新型高密度合金的组织与性能

基于面心立方固溶体结构和时效强化机理,设计出一种新型高密度合金NiW750。利用SEM,TEM对合金微观组织进行观察,采用分离式Hopkinson压杆实验研究合金在动态压缩条件下的特点,并将此合金与其领域常用材料超高强度钢G50及钨合金93WNiFe进行对比。结果表明:NiW750合金在3种材料中综合性能最好。在750℃/5h时效后,合金抗拉强度可达1746MPa,冲击韧度( a kU )可达113J/cm^2。在动态加载条件下,材料存在应变率硬化效应,其动态流变应力可达到2250MPa左右。试样在与中心轴线成45°方向形成绝热剪切带,在应变率约5500s -1 条件下,带宽80~150μm,过渡区较宽,避免材料剪切断裂过早出现。     

固溶时效处理对Ni30高温合金组织和性能的影响

为了探究Ni30高温合金的固溶生产工艺,本工作以Ni30高温合金作为研究对象,结合JMatPro数值模拟,对其进行固溶和时效热处理。采用金相显微镜、SEM、EDS和XRD等手段研究了不同固溶温度对Ni30高温合金组织和性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高,合金中的碳化物逐渐溶解,晶粒尺寸逐渐长大,晶粒长大过程符合Arrhenius公式,晶粒长大激活能为74.33 kJ/mol。随着固溶温度的升高,硬度先下降后趋于稳定,最大为41.8HRC;在800℃高温拉伸试验过程中,抗拉强度、屈服强度先上升后下降,拉伸断口基本以韧窝为主,当合金在1 080℃固溶时,经时效处理后抗拉强度值最高为810 MPa,屈服强度值最高为700 MPa。     

ECAP工艺及时效处理对Cu-Cr-Zr合金组织和性能的影响

研究等径弯曲通道变形(ECAP)与时效相结合的不同加工工艺对Cu-0.8Cr-0.15Zr合金的组织和性能的影响。结果表明,合金经ECAP挤压8道次后形成了均匀的等轴晶结构,平均晶粒尺寸为200nm,时效使得合金组织均匀性进一步提高。室温力学性能和导电性能测试结果显示,合金具有很强的时效强化效应,时效前的冷变形能显著提升合金的性能,合金经ECAP工艺8道次挤压后420℃时效3h,合金的硬度、抗拉强度和伸长率分别达到了249.15 Hv,623.1MPa和12.3%,合金的导电率达到了85.34%IACS。ECAP过程中合金的强化机制主要是细晶强化,细小弥散分布的析出相对位错的钉扎作用也为合金性能的提升做出了贡献。     

固溶时效处理对Cu-Al合金机械性能的影响研究

以Cu-Al-Ni-Fe-Mn为研究对象,在固定固溶处理温度为900℃、固溶时间为1 h的条件下,通过改变时效处理温度,研究了不同时效处理温度对Cu-Al合金性能的影响。采用洛氏硬度计、SEM、电子万能试验机等对铜铝合金的洛氏硬度、微观形貌和力学性能等进行了分析。结果表明,随着时效处理温度的升高,Cu-Al合金的硬度、抗拉强度和断裂延伸率均先升高后降低,当时效处理温度为550℃时,Cu-Al合金的硬度达到了最大值45.2 HRC,抗拉强度和断裂延伸率分别达到最大值895.8 MPa和2.38%,时效处理效果最佳。形貌分析可知,随着时效处理温度升高到550℃,Cu-Al合金的硬质相和第二相粒子增多,沉淀强化的效果增强,且断口形貌的韧窝加深,位错滑移的难度增加,从而使Cu-Al合金的力学性能得到了显著改善。综合可知,Cu-Al合金的最佳时效处理温度为550℃。     

变形条件对2519A铝合金动态力学性能与组织演化的影响

为研究温度与应变率对2519A铝合金动态力学行为及组织演化的影响,采用霍普金森压杆对2519A铝合金进行了不同温度(-90~350℃)、不同应变率下的动态冲击压缩实验,分析了该合金的动态力学性能,并结合金相显微镜与透射电镜对合金在冲击变形后的微观组织进行分析。结果表明:在250~350℃的高温环境冲击下,合金的流变应力迅速下降,组织以形变带为主,同时组织内伴随有明显的动态回复和动态再结晶。在20~150℃的环境中进行动态冲击,合金变形时组织出现了典型的绝热剪切带特征。在室温、应变率达到8200s-1时,应变率强化效果发生转变。随着温度降至-90℃,在绝热剪切带内的组织出现了长度较短、连续性差的微裂纹,同时组织内的长条状第二相粒子发生不同程度的脆性断裂。     

