制温度、淬火工艺和变形工艺对Zr-4合金热轧板材微观组织的影响。结果表明,α相区退火温度越高,Zr-4合金热轧板材再结晶越充分,退火难以消除热轧板材中的不均匀组织,热轧板材中的不均匀带状组织与晶粒取向有关;热轧温度越高,微观组织变形越充分,退火后越有利于板材组织均匀化,但热轧难以完全消除组织不均匀;板材的原始组织对热轧后的组织有明显影响,β相区淬火形成的淬态组织难以通过小变形的热轧消除,未淬火热加工可造成第二相大量析出并长大,而通过淬火可以实现第二相的溶解;淬火后通过锻造和热轧的板材比仅通过热轧的板材微观组织更均匀,锻造有利于组织均匀化。     

Ge含量对Zr-4合金在LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响

采用堆外高压釜腐蚀试验研究添加0.1%Ge和0.5%Ge(质量分数)对Zr-4合金在360℃、0.01 mol/L LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响,用TEM和EDS研究合金的显微组织和第二相成分。结果表明:与Zr-4合金相比,添加Ge后合金的耐腐蚀性能显著提高,但随着Ge添加量的增加,对耐腐蚀性能的提高作用减弱。当Ge含量为0.1%时,析出密排六方结构的Zr(Fe,Cr)2和Zr(Fe,Cr,Ge)2型第二相;当Ge含量达到0.5%时,还会析出Zr-Sn-Fe-Cr-Ge和尺寸较大的四方结构Zr3Ge型第二相,添加Ge会使α-Zr基体中固溶的Sn含量降低。固溶在α-Zr中的Ge和尺寸较小的Zr(Fe,Cr)2、Zr(Fe,Cr,Ge)2型第二相可以提高Zr-4+xGe合金的耐腐蚀性能;析出Zr-Sn-Fe-Cr-Ge和尺寸较大的Zr3Ge第二相后会对耐腐蚀性能产生不利的影响。     

Pd添加对Zr-4合金在LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响

采用静态高压釜腐蚀实验研究添加微量Pd元素的Zr-4合金在(360℃,18.6 MPa)条件下0.01 mol/L Li OH水溶液中的耐腐蚀性能,采用TEM和SEM研究合金和氧化膜的显微组织。结果表明:添加0.05%~0.2%Pd(质量分数)均可明显改善Zr-4合金在Li OH水溶液中的耐腐蚀性能,其中添加0.1%Pd时改善作用最显著,随着添加Pd含量的进一步增加,对Zr-4合金耐腐蚀性能的改善作用减弱。在Zr-4合金中Pd元素以Zr2(Fe,Cr,Pd)、Zr2(Pd,Fe)形式的第二相析出,其中Zr2(Pd,Fe)第二相尺寸较大。固溶在α-Zr中的Pd和尺寸较小的Zr2(Fe,Cr,Pd)型第二相可以提高Zr-4合金的耐腐蚀性能;析出尺寸较大的Zr2(Pd,Fe)第二相后会对Zr-4合金的耐腐蚀性能产生不利的影响。     

热处理对Al-Si-Mg-Cr合金微观组织与力学性能及耐腐蚀性能的影响

本文采用真空电磁感应熔炼炉制备了Al-Si-Mg-Cr合金,利用Thermo-calc软件进行热力学模拟,使用SEM、EDS等测试方法,表征了不同热处理状态下Al-Si-Mg-Cr合金微观组织,并测试其力学性能。采用了失重法和电化学法测试其腐蚀性能。结果表明：实验合金主要物相包括初晶α-Al、（α-Al+Si）共晶、Al13Cr4Si4、β-Al（Cr, Fe）Si、富Fe相（β-Al5FeSi和π-AlSiMgFe）。热处理后的实验合金组织均得到细化,共晶组织区域变窄,共晶Si球化,合金中Al13Cr4Si4、β-Al（Cr, Fe）Si相弥散分布。腐蚀测试结果显示：实验合金主要的腐蚀方式为晶间腐蚀,热处理后实验合金共晶区域减小,导致腐蚀通道变窄;提高了合金的耐腐蚀性能。当热处理工艺为535℃ 6h+160 26h时,实验合金微观力学性能及耐腐蚀性最佳。     

