退火热处理对TA17钛合金激光选区熔化成形件的力学性能影响研究

针对TA17钛合金激光选区熔化成形(SLM)试验件高强度、低塑性的问题,开展不同温度、冷却方式下的退火热处理工艺研究,通过研究退火热处理前后试件的力学性能测试结果,分析退火热处理工艺对TA17钛合金SLM试件力学性能的影响.结果表明:经过900～950℃真空保温2 h后空冷的退火热处理,SLM试件的强度降低,塑性与韧性得到明显提高,整体力学性能较均衡,满足技术要求.     

普通退火对TA15合金拉伸性能的影响

研究了普通退火对TA15合金拉伸性能的影响.随着退火温度的升高和退火时间的延长,合金抗拉强度降低,塑性升高.普通退火的目的主要是通过回复和再结晶消除冷热加工硬化产生的内应力.     

热处理对TA19钛合金组织和力学性能的影响

通过改变固溶温度、固溶后的冷却方式和时效温度,研究了热处理制度对TA19钛合金微观组织和力学性能的影响。研究表明,随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,使得伸长率和断面收缩率减小;而升高固溶温度使得β相中析出的细小次生α相增多,从而使室温抗拉强度增大。固溶处理后采用水冷时,由于从β相中析出大量细小弥散的次生α相,室温抗拉强度较大,但伸长率和断面收缩率较小。时效温度对微观组织和力学性能影响较小。     

真空退火处理对选区激光熔化TA2纯钛显微组织及力学性能的影响

采用选区激光熔化工艺制备了医用TA2纯钛试样,利用光学显微镜、扫描电镜、万能材料试验机和维氏硬度计等分析手段对比分析了真空退火处理对试样显微组织和力学性能的影响,还利用氮氢氧联合测定仪研究了试样中含氧量的变化。结果表明,合适的真空热处理工艺能明显改变纯钛零件显微组织,从马氏体组织向近等轴组织转变;能有效改变制备零件的力学性能,使拉伸强度及屈服强度降低,塑性升高;除此之外,真空热处理还能降低制备零件的含氧量和硬度。经800 ℃真空退火保温1 h后,试样的显微组织为近等轴组织,其各项力学性能均满足GB/T 13810—2017《外科植入物用钛及钛合金加工材》要求,其抗拉强度为670.3 MPa,屈服强度为609 MPa,断后伸长率为20.3% ,断面收缩率为44.7% 。     

TA2钛管电接触式退火工艺研究

采用电接触式快速加热法对TA2纯钛管材大气下退火的可行性及工艺进行了尝试，试验证明，采用该方式在1min～2min内将管坯加热至700℃-800℃，保温：1min所获得的再结晶组织与力学性能与常规真空退火的相当，满足纯钛管材国标力学性能要求。其管材表面氧化轻微，对酸洗及刮修难度无影响。管材可进行较大变形量的后续加工，达到了中间及成品退火的目的。     

退火温度对TA15钛合金显微组织和力学性能的影响

TA15钛合金产品通常都要进行退火处理。为揭示退火温度对其显微组织和力学性能的影响,对?350 mm的TA15钛合金试棒分别进行了在760℃、800℃和840℃保温2 h空冷至室温的退火。随后采用扫描电镜和电子万能拉伸试验机检测了试棒的显微组织、室温和高温拉伸性能以及拉伸断口的形貌。结果表明：随着退火温度的升高,β相转变的组织增多,细小的α相充分球化且杂乱分布;随着退火温度的升高,合金的室温抗拉强度升高,室温屈服强度先升高后略微降低,断后伸长率降低,而高温抗拉强度和屈服强度均升高,塑性变化不大,拉伸断口的韧窝变大变浅,以韧性断裂为主。     

热处理对激光立体成形TA15合金组织及力学性能的影响

研究了激光立体成形TA15钛合金沉积态、退火态、固溶时效态以及双固溶时效态4种状态的组织及力学性能。结果表明:沉积态组织为大量不同取向相互交叉的发达魏氏α+β板条,其拉伸性能表现出一定的各向异性。经退火后,显微组织没有明显变化,塑性在强度降低不多的情况下得到了提高。退火态试样具有良好的综合拉伸性能,达到了锻件退火态的拉伸性能标准。经固溶时效处理后可得到粗化的α初+α’组织,成形件的强度显著提高。经双固溶时效后可得到粗化α初+细化α次+α’组织,强度稍有降低。与室温相比,4种状态均呈现出高温强度降低而塑性提高的特点。对于不同的热处理状态,成形试样的洛氏硬度HRC处于30~45范围变化,不同热处理态的硬度变化与拉伸性能中的强度变化趋势一致。     