均匀化及时效处理对Al-Zn共析阻尼合金组织及性能的影响

采用井式电阻炉熔炼及真空感应熔炼的方法制备名义成分为50Al-48.9Zn-1Ti-0.1Ce(原子百分数，at%)的合金，然后在380℃保温20 h进行均匀化处理，并于150℃下分别进行1 h、2 h、4 h、6 h, 10 h的时效处理，研究了均匀化及时效处理对Al-Zn共析阻尼合金组织和性能的影响。结果表明：均匀化处理消除了原铸态组织中的枝晶偏析，此时合金主要由α-Al分布在η-Zn基体上的共析组织所构成。然而经不同时间时效处理后的合金则主要由η-Zn分布在α-Al基体上的共析组织所构成。随着时效时间的增加，α-Al相含量逐渐增加(在均匀态下以及时效1 h、2 h、4 h、6 h、10 h后α-Al相的面积百分数分别约为16.1%、40.3%、47.2%、54.7%、60.1%、68.2%),共析组织不断粗化，且其形貌逐渐从不规则片层或颗粒状向近似等轴的颗粒状而转变。随着时效时间的延长，Al-Zn共析阻尼合金的阻尼性能不断上升(对于时效10 h后的合金试样，当应变振幅为8×10^-4时，其tanδ的值约为0.052)。与均匀态下的合金相比，短时时效处理后Al-...     

稀土Nd对热挤压Mg-Y-Nd-Zr合金组织性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和室温拉伸试验研究了稀土Nd对热挤压Mg-5 0Y-xNd-0.6Zr(x=0,1.0,2.6,4.2,质量分数/ %,下同)合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:随着Nd加入量增大,挤压合金中带状分布的β和Mg24Y5相颗粒增多,促进了动态再结晶的形...     

高温退火和时效处理对Ni47Ti44Nb9合金显微组织和马氏体相变的影响

本文用金相显微镜，电子探针和电阻率－温度曲线测试仪研究了高温退火和时效对Ｎｉ４７Ｔｉ４４Ｎｂｇ合金显微组织和马氏体相变的影响。结果表明，加热温度高于１０５０℃时，β－Ｎｂ相粒子聚集长大，但对马氏体相变并不产生明显影响。与富Ｎｉ的近等原子比Ｔｉ－Ｎｉ合金不同，Ｎｉ４７Ｔｉ４４Ｎｂｇ合金在时效过程中没有时效析出和时效硬化现象。Ｎｂ加入Ｔｉ－Ｎｉ合金中抑制了时效析出和Ｒ相变，从而降低了马氏体相变温度受热     

固溶时效处理对4043铝合金沉积层组织与性能的影响

目的 研究CMT增材制造的4043铝合金在固溶时效处理后的组织与性能变化规律。方法 利用基于冷金属过渡技术的金属丝材增材制造方法制造出4043铝合金试件,采用金相组织观察、硬度测试、室温拉伸性能测试、能谱分析等手段,观察并测试固溶时效处理后4043铝合金沉积层的组织与性能。结果 增材制造的沉积层与母材间的成分分布不均匀,Al多以树枝状晶形式存在,共晶Si以片状形式存在,固溶时效处理能够使沉积层内共晶Si聚集,元素扩散均匀。在540℃下固溶处理2 h、180℃下时效处理8 h后,性能提升最为明显。结论 使用增材制造方式制造零件后,可采用固溶时效处理的方式改善组织、提高性能,从而扩大使用范围。     

热处理对BT14钛合金显微组织和力学性能的影响

本文研究了BT14钛合金热处理规范→显微组织→力学性能之间的关系.结果表明:热处理工艺对组织和力学性能的影响很大.其中,随着退火温度的升高,初生α相含量逐渐减小,α相颗粒逐渐粗化,向等轴状发展;随着退火温度的升高,合金的强度和硬度逐渐减小,但塑性变化是先升高后减小的趋势.热处理强化规范中低温淬火 低温时效所得的合金综合性能较优.但BT14钛合金强化效果不明显.     

Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of a new β high strength titanium alloy

Microstructure and mechanical properties of a new β high strength Ti–3.5Al–5Mo–6V–3Cr–2Sn–0.5Fe titanium alloy were investigated in this paper. Both the α/β and β solution treatment and subsequent aging at temperatures ranging from 440 °C to 560 °C for 8 h were introduced to investigate the relationship between microstructures and properties. Microstructure observation of α/β solution treatment plus aging condition shows that the grain size is only few microns due to the pinning effect of primary α phase. The β solution treatment leads to coarser β grain size and the least stable matrix. The size and volume fraction of secondary α are very sensitive to temperature and strongly affected the strength of the alloy. When solution treated at 775 °C plus aged at 440 °C, the smallest size (0.028 μm in width) of secondary α and greatest volume fraction (61%) of α resulted in the highest yield strength (1624 MPa). And the yield strength decreased by an average of 103 MPa with every increase of 40 °C due to the increase of volume fraction and decrease of the size of secondary α. In β solution treatment plus aging condition, tensile results shows that the strength if the alloy dramatically decreased by an average of 143 MPa for every increase of 40 °C because of larger size of secondary α phase than α/β solution treated plus aged condition.     

