不同温度时效后Ni-20Cr-18W-1Mo合金晶界偏聚及力学性能研究

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)和高温力学试验机等手段,研究了不同时效温度(200-800 °C)对Ni-20Cr-18W-1Mo高温合金的元素晶界偏聚和力学性能的影响。结果表明,硫、磷元素的晶界偏聚临界时间随时效温度升高而降低;时效温度对元素在晶界和晶内的成分分布有显著的影响;实验合金的抗拉强度和延伸率随时效温度升高而降低。分析发现,硫、磷元素在晶界中的含量随时效温度升高而增大直至两者分别在650和400 °C时达到峰值,是合金在200-600 °C区间内力学性能降低的重要原因。     

高温合金GH4169(Inconel 718)中磷晶界偏聚特性的实验研究

采用Auger电子能谱仪测量了镍基高温合金GH4169中磷(P)的晶界偏聚量.结果表明,经1020与1200 ℃固溶处理后在720 ℃时效2 h的样品,P的晶界偏聚浓度分别是0.344%与0.412%(原子分数).晶界偏聚浓度随固溶处理温度的升高而升高.基于这一实验结果,确定了P在该合金中的非平衡晶界偏聚特性.     

热处理对Al-Cu-Mn铸造铝合金组织和性能的影响

研究了固溶温度、时效时间、时效温度对Al-Cu-Mn铸造铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,合金经过530℃×14 h固溶处理后,晶界残留相最少;时效温度为170℃时,合金的硬度(HBW)随时效时间延长先增大后减小,在6h时达到峰值(145);在不同温度下时效6 h后,合金的抗拉强度、硬度(HBW)随时效温度的上升先增大后减小,均在170℃时达到峰值,为480 MPa和145,伸长率随时效温度的升高而迅速下降。     

Ni-Cr钢中P的非平衡晶界偏聚现象

采用Auger电子能谱仪分析了经过1000℃淬火后600℃时效过程的Ni-Cr钢中元素磷的晶界偏聚浓度,得到晶界P的偏聚浓度随时效时间变化的动力学曲线。结果表明,Ni-Cr钢在600℃时效60 min时,P的晶界偏聚浓度出现极大峰值,与平衡晶界偏聚模型不符。利用溶质的非平衡晶界偏聚模型进行分析,证实这是由于钢中P的非平衡偏聚临界时间现象引起的。     

2A14铝合金挤压棒材的热处理工艺

采用显微硬度测试、电导率测试、拉伸力学性能测试以及透射电镜观察,研究时效温度和时效时间对2A14大规格铝合金棒材力学性能和电导率的影响规律。结果表明:在相同的时效时间下,合金电导率随时效温度升高而逐渐升高;在相同的时效温度下,合金电导率随时效时间的延长而逐渐升高。固溶态2A14合金中存在与Al6Mn晶体结构相近的Al12(MnCu)3Si2粒子,此Al12(MnCu)3Si2粒子在合金再结晶过程中影响晶界迁移,抑制晶粒在固溶过程中的长大效应;时效后,合金中主要的强化相为S'相,但在140℃(或低于400℃)时效12 h的合金中,强化相数量较少,合金性能与固溶态接近;经160℃、12 h时效后,合金具有较好的综合力学性能,其抗拉强度和屈服强度分别为509 MPa和452 MPa,伸长率为10.1%;在180℃、12 h时效条件下处理后,合金中的S'相会明显粗化,屈服强度和抗拉强度大幅下降,伸长率升高,表现出明显的过时效特征。     

