颗粒间断裂在P/M镍基高温合金低周疲劳断口上的特征

粉末冶金(P/M)合金中由于原始颗粒边界(PPB)的存在,在力学性能试样断口上呈现颗粒间断裂。通过SEM、TEM、AES等手段对采用等离子旋转电极(PREP)制粉+直接热等静压(HIP)成形工艺的一种P/M镍基高温合金低周疲劳(LCF)断口上颗粒间断裂的形貌和类型进行了表征和分析,讨论了PPB的起因及其与疲劳裂纹在颗粒间萌生、扩展断裂机制的关系和颗粒间断裂对疲劳寿命的影响。结果表明:PREP+HIP工艺成形的镍基合金中的PPB由多种综合因素造成;PPB降低了合金的断裂韧性,直接影响颗粒间断裂程度;在LCF断口上,单颗粒成为裂纹源的占颗粒间断裂断口总数的67%,多颗粒裂纹源占17%,其他占16%;颗粒间断裂在LCF断口上的分布表征分为4级;颗粒间断裂越严重,对合金疲劳寿命影响越大。     

热挤压态SiC颗粒增强Mg-6Al-1.5Ca合金组织和断口形貌研究

采用OM、XRD等显微表征技术,研究不同含量Si C增强颗粒对Mg-6Al-1.5Ca合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-6Al-1.5Ca合金中生成了数量众多的网状第二相结构,其主要分布于合金的晶界部位。随着Si C的体积分数逐渐增加,Al2Ca相的平均尺寸减小,Al2Ca相属于Mg-6Al-1.5Ca合金中的唯一第二相,合金断口在径向上出现了沿拉伸方向断裂的Al2Ca相。随着Si C的添加量逐渐增加,发生断裂的Al2Ca相数量也逐渐减少。试样断口部位存在明显脆性断裂特征。     

粉末高温合金颗粒界面及断裂研究

研究了Rene95粉末高温合金原始颗粒边界(PPB)析出相的形貌和分布状态,及其对As—HIP合金力学性能、断口形貌和微观断裂特性的影响,原始颗粒边界密集分布的析出相质点会导致颗粒间结合界面的脆化,降低塑性,断裂沿颗粒的球面进行增大析出质点的间距,可改善合金的界面结合强度,提高HIP合金的高温塑性、持久寿命,断裂变为穿颗粒进行     

粗大第二相及时效析出相对Al-Mg-Si合金延性断裂的耦合影响

针对Al-Mg-Si合金采用不同固溶处理和时效处理获得粗大第二相颗粒与析出相颗粒之间体积分数的相对变化,研究粗大第二相颗粒与析出相颗粒对合金断裂应变的耦合影响.结果表明:两种颗粒间含量的相对变化对Al-Mg-Si合金断裂应变的影响呈非单调性,粗大第二相颗粒含量较高的合金经较高温度时效时,其断裂应变值高于粗大第二相含量较低但经较低温度时效的合金的断裂应变值.根据强韧化效果相对变化对此试验现象进行分析讨论,采用多尺度断裂模型很好地模拟了该两相颗粒对断裂应变的耦合影响.     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金热处理工艺与力学性能

利用喷射成形技术制备了超高强Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金.对合金进行热挤压,在不同固溶温度和时间下对挤压合金进行固溶处理,并进行力学性能测试.结果表明,挤压态合金存在着大量的第二相颗粒,为MgZn2相和富铜相,合金微观组织中包括微米级晶粒和纳米级晶粒.合金进行T6热处理后,抗拉强度为749.6 MPa,延伸率为10.9%,拉伸试样的断口分析表明,合金的断裂方式主要为穿晶断裂.     

