热处理对新型β钛合金组织与性能的影响

合理的热处理制度能显著影响β钛合金的显微组织和强化行为。通过对一种新型Ti-Al-V-Mo-Cr-Zr-Nb-Fe亚稳β钛合金的固溶时效处理,研究了热处理工艺对该合金组织与力学性能的影响。结果表明:该合金720℃固溶处理后,可以获得单一均匀的等轴β晶粒,为最佳固溶温度;经440~520℃时效处理后,发现时效温度对该新型合金α相析出的形态与尺寸的影响显著:在较低温度440℃时效时β基体上有针状α相析出,平均晶粒尺寸在1~2μm左右;较高温度520℃时效时,α相宽度和片层间距都增大,α相尺寸长大到3~5μm,针状α相向短棒状转化。在实验温度范围内,随着时效温度升高,合金强度降低,塑性增加。720℃固溶较低温度时效合金可获得较好的强度与韧性匹配。该合金理想的热处理工艺参数为720℃/30 min、空冷(AC)+440℃/12 h、空冷(AC),由此可获得到良好的综合性能(抗拉强度UTS=1412.8 MPa,屈服强度YS=1309.4 MPa,延伸率A=8.56%,断面收缩率Z=44.94%)。     

高强高导稀土铝合金导线的热处理工艺正交试验优化

采用正交试验设计方法对稀土铝合金导线的热处理工艺进行优化,并对稀土铝合金导线的力学性能和导电率进行了系统的分析检测。结果表明:对稀土铝合金导线强度和导电率影响最明显的因素是时效温度,其次是固溶温度和固溶时间,最不明显的因素是时效时间。稀土铝合金导线的最优热处理工艺为:530℃固溶1h,190℃时效12h。经最优热处理工艺热处理后,稀土铝合金导线可以获得最优的强度和导电率匹配关系,稀土铝合金导线具有高强度和高导电率,其抗拉强度为322.6MPa,屈服强度为266.5MPa,伸长率为6.44%,导电率为56.1%IACS。     

热处理工艺对6110A铝合金棒材性能和组织的影响

文章以汽车配件用6110A铝合金棒材为研究对象,通过室温静态单向拉伸检测、布氏硬度检测、金相组织观察及拉伸断口组织分析,借助正交试验分析,来研究热处理工艺对6110A合金的性能和组织的影响。结果表明,通过极差分析结果,对6110A铝合金屈服强度和硬度影响程度的主次关系依次为,时效温度、固溶时间、固溶温度、时效时间;对合金抗拉强度影响程度的主次关系依次为,时效温度、固溶温度、固溶时间、时效时间;因此在6110A铝合金的热处理工艺中必须合理的选择控制时效温度。     

7075-T73511铝合金热处理工艺研究

通过正交试验分析不同的热处理制度对7075铝合金力学性能及电导率的影响规律,解决了7075铝合金热处理后力学性能与电导率难以同时满足标准的问题。研究结果表明,二次固溶时间对7075合金的电导率影响最大。在满足标准的前提下,最佳处理工艺为:预应变1%+二次固溶462℃×150 min+双级时效(105℃×8 h+175℃×10 h),此时屈服强度为488MPa,抗拉强度为552 MPa,伸长率为16.5%,电导率为39.5%IACS。     

固溶温度对Ti6Al4V ELI钛合金显微组织及性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究了固溶热处理对Ti6Al4V ELI钛合金显微组织的演变规律,以及显微组织对力学性能的影响关系,结果表明:随着固溶温度的升高,Ti6A14V ELI钛合金初生αp相含量降低,片层α相厚度和β晶粒尺寸均增加;钛合金强度和塑性均随着固溶温度的升高而降低,在952℃固溶后时效,抗拉强度可达915 MPa,延伸率16.8％,断裂韧性仅为84 MPa·m1/2;在997℃进行固溶后时效,钛合金抗拉强度降低至861 MPa,延伸率9.6％,断裂韧性达115 MPa·m1/2.在952℃进行固溶,Ti6A14V ELI钛合金为韧性断裂,提高固溶温度后合金呈韧脆混合型断裂.     

