镍基合金粗化过程共格沉淀相形貌不稳定性的相场研究

基于微观相场动力学模型,对应变诱发镍基合金粗化过程共格沉淀相的形貌不稳定性及其发展规律进行了研究。结果表明,应变能作用下,粗化过程中沉淀颗粒界面曲率发生变化,通过沿[10]方向尺寸减小与[11]方向尺寸增大,转变为方形。低应变能作用下,沉淀颗粒形貌由圆形转变为周边圆滑,边长向外凸的方形颗粒;中等应变能作用下,沉淀颗粒形貌由圆形变为边长向内凹的方形;高应变能作用下,圆形沉淀颗粒先转变为方形,再从方形颗粒中心"分裂"为2个长条状颗粒,进一步转变为双透镜形状。     

长期热循环条件下Nb-TiAl合金的显微组织演变

研究了全片层高Nb-TiAI合金在长期热循环条件下的显微组织演变。结果表明,高Nb-TiAI合金的显微组织不稳定性主要表现为界面缺陷及晶界的迁移。其中界面缺陷的迁移是由α2片层的溶解和片层内γ晶粒的析出所致,而晶界迁移则是由片层的不连续粗化和γ晶内α2相的生成所引起的。     

微观相场法研究镍基合金沉淀相间作用的定向粗化机制

采用微观相场法研究Ni-Al-V合金中由长周期沉淀相各向异性生长所引起的定向粗化机制以及沉淀过程对有序相的不同作用.结果表明:DO22相主要沿着其短轴方向粗化,挤压相邻的L12相并导致原子间的相互作用,使其与基体间的错配发生变化,并在特定方向上释放出配错能,形成Al原子的扩散通道,引起其原子占位在空间上的各向异性,最终导致L12相定向粗化.随着时效温度的升高,两相的析出滞后,而DO22相在较高温度的滞后更为显著;Al和V的平均占位几率降低,且Al降低得较多.     

生物医用β型钛合金管材制备过程中显微组织和力学性能的演变规律研究

亚稳β型钛合金具有优良的韧性、耐蚀性以及生物相容性,被广泛用于外科植入物中。有研究报道称,Ti-V、Ti-Mo、Ti-Nb基合金具有形状记忆效应和超弹性。基于这些合金所具有的优异的超弹性能,可以用来制备血管植入支架。然而,含有V、     

镍基合金粗化过程中共格沉淀相的形貌演变

基于微观相场模型,研究了镍基合金粗化过程中沉淀颗粒在弹性应变能作用下的微观组织变化。结果表明,镍基合金在粗化过程中,弹性应变能的大小通过改变颗粒中心沿[10]方向和[11]方向的溶质浓度分布,影响共格沉淀相的形貌变化。     

镍基合金焊条ENiCrCoMo-1性能试验及微观形貌分析研究

对两个厂家的镍基合金焊条ENiCrCoMo-1进行了工艺性和熔敷金属性能对比试验,并对微观形貌进行了分析。试验结果表明,两个厂家的镍基合金焊条ENiCrCoMo-1工艺性能均良好,熔敷金属成分及力学性能均满足国标要求。此外,由于两个厂家镍基合金焊条ENiCrCoMo-1熔敷金属成分的差异,使其凝固树枝晶及析出相形貌和分布不同,从而导致其性能存在一定的差异。     

泡沫铝合金显微组织和压缩力学性能的研究

采用Si、Mg及Cu元素进行合金化处理，制备了几种不同力学性能的开孔泡沫铝，并通过准静态压缩实验，研究合金化对泡沫铝压缩力学行为与吸能特征的影响。实验结果表明：采用Si、Mg及Cu元素合金化处理显著改变了泡沫铝的应力-应变行为与吸能特征，使泡沫铝的屈服强度提高，吸能性大幅度上升。另外，还研究了渗流法制备工艺对泡沫铝微观组织和性能的影响，结果显示由于渗流法制备过程特殊的凝固条件，使得泡沫铝的微观组织比相同成分的铸造铝合金的组织明显粗大。     

热变形TA15钛合金的显微组织和室温力学性能

通过等温恒应变速率压缩实验和X射线衍射、电子背散射衍射和透射电镜,研究了β区加热后在不同的变形温度和变形速率下变形水冷后TA15钛合金的微观组织;通过室温拉伸试验,对其抗拉强度和延伸率等性能进行了测试。结果表明,在α+β两相区压缩变形时,β转变组织中α相产生球化;水冷后发生β→α'马氏体相变。合金由球化α相、片状次生α相和针状马氏体α'相组成。在β相区压缩变形水冷后,合金主要为针状马氏体α'相。在相变点之上或之下的温度区间,随着变形温度的升高,合金的抗拉强度降低,延伸率增加;在相变点附近的温度过渡区间,随着变形温度的升高,合金的抗拉强度略有升高,延伸率降低。在相变点附近的两相区变形能获得较好的室温强塑性匹配。     