退火对高Mo当量大型TA15钛合金锻件组织与拉伸性能的影响

研究了退火温度和退火次数对经大变形量锻造成形的TA15钛合金锻件拉伸性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,TA15钛合金锻件拉伸强度呈现先下降后上升再下降的变化规律。先下降是由于回复再结晶软化起主导作用,后上升是次生α相析出强化起主导作用,再下降是由于次生α相的粗化及初生α相含量减少所致。经多次800℃/1 h/AC重复退火处理,TA15钛合金锻件拉伸强度降幅不超过10 MPa,塑性基本没有变化。     

热处理对TA15钛合金组织的影响

研究了从820℃、900℃、980℃和1030℃水冷、空冷和炉冷对TA15钛合金微观组织和硬度的影响。结果表明,随着加热温度的升高,初生等轴α相不断减少,亚稳定β相不断分解,形成细小的次生针状α相(αs);随着冷却速度的降低,合金的组织向针状和片状(α+β)相转变。显微硬度随加热温度的升高而提高,而冷却方式对其硬度影响不大。     

预退火处理对奥贝球铁力学性能的影响

研究了预退火处理对奥贝球铁力学性能的影响。结果表明，进行了预退火处理的奥贝球铁材料的强度、硬度有一定的降低，但其伸长率有较大幅度的提高，材料的综合力学性能得到极大的改善。     

强韧化热处理对TA15钛合金组织和性能的影响

采用光学显微镜,扫描电镜和电子拉伸机等研究了TA15合金经两阶段强韧化退火热处理后的显微组织和性能。结果表明:采取两阶段的热处理工艺后,TA15合金的组织由约20%的初生等轴α,55%的片状α和β转变基体的组织组成;合金具有良好的塑性及较好的室温和高温强度,在975℃×1 h,WQ+850℃×2 h,AC的制度下,TA15合金的室温抗拉强度为1005 MPa,屈服强度为914 MPa,伸长率、冲击韧性分别为13%和72.2 J/cm^2。合金的冲击韧性I与次生片层α厚度t具有较好的线性关系I=26.504t+44.915,冲击断口形貌可以观察到大量的韧窝,表明合金的断裂机制以韧性断裂为主。随着第二重退火温度的升高,次生片层α厚度增加,韧窝逐渐变大,韧性增加。     

热处理对TA15钛合金摩擦磨损性能的影响

研究了热处理温度(820、900、980和1030℃)对TA15钛合金微观组织及摩擦磨损性能的影响。利用光学显微镜观察合金在不同温度下的微观组织,显微维氏硬度计测定合金的表面硬度,并采用HT-500型摩擦磨损试验机检测合金的摩擦磨损性能,利用SEM、EDS、XRD分析磨痕的微观组织、化学成分及相组成。结果表明,随着温度的升高,等轴初生α相不断减少,亚稳定β相不断分解,形成针片状(α+β)相;显微硬度由300 HV0.1提高到550 HV0.1;室温摩擦系数由0.42降低为0.2,比磨损率也大大降低。     

热处理工艺对60Si2CrVA弹簧钢组织及性能的影响

利用SEM、金相显微镜、X射线应力测定仪、MTS万能试验机等研究了淬火-等温（Q-I）及淬火-等温-回火（Q-I-T）工艺对60Si2CrVA弹簧钢组织及性能的影响,并与传统工艺进行了比较。结果表明,经Q-I工艺处理的60Si2CrVA弹簧钢具有良好的综合力学性能,抗拉强度可达到2142 MPa,断面收缩率为42.17%,冲击吸收能量达到了43.3 J。Q-I工艺得到的复相组织中较多的残留奥氏体与下贝氏体是提高材料塑韧性的主要原因。关键词: 60Si2CrVA钢;热处理;显微组织;力学性能;残留奥氏体TG142.41     

The effect of a simple annealing heat treatment on the mechanical properties of cold-sprayed aluminum

Cold spray, a new member of the thermal spray process family, can be used to prepare dense, thick metal coatings. It has tremendous potential as a spray-forming process. However, it is well known that significant cold work occurs during the cold spray deposition process. This cold work results in hard coatings but relatively brittle bulk deposits. This work investigates the mechanical properties of cold-sprayed aluminum and the effect of annealing on those properties. Cold spray coatings approximately 1 cm thick were prepared using three different feedstock powders: Valimet H-10: Valimet H-20: and Brodmann Flomaster. ASTM E8 tensile specimens were machined from these coatings and tested using standard tensile testing procedures. Each material was tested in two conditions: as-sprayed; and after a 300°C, 22h air anneal. The as-sprayed material showed high ultimate strength and low ductility, with <1% elongation. The annealed samples showed a reduction in ultimate strength but a dramatic increase in ductility, with up to 10% elongation. The annealed samples exhibited mechanical properties that were similar to those of wrought 1100 H14 aluminum. Microstructural examination and fractography clearly showed a change in fracture mechanism between the as-sprayed and annealed materials. These results indicate good potential for cold spray as a bulkforming process. The original version of this paper was published in the CD ROM Thermal Spray Connects: Explore Its Surfacing Potential, International Thermal Spray Conference, sponsored by DVS, ASM International, and HW International Institute of Welding, Basel, Switzerland, May 2–4, 2005, DVS-Verlag GmbH, Düsseldorf, Germany.     