不同热处理工艺对Ti6Al4V钛合金微观结构和力学性能影响

通过对Ti6Al4V钛合金进行不同工艺的热处理,分析了不同工艺处理后的显微组织,进行了拉伸试验、示波冲击试验测试。研究固溶时效处理对Ti6Al4V钛合金显微组织、力学性能和冲击韧性的影响。利用金相显微镜、环境扫描电镜（ESEM）进一步分析了钛合金的组织、冲击断口特征与力学性能间的关系。结果表明随固溶温度增加,钛合金屈服强度和抗拉强度得到显著提高,塑韧性先增加后降低。优化热处理工艺后,Ti6Al4V钛合金经960 ℃ WQ和500℃ × 4 h AC处理,获得优良综合性能,σ0.2为1050MPa,σb为1120 MPa,Ak为46.22 J。钛合金固溶时效后的组织由β基体和析出的α相组成,片层状β相和小针丛状α相组织提高合金综合性能。     

锻造工艺对低密度高强铌合金微观组织和性能的影响

分别利用空气锤和液压锤多次镦拔锻造出了塑性良好的低密度高强铌合金棒材,并通过OM、SEM观察,力学性能测试研究了锻造方式对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:采用空气锤锻造时,合金所受的冲击力大,易应力集中而开裂,变形不易深入,微观组织不易均匀,塑性较差,断口主要表现为准解理断裂和韧窝断裂的混合断口;使用液压锤锻造时,合金受静压力作用,变形易深入,微观组织较均匀,塑性较好,断口为韧窝断裂断口。液压锤锻造可有效改善合金的微观组织,从而提高合金的塑性。     

电子束焊接Zr-4合金管在腐蚀工况下产生异常蓝色氧化膜的微观成分和结构分析

针对电子束焊接后的Zr-4合金管在腐蚀工况下出现的异常蓝色环状氧化膜，使用XPS，EDX，TEM等分析手段研究了异常氧化膜和正常氧化膜的微观成分和结构。结果表明：正常氧化膜是透明的，异常蓝色氧化膜剥落后，也是透明的；异常蓝色氧化膜中Fe含量明显高于正常氧化膜中的Fe含量；Fe在氧化膜中主要是以氧化物Fe203的形式存在，Sn与Zr以SnOz，ZrO2的形式存在。     

铸态Ti-20Zr-10Nb-xMo合金的微观组织和耐腐蚀性能

采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、硬度测试、压缩试验和电化学工作站等研究了Mo含量对Ti-20Zr-10Nb-xMo(x=0,3,6,9,wt%)合金相结构、显微组织、力学性能以及电化学腐蚀性能的影响。结果表明,随着Mo含量的增加,Ti-20Zr-10Nb-xMo合金的相结构发生了α′+β→α″+β→β的变化,平均晶粒尺寸亦随着Mo含量的增加而逐渐降低;当Mo含量为9%时,合金的平均晶粒尺寸约为45 μm。通过Mo的添加,合金的抗压强度和屈服强度呈现先降低后升高的趋势,而显微硬度则先增大后降低;当Mo含量为9%时,合金的抗压强度最大,为1610 MPa,压缩应变为50.9%。未添加Mo的试验合金的自腐蚀电流密度最小,为33.19 nA·cm^-2,R_p值最大,为1531.52 kΩ·cm²,其耐腐蚀性最好。     

铈对Zr-4合金微弧氧化陶瓷膜结构和性能的影响

在硅酸盐碱性电解液中加入稀土元素Ce的络合物,采用恒压微弧氧化技术在Zr-4合金表面制备陶瓷膜。分析了稀土元素Ce在陶瓷膜中的存在形式,以及对陶瓷膜的厚度、相组成、耐磨损性能和耐腐蚀性能的影响。稀土元素Ce能够进入陶瓷膜并在陶瓷膜中以固溶形式存在,影响陶瓷膜中t-ZrO2和m-ZrO2的相对比例,使孔洞及粒状物明显减少,陶瓷膜表面光滑致密,陶瓷膜厚度增加,耐磨、耐腐蚀性能提高。电解液中Ce的络合物加入量在0.001~0.003 mol/L时效果最为明显     

时效处理对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物降解镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响

通过金相显微分析(OM)、扫描电镜观察(SEM)、透射电镜观察(TEM)和拉伸性能测试研究不同时效时间对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物镁合金显微组织及力学性能的影响,通过质量损失和电化学方法研究合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明:时效时间为4～20 h时,合金中析出相的尺寸及数量随时效时间的延长而增加,析出相主要以纳米级棒状和颗粒状的(Mg,Zn)₃Gd相形式存在,部分棒状析出相与α-Mg基体具有共格界面关系。合金的强度及伸长率随时效时间的延长先升高后降低。在120 h的浸泡实验中,合金的平均腐蚀速率、点蚀孔洞的数量及孔洞尺寸随时效时间的延长而逐渐增大,腐蚀速率随浸泡时间延长呈现出先减小、后增大、再缓慢减小以及最后趋于稳定的过程。     