热力耦合作用下镍基合金生长取向的微观相场研究

基于耦合外应力及交变温度场的微观相场动力学模型,以镍基合金为对象,研究了在沉淀过程中结构相的生长取向及合金元素分配。结果表明:交变温度场不能改变合金的生长取向及结构相的析出顺序。交变温度场条件下,合金Al含量较高时,L1_2相先析出;V含量较高时,DO_(22)相先析出;拉应力作用时,L1_2及DO_(22)结构相垂直于应力方向生长。[001]方向拉应力下、L1_2相先析出时,DO_(22)相在[100]取向上的生长受到促进;当在[100]方向拉应力下、DO_(22)相先析出时,L1_2相在[001]取向上的生长受到促进。随着交变高温温度的降低,L1_2相体积分数随温度的波动幅度显著降低而DO_(22)相的变化则相对较小。     

Ni-5Pt 合金在冷轧过程中的结构演变及力学性能

镍铂合金溅射靶材在半导体工业中用于制备镍铂硅化合物,实现接触和互连的功能。Ni-5Pt合金在冷轧过程中的结构演变及力学性能进行了研究。结果表明,Ni-5Pt 合金在冷轧过程中其微观演变为从位错缠结到位错墙,再到含位错墙和小角晶界的拉长亚晶粒,最后形成了具有明锐晶界的拉长晶粒。晶粒细化主要是受位错的聚集、湮灭和重排所导致。Ni-5Pt 的显微硬度随着轧制变形量的增加而增加,与强度的变化一致。Ni-5Pt 强度的增加可主要归因于冷轧诱导的位错密度增加和晶粒细化效应。     

Ti-Al-Cr两相钛合金的组织与性能研究

研制了一种Ti-Al—Cr两相钛合金。实验用合金采用真空自耗电弧熔炼,在α＋β两相区锻造成60mm-60mm的方棒。用金相法测试合金相变点为（970±5）℃。为了解热处理制度对合金显微组织和力学性能的影响,合金经过4种工艺制度进行热处理。用金相显微镜观测了不同热处理制度下的组织特征,并测试其力学性能。研究结果表明,相变点以下固溶处理得到双态组织,随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,合金强度升高,塑性呈下降趋势。β固溶处理后得到魏氏组织,合金强度和韧性匹配高于相同热处理条件TC4合金水平。     

冷轧及退火工艺对近β钛合金管材组织与力学性能的影响

研究了外径为φ10mm左右的近β钛合金管材冷轧及退火工艺。通过改变冷轧过程中的工艺参数，研究了加工变形量、减壁，减径比（Q值）对近β钛合金管材拉伸力学性能的影响。对冷轧加工管材进行680℃，1h，715℃，1h，750℃，1h，820℃，1h固溶处理后分别水淬（WQ）、空冷（AC）、炉冷（FC），研究了固溶温度、冷却速度对管材显微组织和拉伸力学性能的影响。结果表明：在小变形量下冷扎，管材塑性对形变硬化非常敏感，变形量大于35％后，马氏体转变使得合金塑性有所恢复，管材不适宜在Q值小于2的条件下加工。相变点以上固溶处理后管材屈强比不到0．6，固溶后空冷处理管材具有良好的强度和塑性匹配。     

Deformation Mechanism and Microstructure Evolution of TLM Titanium Alloy during Cold and Hot Compression

研究了在应变速率0.001 s-1条件下,TLM钛合金在室温压缩和850 ℃热压缩的形变机理和组织演变规律。实验结果表明：TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下具有不同的形变机理和组织演变规律。在冷压缩过程中,TLM钛合金的形变特征主要是孪生、应力诱发马氏体转变及位错滑移;在850 ℃热压缩过程中,TLM钛合金的形变机理主要是位错滑移、动态回复和动态再结晶。在热压缩过程中,流变应力的软化过程与压缩过程中的动态回复和动态再结晶有关。TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下的抗压缩强度分别为975和40 MPa;相比冷压缩强度,TLM合金在850 ℃条件下的热抗压缩强度降低了96%     