一种汽车发动机气阀用节镍型高温合金的固溶时效工艺

研究了不同热处理工艺下汽车发动机气阀用节镍型高温合金的微观组织、硬度及力学性能。试验结果表明,在900~1100 ℃固溶温度范围内,该材料的晶粒尺寸随温度的升高逐渐增大,硬度逐渐降低,1050 ℃后晶粒长大明显、急剧粗化,固溶温度宜选择为1000~1050 ℃,以保证主要强化相必要的析出条件且具有适宜的晶粒度;在700~760 ℃时效温度范围内,该材料的强度随时效温度的升高而逐渐增强,但韧塑性逐渐降低。当固溶时效工艺为1020 ℃×30 min固溶(水冷)+ 720 ℃×4 h时效(空冷)时,该节镍型高温合金可获得良好的强韧性匹配,满足技术要求。     

固溶-时效热处理工艺对近β钛合金显微组织演化与力学性能的影响（英文）

研究钛合金Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr(Ti-55531)在不同固溶(760～820℃)与时效(580～640℃)热处理条件下的显微组织演化、力学性能及断裂机理。结果表明,初生α相(α_p)的体积分数随固溶温度的升高而降低,而次生α相(α_s)的长度随时效温度升高而降低,其宽度则随时效温度升高而增加。Ti-55531合金的屈服强度和抗拉强度随固溶温度升高而降低,但随时效温度的升高而增大。合金在800℃固溶2 h、640℃时效8 h的条件下获得的抗拉强度(1434 MPa)与韧性(伸长率7.7%)达到最优匹配。随时效温度和时间的增加,α_s相发生粗化,使微观裂纹扩展路径变得曲折、崎岖,从而提高裂纹扩展阻力,最终提高合金的韧性与断裂韧性。     

Mn含量及时效温度对ZL104合金力学性能及断口形貌的影响

研究Mn含量及时效温度对ZL104铝合金力学性能和断口形貌的影响。结果表明:在三种时效温度:165℃、175℃、185℃三种条件下,合金的抗拉强度和硬度都随Mn含量的增加逐渐升高,合金的伸长率随Mn含量的增加逐步下降。在165℃~175℃时效温度范围,三种Mn含量质量分数分别为(0.2%、0.4%、0.6%)合金的抗拉强度、硬度随时效温度的上升而逐渐升高,超过175℃以后又呈下降趋势。在165℃~175℃时效温度区间,伸长率随着时效温度的增加而逐渐降低;在时效温度为175℃~185℃区间时,伸长率则随着时效温度的升高逐渐增加。     

固溶时效温度对IMI834钛合金组织和性能的影响

研究了IMI834钛合金棒材经不同固溶和时效热处理后的显微组织和性能,以期获得固溶和时效与合金组织性能的对应关系以及最优热处理工艺。结果表明,抗拉强度和屈服强度随固溶温度的升高先升高后降低,最大强度和塑性值出现在1 005~~1 025℃之间;合金的室温和高温强度及高温断面收缩率随时效温度升高先降低后增加;伸长率及室温断面收缩率先略升高后略降低,合金组织随时效温度变化不明显;拉伸断裂过程中,裂纹在初生α相处萌生;锻态IMI834合金的最佳热处理工艺为(1 005~1 025℃)×2h+水淬+(750~800℃)×2h+空冷。     

时效温度和Cr含量对Cu-Ag-Cr合金性能的影响

研究了时效温度和Cr含量对70%冷轧变形的Cu-Ag-xCr合金的硬度、导电性能和耐蚀性能的影响。结果表明,Cu-Ag-xCr合金在450~500℃时效后,其硬度随时效温度增加而降低,随Cr含量增加而升高;时效温度和Cr含量对合金电导率的影响不大;随时效温度升高,合金耐蚀性降低;随Cr含量增加,腐蚀速率降低,耐蚀性提高。Cr含量为0.34%时,在450℃时效2h后,其综合性能较好,电导率为47.02 MS/m,硬度(HV0.1)达到128.34,耐腐蚀性较好。     