Influence of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of DZ951 alloy

DZ951 directionally solidified nickel-base superalloy is mainly strengthened by y phase.Regularly aligned cuboidal and bimodal γ precipitates were attained by two heat treatments.The effect of microstructure on the mechanical properties of DZ951 alloy has been investigated.The results indicate that MC carbide changes to little blocks during aging treatment at 1050℃ (HT1).MC carbide partly degrades into M23c6 and there is a layer of γ around the carbide during aging treatment at 115℃ (HT2),which is beneficial to the elongation of DZ951 alloy.Small γ volume fraction and the uneven deformation structure are contributed to low mechanical propexties of the as-cast alloy.HT1 alloy has a better stress rupture life at 1100℃50 MPa and yield stress at 20℃,800℃ and 1100℃,which is attributed to regularly aligned cuboidal γ phase and even deformation structure.HT2 alloy has a good combination of strength and ductility.This arises fi'om the bimodal γ precitates and the degeneration of MC carbide.     

热处理对W芯SiC纤维结构和力学性能的影响

通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱分析和拉伸试验等手段研究了W芯SiC纤维在低真空环境中不同热处理温度下各组成部分的组织结构和纤维力学性能的变化规律。结果表明,在相同热处理制度下,W芯比W芯SiC纤维具有更高的抗拉强度。W/SiC界面反应层和SiC沉积层在800 ℃×50 h热处理后均表现出良好的结构稳定性,这使W芯SiC纤维的抗拉强度可以保持在3.10 GPa。热处理温度进一步升高使W/SiC界面反应层厚度和界面孔洞尺寸显著增加,同时晶粒长大和表面凹坑缺陷的形成破坏了SiC沉积层的结构稳定性。在这些因素的共同作用下,W芯SiC纤维的Weibull模数经900 ℃×50 h热处理后下降至9.7,抗拉强度经1000 ℃×50 h热处理后下降至1.12 GPa。     

热处理工艺对挖掘机铲斗用钢组织和力学性能的影响

利用热膨胀仪、拉伸试验机、金相显微镜以及扫描电镜对挖掘机铲斗用钢的相变点、力学性能和微观组织进行了研究,分析了热处理工艺对力学性能的影响。结果表明,挖掘机铲斗用钢在10℃/s的加热速度下,其Ac1和Ac3分别为776℃和832℃;屈服强度在700 MPa以上,抗拉强度在900 MPa以上,伸长率在13%以上;微观组织为回火索氏体,细小弥散的碳化物分布其上。热处理第一次正火温度在820~860℃之间,第二次正火温度在850℃附近为宜,在450~550℃区间回火都有比较好的力学性能,回火时间不宜小于6 h。     

热处理对TA2合金表面激光熔覆Ti2SC/TiS涂层组织和力学性能的影响

目的对激光熔覆自润滑耐磨涂层进行热处理,获得具有较好摩擦学性能的复合涂层。方法采用激光熔覆技术在TA2合金表面熔覆40%Ti-25.2%TiC-34.8%WS_2复合粉末制备自润滑耐磨复合涂层。将涂层置于500℃真空中分别保温1、2 h,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机以及原子力显微镜(AFM)系统地分析了热处理前后涂层的物相、组织、显微硬度及摩擦学性能。结果未经过热处理和经过热处理涂层的主要物相均为α-Ti、(Ti,W)C_(1-x)、TiC、Ti_2SC和TiS。相比未经热处理涂层的显微硬度(1049.8 HV_(0.5)),经过热处理1 h和2 h涂层的显微硬度(1143.3 HV_(0.5)和1162.7 HV_(0.5))有所上升。热处理1 h和2 h涂层的摩擦系数和磨损率分别为0.29和6.66×10~(-5) mm~3/(N·m)以及0.29和5.65×10~(-5) mm~3/(N·m),比未热处理涂层(0.32和18.92×10~(-5) mm~3/(N·m))的耐磨减摩性能有所提升。经过热处理1 h和2 h涂层的磨损机理均主要表现为磨粒磨损,未经热处理涂层的磨损机理主要为塑性变形和粘着磨损。结论相比未经热处理的涂层,经过热处理1 h和2 h的涂层显微硬度有所升高,摩擦学性能得到提升,但在两种热处理时间条件下,涂层显微硬度和摩擦学性能变化较小。