TC4钛合金摩擦焊接头的力学性能及显微组织

对钛合金TC4（Ti-6Al-4V）摩擦焊接性能进行了较详细的试验分析。结合摩擦焊接参数的优化选择,叙述了该合金摩擦焊接过程的特点,讨论分析了其焊接接头的力学性能及焊合区的显微组织结构。试验结果表明,该合金具有良好的摩擦焊接性,在无特殊保护措施的条件下,优化工艺,可获得良好的焊接接头。由于TC4钛合金导热系数小,热塑性高,容易氧化,摩擦焊亦选用较小的规范参数。焊合区硬度略低于母材,拉伸度样断于母材,拉伸、冲击断口均表现出明显的韧性断裂特性。力学性能数据表明,用优化的规范参数,TC4钛合金可获得等强、等韧甚至超强、超韧于母材的摩擦焊接接头。TC4钛合金摩擦焊接接头焊合区组织为细密的网蓝状组织,焊合区与母材过渡区为双态组织。     

Ti-B25钛合金管材挤压成形数值模拟及实验研究

为了加快推动Ti-B25钛合金在舰船通信系统上的应用,利用前期构造的本构方程和热加工图优化出的工艺参数,使用DEFORM-3D有限元软件模拟了变形温度900℃、应变速率0.1 s-1工艺参数下的管材挤压过程,并对模拟过程进行了实际挤压验证。结果表明:在变形温度900℃、应变速率0.1 s~(-1)条件下能成功挤压出62 mm×12 mm的Ti-B25钛合金管坯,并且管坯具有良好的表面质量,组织中存在再结晶晶粒。管坯经过830℃/1 h+600℃/8 h固溶时效处理后具有良好的强-塑性匹配,满足舰船天线管使用要求。     

冷拉过程中TiNbZr合金的微观组织和力学性能

研究了TiNbZr生物β钛合金的冷加工性能.TiNbZr合金由真空自耗电弧炉熔炼,实验过程中采用冷拉变形方式.在冷拉过程中,合金表现出良好的冷加工性能.当冷变形率在20%左右时,出现变形孪晶,使得合金强度有大幅度提高.在随后的冷变形过程中,位错滑移为主要的塑性变形方式.当冷变形率为80%时,抗拉强度达到1170 MPa,延伸率也大于10%.在该冷变形率下,晶粒得到显著细化,晶粒尺寸在20nm到50nm之间.     

新型生物钛合金时效处理组织演变

真空熔炼制备了新型Ti-29Nb-13Ta-4．6Zr钛合金，研究了450℃时效处理过程中钛合金的组织演变。结果表明，合金固溶处理后的组织为单一过冷亚稳β相；在时效处理过程中亚稳β相逐渐向α相发生转变，形成由晶界处带状α相及紧邻α带的稳定β相，以及晶内弥散分布于α相基体的稳定β相组成的混合组织。     

变形条件下镍基耐蚀合金微观组织演化

在未变形、冷变形、热变形3种不同加工条件下,对UNSN08028镍基合金的微观组织及第二相的析出规律进行研究.结果表明:028镍基合金为单相奥氏体组织,第二相为颗粒状、杆状金属间化合物相,且在晶界析出.变形后合金中储存的塑性能对第二相析出起到促进作用.冷变形后第二相的析出抑制合金发生再结晶;热变形过程中发生动态再结晶,消耗部分塑性能;未变形合金中第二相析出量最少,呈颗粒状沿晶界离散分布;冷变形合金中第二相析出量最多,几乎覆盖整个晶界.     

医用多孔NiTi合金的显微组织、力学性能及耐蚀性

采用气氛烧结法制备了生物医用多孔Ni Ti合金,考察了造孔剂碳酸氢铵含量对合金显微结构、抗弯强度、弹性模量和耐蚀性的影响。结果表明,多孔Ni Ti合金主要含有Ni Ti合金相及少量Ti2Ni和Ni3Ti杂质相组成,碳酸氢铵含量对合金的相组成无显著影响。随着碳酸氢铵含量的增加,多孔Ni Ti合金的孔隙率增加、孔径增大,而抗弯强度和弹性模量降低,在模拟体液Hank’s溶液中的耐蚀性变差。多孔Ni Ti合金孔隙率为36%~62%,孔径为50~300μm,抗弯强度为22~220 MPa,弹性模量为0.7~6 GPa,这些参数均与人体骨组织极为接近,说明此多孔Ni Ti合金是非常有前途承重硬组织替代材料。