热处理对Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe合金组织与力学性能的影响研究

对Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe(Ti-35421)合金进行了不同工艺的固溶时效处理,研究了热处理后的组织演变规律与力学性能。结果表明：经不同温度固溶+540℃时效后,随着固溶温度的升高,初生α相板条变短变粗,体积分数减少,针状次生α相体积分数增加,Ti-35421合金的强度增加,塑韧性减小,拉伸断口表面韧窝数量减少、尺寸变小,逐渐出现微孔和空洞;经775℃固溶+不同温度时效后,随着时效温度的升高,针状次生α相变短变粗,次生α相间距增大,合金的强度减小,塑韧性增加,拉伸断口表面韧窝逐渐变大变深,微孔和空洞逐渐消失。当热处理工艺为775℃/1 h/AC+560℃/16 h/AC时,Ti-35421合金的抗拉强度为1125 MPa,屈服强度为1024 MPa,延伸率为5.5%,冲击吸收功为36.3 J,具有良好的强塑韧性匹配。     

热处理对挤压成形TC18钛合金管材组织和性能的影响

航空气瓶要求其制作材料抗拉强度在1 080~1 280 MPa之间,屈服强度≥1 010 MPa,延伸率≥10%,断面收缩率≥35%。采用两相区固溶+时效和双重固溶+时效两种工艺,对航空气瓶用的热挤压成形TC18钛合金管进行热处理,研究了热处理制度对材料显微组织和力学性能的影响,探讨了它们之间的影响规律。结果表明,采用固溶+时效热处理获得弥散分布的针状α相,而双重固溶+时效获得片层α相和等轴α相;随着时效温度的升高,两种工艺处理的组织中初生α相均明显减少。采用固溶+时效和双重固溶+时效热处理,合金的力学性均能满足航空气瓶对材料的要求。     

喷射成形7055铝合金锻件的高温力学性能

对喷射成形7055铝合金挤压棒材进行自由锻造及T74热处理(450℃/3 h+475℃/3 h固溶,120℃/8h+160℃/24 h时效),然后分别在室温下、以及加热到100,125,150,175和200℃下保温30 min后进行拉伸试验,待试样冷却到室温后,测定其电导率,观察其金相组织与拉伸断口形貌,研究7055铝合金锻件的室温与高温力学性能以及温度对合金组织的影响。结果表明,热处理后的7055铝合金锻件组织均匀、晶粒细小,并且具有较好的高温稳定性。合金的室温抗拉强度和屈服强度分别为632 MPa和607 MPa,伸长率为14.5%。随温度从100℃升高到150℃,合金电导率基本不变,合金的强度小幅下降;当加热温度从150℃升高到200℃时,电导率显著降低,强度大幅下降。合金的伸长率随温度升高而提高。在200℃下合金的抗拉强度和屈服强度分别为349MPa和335 MPa,伸长率为20%。在100~200℃温度范围内表现出塑韧性断裂特征。     

4032铝合金棒材生产工艺研究

通过对4032铝合金Φ200 mm棒材的热挤压和热处理工业实验,对挤压工艺进行了优化,并研究了热处理制度对其力学性能的影响。研究结果表明,4032铝合金最佳的挤压温度区间为380～430℃;最佳挤压速度为0.1～0.2 m.min-1。经510℃固溶30 min,160℃时效1.5 h后,挤压棒材具有最佳的综合力学性能,其屈服强度达344 MPa,抗拉强度达382 MPa,延伸率达6.25%。     

固溶时效对Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb合金组织和力学性能的影响

研究了固溶温度、时效温度、时效时间对Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb(Ti-65541)合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,在β相变点以上固溶并时效后,合金中析出细小的次生α相,初生α相完全消失;在较低温度固溶并时效后,次生α相和初生α相同时存在。时效温度对合金强度和塑性的影响最为显著,固溶温度次之,时效时间的影响最弱。随着时效温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度降低,塑性提高。随着固溶温度的提高,合金的强度提高,塑性降低。随着时效时间的延长,合金强度和塑性总体呈降低趋势。在740～760℃范围内固溶处理,在540～580℃范围内时效且时效时间在4～6 h内,可获得综合性能优异的Ti-65541合金。     