热处理对铸造Ti15-3合金显微组织和力学性能的影响

借助光学显微分析、ＴＥＭ和ＳＥＭ分析手段研究了不同热处理工艺对Ｔｉ１５－３合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：合金在铸态时的组织特征为粗大的β相,由于合金中没有析出相的弥散强化作用,因而合金的强度低,在不同温度时效处理后,在晶内和晶界析出α相,随着时效温度和时效时间的增加,析出相不断粗化,与铸态相比,合金时效后强度大幅度提高而处伸率大幅度下降,在变形过程中,合金中的位错在析出相周围形成缠结,合     

Ce对铸态5356铝合金组织性能的影响

为探索稀土元素Ce对5356铝合金组织性能的影响,本文采用气泡浮游法,通过添加不同成分微量的稀土元素Ce精炼制备出含Ce不同含量的5356铝合金,通过显微组织观察、室温拉伸试验、密度测试等方法研究了在5356铝合金基体中添加稀土元素Ce对其组织性能的影响.实验结果表明:合金的力学性能及密度随着Ce添加量的增加而得到改善;稀土元素Ce既能够提高合金的抗拉强度、断后伸长率及硬度等力学性能,又能够提高合金的致密度使得铸锭中的气孔或疏松减少;添加Ce质量分数为0.4%时,其力学性能改善效果最佳,抗拉强度达到245.8 MPa,屈服强度为101.24 MPa,断后伸长率增加至29.05%,其密度也达到最大,相对提高了0.67%.     

Effect of cooling aging on microstructure and mechanical properties of an Al–Zn–Mg–Cu alloy

In the present work, Al–Zn–Mg–Cu alloy was aged by non-isothermal cooling aging treatment (CAT). At high initial aging temperature (IAT), the hardness was decreased with the decreased cooling rate. However, when IAT was lower than 180 °C, the hardness was increased with the decreased cooling rate. Conductivity was increased with the decreased cooling rate regardless of IAT. The tensile strength, yield strength and conductivity of Al alloy after (200–100 °C, 80 °C/h) CAT were increased 2.9%, 8.1% and 8.3% than that after T6 treatment, respectively. With an increase of IAT and decrease of cooling rate, the fine GP zone and η′ phase were transformed to be larger η′ and η precipitates. Moreover, continuous η phase at grain boundary was also grown to be individual large precipitates. Cooling aging time was decreased about 90% than that for T6 treatment, indicating cooling aging could improve the mechanical properties, corrosion resistance and production efficiency with less energy consumption.     

热处理工艺对高强高导铜合金组织级性能的影响

本研究利用多道次等径角挤压工艺制备了超细晶Cu-Cr-Zr合金棒,在450 ℃人工时效4h后,获得最佳综合性能:抗拉强度610 MPa,断裂延伸率12.5%,硬度199 HV,电导率77%IACS。通过EBSD技术和TEM分析,揭示了该工艺条件下合金主要的强化机制:超细晶组织贡献了260.6 MPa,析出相强化贡献了149 MPa,加工硬化效果为163.9 MPa。相比于等径角挤压试样,析出相取代了固溶原子,强化效果显著提高;而位错密度降低,加工硬化效果显著降低。     

淬火速率对7055铝合金组织和力学性能的影响

通过常温力学性能测试和透射电镜(TEM)研究了淬火速率对7055铝合金组织和力学性能的影响.结果表明,一定时效条件下,合金的力学性能随淬火速率降低而下降.组织观察发现,淬火速率小时,合金在冷却过程中于A l3Zr粒子和晶界非均匀形核析出粗大η平衡相,降低固溶体过饱和程度,削弱时效强化效果.时效时这些粗大η平衡相继续长大并在周围形成无沉淀析出带.晶界无沉淀析出带宽度随淬火速率降低而增大.对合金力学性能下降的原因进行了分析和探讨.     

热处理对SCR成形Al-1.5Mg-0.3Sc合金线材性能的影响

采用单辊搅拌冷却技术（Shearing—Cooling-Rolling，简称SCR）和在线固溶处理方法制备了Al-1．5Mg-0．3Sc（wt％）合金线材，研究了不同在线固溶温度条件下时效处理对合金线材的微观组织和拉伸性能的影响．结果表明：SCR技术对合金线材具有剪切细化功能，在铝基体内产生大量位错，时效析出大量Al3Sc强化相粒子，与位错交互作用．随着在线固溶温度下降，合金线材时效析出沉淀相Al3Sc的弥散度增加，合金线材的抗拉强度和延伸率提高；随着过时效时间的延长，合金线材的抗拉强度下降，线材的延伸率提高，时效8h，延伸率达峰值．     

Effect of aging on the tensile properties and microstructures of a near-alpha titanium alloy

The effect of aging temperature between 650 °C and 750 °C for different aging times on the tensile properties and microstructures of Ti60 alloy were studied. The results show that the strength of the alloy increases first and then decreases with the aging temperature increases from 650 °C to 750 °C. The reduction of area of the alloy is more sensitive to the aging time than elongation. With increasing aging temperature and time, the volume fracture and grain size of silicides and α₂ phase increase gradually. The silicides have the strengthen effect on the Ti60 alloy, but the effect weakens when the silicides grow up. The loss of ductility is mainly attributed to the precipitation of α₂ phase after aging treatment.