表面机械滚压对Zr-4合金组织和力学性能的影响

采用表面机械滚压对退火态Zr-4合金进行表面纳米化处理并对其微观组织和力学性能开展了系统研究。滚压处理在Zr-4合金表面形成纳米/超细晶及变形层的厚度与滚压道次、每道次滚压深度有关;对Zr-4合金优化后的滚压参数为每道次滚压深度40μm、滚压8道次,获得从表面到心部由纳米晶、超细晶、变形组织和心部原始粗晶连续梯度变化的组织形貌,其纳米/超细晶层的厚度约为100μm,变形层的厚度约为300μm。Zr-4合金经滚压处理后,表层显微硬度显著提高;屈服强度和抗拉强度分别为352和600 MPa,各提高了7%和9%,延伸率略有降低。用混合法则计算了Zr-4合金表面滚压处理后的屈服强度,与实验值吻合。     

不同焊接工艺对双相不锈钢力学性能及耐腐蚀性能的影响

采用三种不同的焊接工艺对双相不锈钢S31803进行焊接试验,通过对接头微观组织、力学性能、氧含量及耐腐蚀性能的观察与测试,确定最佳焊接工艺参数,并分析了焊接工艺方法对焊接接头组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：与GTAW,SMAW相比,GTAW+SAW焊接工艺获得的接头的冲击吸收能量和耐腐蚀性能均可以满足双相不锈钢的制造标准要求,可以在压力容器制造中广泛使用。     

热处理工艺对建筑结构材料耐腐蚀性能的影响

采用不同热处理工艺(热处理温度、热处理时间和冷却方式)对含镁铝新型建筑结构材料进行了热处理,并进行了电化学腐蚀试验。结果表明:在热处理时间4h时,随热处理温度从600℃升高至800℃或在热处理温度675℃时,热处理时间从2h延长至5h,材料的耐腐蚀性能均先提高后下降。在热处理时间4h时,675℃热处理比600℃热处理的腐蚀电位正移116mV、腐蚀电流密度减小56%;在热处理温度675℃时,4h热处理比2h热处理的腐蚀电位正移81mV、腐蚀电流密度减小41%;在热处理675℃×4h时,炉冷比水冷的腐蚀电位正移157mV、腐蚀电流密度减小50%。     

氘含量对Zr-4合金显微组织和力学性能的影响

采用XRD,OM,BSE,SEM和显微硬度计等手段研究了氘含量对Zr-4合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,随着氘含量(质量分数)从1.35%增加到2.21%,氘化物数量增加,其形态及分布也发生了显著变化:在1.35%时,主要以晶内针状氘化物析出为主;随着氘含量增加,晶界块状氘化物快速增长;当氘含量进一步增加至2.21%时,晶界块状氘化物开始相互衔接,并逐渐向晶内生长.在氘含量较高的样品表层,有一定厚度的氘化物层形成,且层内出现微裂纹.所形成的氘化物以d-氘化物为主,而高氘含量样品表面有e-氘化物出现.样品心部至表面存在一定的硬度梯度,且随着氘含量的增加,样品的硬度增加,其相应的硬度梯度增大.随氘含量增加,样品的屈服强度略有增加,而抗压强度却显著下降,由1.35%下的1176 MPa降低到了2.21%下的856 MPa.抗压强度的降低与组织中微裂纹有关.样品压缩后的裂纹主要沿晶界块状氘化物形成并扩展,因此晶界块状氘化物是材料压缩性能下降的主要原因.     

锻造温度对Ti6246合金饼坯组织和力学性能的影响

对Φ200 mm×80 mm Ti6246合金棒坯在985℃（β锻造）、935℃（近β锻造）、900℃（α＋β锻造）3种温度下进行锻饼试验,考察锻造温度对饼坯显微组织和力学性能的影响。结果表明：采用β锻造工艺,获得的显微组织为片层状α相＋β转变组织;采用近β锻造工艺,可获得由球形α相＋片层状α相＋β转变组织构成的“三态组织”;采用α＋β锻造工艺,可获得与原始组织相同的球状α相＋β转变组织,但锻造后球状α相含量减少。随着锻造温度降低,Ti6246合金饼坯的室温和高温抗拉强度及屈服强度呈现先降低再升高的趋势,伸长率无显著变化;高温蠕变性能无明显变化趋势;427℃下热暴露100 h后,室温抗拉强度和屈服强度呈现先升高再降低的趋势,塑性指标无显著变化。