时效处理对GH3625合金管材组织及性能的影响

采用OM、SEM、EDS能谱分析、万能拉伸试验机等手段,研究不同温度的时效处理对退火态GH3625合金管材组织及力学性能的影响。结果表明:随着时效温度的升高,晶界逐渐发生宽化,晶界碳化物的长大较为明显;800℃时效时,随时效时间的延长,晶界处析出的碳化物颗粒越来越密集,但是碳化物颗粒的尺寸并未发生明显变化,同时晶界和孪晶界还析出了少量由晶界向晶内延伸的针状δ相;时效处理后GH3625合金管材的晶粒组织仍为等轴晶粒,而时效过程中晶界析出相(碳化物、针状δ相)将会显著影响晶粒生长速率;800℃时效初期碳化物的形成减弱了固溶强化效应,时效后期δ相的析出起到一定的弥散强化作用,从而使合金的强度先降低后升高。     

热处理工艺对激光熔化沉积制造JBK-75合金组织及性能的影响

采用激光熔化沉积技术制备JBK-75合金,选取750℃直接时效和1180℃高温固溶+750℃时效两种不同热处理工艺路线,分析了其沉积态的显微结构,对比两种不同热处理态的组织和力学性能。结果表明,沉积态JBK-75合金组织表现为各向异性,存在柱状晶、胞状组织和Ti元素偏聚。直接时效处理JBK-75合金打印组织未发生溶解,打印组织对强化相(γ′相)的析出行为几乎没有影响,但是Ti元素的偏聚促进了晶界有害相(η相)的生成。高温固溶+时效处理JBK-75合金打印组织消失,获得细小均匀的γ晶粒且在晶界未发现η相。高温固溶+时效处理激光熔化沉积JBK-75合金表现出最佳的强塑性配比,抗拉强度为1055 MPa、屈服强度为679 MPa、断后伸长率为29%,达到锻件JBK-75合金热处理态力学性能水平。     

热处理工艺对G110合金组织与力学性能的影响

通过力学性能试验和显微组织观察,研究了热处理工艺对G110合金组织和力学性能的影响。结果表明,随固溶温度的升高,室温硬度和冲击性能变化不大,700℃高温强度变化不大,高温塑性逐渐下降,1020℃固溶可以获得均匀的再结晶组织;随时效温度的提高,γ'相析出数量逐渐增加,室温强度先升高后降低,700℃高温强度逐渐增加,高温塑性逐渐下降,800℃时效具有较高的室温、高温综合力学性能。G110合金最佳的热处理工艺为1020℃固溶+800℃时效。     

单级时效对7050铝合金力学性能及晶间腐蚀性能的影响

采用硬度测试、恒温浸泡方法、金相和透射电镜技术研究不同温度不同时间的单级时效处理对7050铝合金的力学性能和晶间腐蚀性能的影响.结果表明:当时效温度由120℃升高至180℃时,合金时效硬化响应速度明显加快,合金进入过时效状态所需的时间缩短.合金在120℃峰时效时,随时效时间的延长,析出相的粗化、晶界的宽化和无沉淀析出带出现缓慢,合金的硬度能长时间维持在较高水平.合金的晶间腐蚀敏感性与晶界析出相和无沉淀析出带(PFZ)的特征有关;晶界析出相呈链状分布时合金的腐蚀敏感性强,晶界析出相大,分布不连续,PFZ的宽化,则合金的腐蚀敏感性低.     

时效工艺对TB3钛合金丝材组织及力学性能的影响

研究了双重时效、单重时效工艺对?3.9 mmTB3钛合金丝材组织及力学性能的影响。结果表明:TB3钛合金丝材在(α+β)/β转变温度以上固溶处理并经双重时效处理时,随二次时效温度升高,合金强度降低而塑性提高,时效析出的α相变得粗化且分布不均匀;经520~550℃单重时效处理16 h时,随时效温度升高,合金强度降低而塑性升高;与双重时效处理相比,单重时效的合金强度高而塑性略有降低,α相数量增加且分布更为均匀。     