双级时效对7020铝合金挤压板材组织与性能的影响

挤压态7020铝合金板材经过470℃固溶1h后进行正交实验。采用室温拉伸机、材料显微镜、体式显微镜研究双级时效对7020铝合金挤压板材组织及力学性能的影响。结果表明,经极差分析,材料屈服强度、抗拉强度影响因子重要性排序为:终时效温度初时效温度终时效时间初时效时间;材料伸长率影响因子重要性排序为:终时效温度初时效温度初时效时间终时效时间;正交实验综合力学性能最优双级时效工艺为120℃×8h+150℃×15h;合金经过120℃×8h+150℃×15h后,其断口裂纹扩展区较小,材料韧性较好,微观组织均匀且在其晶界处均匀弥散分布细小第二相。     

双级时效制度对7150铝合金微观组织和性能的影响

采用拉伸测试、电导率测试和透射电镜等手段研究了双级时效制度对7150铝合金的力学性能、电导率和微观组织的影响。结果表明:在本研究范围内,第一级时效制度对合金的力学性能和电导率影响不大;合金经过120℃/8h+160℃/6h,可以达到与单级峰时效处理相当的抗拉强度,并且电导率有明显提高;第二级时效温度为168℃时效时,相比在160℃进行第二级时效,合金在具有同等电导率水平时,损失的强度相对较多,但时效时间明显变短;120℃/8h+160℃/32h双级时效后,合金的抗拉强度为560MPa,屈服强度为520MPa,延伸率为11.5%,电导率22.7MS.m-1,晶内沉淀析出相以η′和η为主,晶界析出相完全断开。     

含银Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu合金的强化固溶行为

采用拉伸力学性能测试、金相显微观察、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金的强化固溶行为。结果表明:经强化固溶处理后,合金固溶态的抗拉强度和屈服强度以及伸长率分别较常规固溶的低15 MPa、16 MPa和1.7%;峰值时效态的抗拉强度和屈服强度较常规固溶的分别高62 MPa和68 MPa,伸长率低0.8%。;强化固溶可使Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金固溶后的第二相粒子减少,但使其时效后的强化相数量增多,密度增大。     

Al-5.87Zn-2.07Mg-2.42Cu合金形变热处理过程的组织与性能演变

通过维氏硬度试验、力学性能试验以及透射电镜观察,研究了Al-5.87Zn-2.07Mg-2.42Cu合金在最终形变热处理(固溶—预时效—变形—终时效)过程中的组织演变和力学性能,并优化出最适宜的工艺制度。结果表明,Al-5.87Zn-2.07Mg-2.42Cu合金最适宜的形变热处理工艺为480℃/1 h+100℃/8 h+30%+120℃/10 h。100℃/8 h预时效处理后,合金基体内弥散析出大量细小的沉淀相。经30%冷变形引入位错后进行120℃/10 h终时效处理,析出相数量增多且尺寸增大。最终形变热处理后合金的硬度、抗拉强度和屈服强度分别为200 HV、645 MPa和621MPa,分别比T6态合金的增加了19 HV、67 MPa和110 MPa。     

热处理工艺对TB9钛合金棒材组织和性能的影响

文章借助光学显微镜、扫描电镜和室温拉伸机,研究了不同固溶和时效温度对TB9钛合金棒材显微观组织、力学性能及断口形貌的影响。结果表明：在时效温度相同的条件下,随着固溶温度的升高,β相晶粒尺寸增加,抗拉强度和屈服强度呈下降趋势,延伸率和面缩率变化较小;在相同固溶处理工艺条件下,随着时效温度的升高,β相晶粒尺寸增加,在高于510℃时效后,β相晶内和晶界处出现了大量α析出相,抗拉强度和屈服强度显著降低,延伸率和面缩率显著提高;随着固溶温度的增加,相同时效温度处理的断口形貌由韧窝状塑性断裂逐渐向脆性断裂转变,韧窝含量减小,沿晶断裂的含量增加。     

双级时效对7021铝合金力学性能的影响

研究了双级时效制度对7021铝合金性能的影响,并通过正交试验极差分析了不同的双级时效制度对7021铝合金力学性能及硬度的影响规律。实验结果表明:二级时效温度对7021合金的性能影响最大。获得最佳性能的最佳双级时效工艺为125℃×7h+135℃×9h。此时屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度分别为410.72MPa、441.01MPa、15.33%和132HB。     