新型Cr20Ni30NbAl铁镍基合金的高温蠕变行为

研究了铁镍基合金800H和Cr20Ni30NbAl的固溶组织以及600℃下不同应力的蠕变性能.利用OM、SEM和TEM对两种合金进行了对比研究,发现在相同的固溶处理条件下,两种合金晶界都析出(Cr,Fe) 23C6,800H合金晶内弥散TiN颗粒直径约为60 nm,而Cr20Ni30NbAl合金由于Nb的加入在晶内弥散析出更细小的NbC颗粒,直径约5 nm,细小的弥散颗粒有效地提高了Cr20Ni30NbAl合金的蠕变强度.应用蠕变本构方程求的应力指数800H合金n0=8.79789,Cr20Ni30NbAl合金n1=17.58397.蠕变过程中,两种合金位错切割第二相均为Orowan机制,在600℃下Cr20Ni30NbAl合金具有更高的蠕变强度.800H合金断口表面出现带有小韧窝的沿晶断裂,Cr20Ni30NbAl合金断裂没有出现颈缩现象,断口呈现岩石状的沿晶断裂.     

Ni-20Cr-18W基高温合金热轧组织演变和力学性能

采用力学试验机、扫描电子显微镜(SEM)研究了热轧态固溶强化型Ni-20Cr-18W基变形高温合金的室温拉伸行为、微观组织演变及断口形貌,结合X射线衍射(XRD)确定了合金的相结构。结果表明,合金热轧态组织由再结晶后的细小等轴晶粒构成,晶粒尺寸为20~30μm,可达ASTM 7级,组织中可见大量退火孪晶,M6C型碳化物颗粒主要弥散分布在晶界上。热轧态合金由于组织细化使抗拉强度升高,断裂方式以穿晶断裂为主,碳化物颗粒成为导致拉伸断裂的裂纹源,使合金塑性下降。合金的室温拉伸断口呈韧性等轴韧窝,韧窝中心为M6C型碳化物颗粒。     

变速器拨叉用过共晶铝硅合金压铸性能研究

以Al-17Si-4.5Cu-0.5Mg合金为原料,分析了自动变速箱用换挡拨叉压铸件的组织和性能。通过对压铸件不同部位的组织观察、断口形貌分析及能谱检测得出:压铸件Si相大小约40~60μm;组织中存在富Cu相及针状Fe相;断口处没有典型的韧窝特征,出现可见粗大第二相,破碎的Si相,断裂方式属于脆性断裂;合金断口由裂纹发展导致,裂纹附近的Si颗粒出现明显裂纹和破碎。     

EFFECT OF HYDROGEN ON MECHANICAL PROPERTIES OF A HIGH DENSITY W-Ni-Fe ALLOY

研究了液相烧结钨基高比重合金(95W-3.5Nj-1.5Fe)烧结后热处理对力学性能的影响.经过1200℃真空热处理,合金中氢含量降低了70％,强度提高约30％,延性显著增加,同时断裂韧性值也有提高。通过扫描电镜断口金相观察,发现氢含量高的试样显示了基体-钨颗粒相界面断裂,对氢含量低的试样,断口微观形态由沿相界面断裂方式过渡到相界面断裂和部分钨颗粒解理断裂方式,说明削弱了氢脆,加强了相界面结合力,从而改善了合金的力学性能。对氢含量高的试样,作了离子探针分析,其结果指出钨颗粒周围含氢最较高,相界面有氢的富集,它是导致相界面断裂的根源。     

氢对高比重合金(95%W-3.5%Ni-1.5?)力学性能的影响

研究了液相烧结钨基高比重合金(95W-3.5Nj-1.5Fe)烧结后热处理对力学性能的影响.经过1200℃真空热处理,合金中氢含量降低了70%,强度提高约30%,延性显著增加,同时断裂韧性值也有提高。通过扫描电镜断口金相观察,发现氢含量高的试样显示了基体-钨颗粒相界面断裂,对氢含量低的试样,断口微观形态由沿相界面断裂方式过渡到相界面断裂和部分钨颗粒解理断裂方式,说明削弱了氢脆,加强了相界面结合力,从而改善了合金的力学性能。对氢含量高的试样,作了离子探针分析,其结果指出钨颗粒周围含氢最较高,相界面有氢的富集,它是导致相界面断裂的根源。