热处理对Ti6Al4V2Cr1.5Mo合金组织与性能的影响

采用冷等静压+真空烧结(CIP)法制备Ti6Al4V2Cr1.5Mo合金。对经不同的固溶温度(860~950℃)和时效温度(480~600℃)热处理后合金的组织和力学性能进行研究。结果表明:随固溶温度的升高,合金的强度、伸长率和硬度都呈先升高后降低的趋势,在920℃时都达到最大值;在920℃固溶时,随时效温度的升高,合金的强度、伸长率和硬度也随温度的升高先升高后降低,在520℃时达到最大值,且组织形态为双态组织,固溶时产生的次生α相在时效过程中分解产生弥散的α+β相能提高合金的强度和硬度,α相的含量能保证合金良好的塑性,使合金有较好综合力学性能。因此,Ti6Al4V2Cr1.5Mo合金的最佳热处理工艺为固溶920℃(WQ)+时效520℃(AC),此时强度、伸长率和硬度分别为1169.6 MPa、8.3%和621.7 HV0.1。     

LTES700R改进型合金700℃时效组织与性能北大核心CSCD

在LTES700R基础上发展了一种新型镍基耐热合金,并研究了该改进合金700℃时效后的组织与力学性能。结果表明:合金热处理后主要析出相为γ'、TiC、M_(23)C_6;在5000 h时效过程中合金组织结构稳定,Cr_(23)C_6在晶界处不连续分布,γ'粗化不明显;合金硬度随时效时间的延长先增加后缓慢降低。改进合金的室温和高温拉伸强度略低于LTES700R合金,长期时效的冲击韧性大于Nimonic263,晶界处不连续分布的碳化物增加合金晶界结合力,提高改进合金冲击韧性。     

LTES700R改进型合金700℃时效组织与性能

在LTES700R基础上发展了一种新型镍基耐热合金,并研究了该改进合金700℃时效后的组织与力学性能。结果表明:合金热处理后主要析出相为γ'、TiC、M_(23)C_6;在5000 h时效过程中合金组织结构稳定,Cr_(23)C_6在晶界处不连续分布,γ'粗化不明显;合金硬度随时效时间的延长先增加后缓慢降低。改进合金的室温和高温拉伸强度略低于LTES700R合金,长期时效的冲击韧性大于Nimonic263,晶界处不连续分布的碳化物增加合金晶界结合力,提高改进合金冲击韧性。     

热压缩变形对Ni-20Cr-18W-1Mo高温合金碳化物析出行为的影响（英文）

采用热模拟试验机、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段,研究热压缩变形对Ni-20Cr-18W-1Mo高温合金的元素晶界偏聚和M_6C碳化物析出的影响。结果表明,热压缩变形后M_6C碳化物含量明显增加;成分分析显示晶界中的M_6C碳化物含有高含量的钨元素。同时,经过10%变形后晶界中的二次碳化物尺寸为3~5μm,而经过900和1000°C时效未变形的合金中晶界二次碳化物尺寸小于1μm。根据热力学计算结果,γ基体相和碳化物的吉布斯自由能随变形温度升高而降低,富钨的M_6C比富铬的M_(23)C_6稳定。与实验结果比较发现,压应力加速了钨元素在晶界区域的偏聚速率,进一步增加了富钨的M_6C在晶界中的析出速率。     

时效工艺对2507不锈钢σ相析出及力学性能的影响

通过拉伸、硬度、冲击试验研究了时效温度、时间对2507超级双相不锈钢力学性能的影响,并应用EBSD技术观察了σ相的析出。结果表明:在900~1000℃区域,随时效温度降低,σ相析出量增加,材料塑性变差,温度低于940℃时效10 min其伸长率低于10%;在600~700℃区域,随时效温度升高,σ相析出量增加,但析出时间较高温区域长,力学性能恶化不太严重,600~650℃时效40 h内伸长率20%,冲击吸收能量10 J。