热处理对新型医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb钛合金显微组织与力学性能的影响

分析了不同热处理制度对新型医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:经(α+β)两相区固溶处理后,合金主要由初生α相和β相组成;初生α相尺寸短小,以颗粒状形式出现在晶粒内部和晶界附近。在实验参数范围内,升高固溶温度导致初生α相的体积分数降低,β相的体积分数增加。经β单相区固溶处理后,合金主要由单一β相组成;随着固溶温度升高,β相晶粒逐渐长大,晶粒尺寸约为25μm。经(α+β)两相区固溶+时效处理后,在β相基体上析出针状α相,尺寸细小,呈交叉排列。经β单相区固溶+时效处理后,在β相晶界附近和晶粒内部析出尺寸大小不一的细针状α相;晶界附近析出的α相具有一定的取向,晶粒内部析出的α相横纵交错,大小不均匀。经固溶处理后,合金获得中等水平的强度和较好的塑性;随着固溶温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐减小,塑性和弹性模量逐渐增加。经(α+β)两相区固溶处理后,合金的抗拉强度与屈服强度之差(Rm-Rp0.2)较β单相区固溶处理后的大。经(α+β)两相区固溶+时效处理后的合金强度增量高于β单相区固溶+时效处理后的合金强度增量。在相同时效条件下,随着固溶温度升高,合金的强度和模量逐渐减小,延伸率基本保持不变。经780℃/30min固溶空冷+480℃/6h时效空冷处理后合金的弹性模量达最小值(E=64GPa),最接近于人体自然骨骼等硬组织的弹性模量。     

热处理工艺对注射成形IN713C合金组织与力学性能的影响

以气雾化IN713C合金粉末为原料,采用注射成形工艺制得合金材料,分别在1 150,1 175和1 200℃下进行固溶处理,然后在760,850和930℃进行时效热处理,通过扫描电镜(SEM)及能谱仪对合金的显微组织与物相组成进行观察与分析,并测定时效态合金的硬度与抗拉强度。结果表明:固溶温度达到1 175℃后,继续升高温度,则冷却过程中γ′析出相减少,固溶处理温度为1 175℃时合金的硬度(HRC)和抗拉强度分别为42.4和1175.9 MPa。时效处理温度为760℃时,合金的硬度(HRC)和抗拉强度分别达到43.6和1 223.7 MPa;时效温度高于760℃时,γ′相尺寸由于晶格错配度过大而粗化,随时效处理温度升高,γ′相尺寸逐渐增大,数量逐步减少,强化相体积分数降低,合金的硬度与抗拉强度都降低。注射成形IN713C合金的最优热处理制度为1 175℃/2h/AC+760℃/16 h/AC。     

固溶时效处理对SLM成形CoCrWMo合金组织与性能的影响

采用激光选区熔化成形工艺制备CoCrWMo合金,将合金在1 200℃固溶1 h后再分别在600,700,750,800和900℃下时效10 h,研究固溶-时效处理对合金组织与性能的影响。结果表明,SLM成形态CoCrWMo合金由FCC的γ相和HCP的ε相马氏体组成。在固溶时效过程中,发生γ相(FCC相)向ε相(HCP相)的转变,随时效温度升高,ε相马氏体含量增加,同时析出沉淀物M_(23)C_6(M=Cr,Mo,W)。在750℃时效的合金中,ε相比例为77%,表明时效处理可促进FCC→HCP马氏体的相变,所有时效态合金的显微硬度均明显高于固溶态合金的硬度。在750℃时效的合金,在兼顾伸长率的同时,强度提高,抗拉强度和屈服强度分别为1 076 MPa和820.8 MPa,伸长率达10.5%。     

固溶-时效处理对7A46铝合金型材组织性能的影响

采用力学性能测试、金相、X射线衍射、扫描电镜和透射电子显微分析对7A46合金型材的固溶-时效工艺、组织性能进行了研究。结果表明,这种合金适宜的固溶-时效制度为470℃/1h水淬,之后120℃/36h时效。在此条件下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为450MPa、423MPa和14.0%。