Al-Zn-Mg-Cu合金板材时效工艺对其硬度和电导率的影响

从一种Al-Zn-Mg-Cu合金5.0 mm厚度的热轧-中温轧制板材切取试料,在盐浴炉中进行470℃1 h固溶处理、水中淬火,然后进行不同人工时效制度处理,从而研究单级时效制度、双级时效制度对该Al-Zn-Mg-Cu合金板材的硬度、电导率的影响,确定了采用双级人工时效工艺制度处理该合金板材可获得好的综合性能。为实际生产该合金板材提供了一定的依据和技术支持。     

淬火温度对Fe-Cr-B-C合金涂层组织及硬度的影响

利用等离子堆焊工艺制备了Fe-Cr-B-C合金涂层,并对其进行了不同温度(850、950和1050 ℃)的淬火处理。利用OM、SEM、XRD研究了合金涂层不同温度淬火后的显微组织,利用显微硬度计对合金涂层的硬度进行了测试。结果表明:堆焊态Fe-Cr-B-C合金涂层的显微组织由树枝晶基体和网状硼碳化物组成;经1050 ℃淬火处理的Fe-Cr-B-C合金涂层网状硼碳化物回溶、球化,硬度达64.3 HRC,综合性能最优。     

铜添加对近共晶Al-Si-xCu合金的微观组织和硬度的影响

研究铜含量对Al-Si-xCu（x=2%,3%,4%and5%）合金的微观组织和硬度的影响。不同铜含量的铝合金经熔炼后于690°C铸造成湿砂模并固化,于500°C保温7h进行固溶处理后对样品进行水冷。随后于190°C进行时效处理,分别保温5,10和15h,研究时效时间对基体硬度的影响。采用差热分析法,在冷却速度30K/min下确定平衡相的转变温度,并研究铜含量对四元共晶合金的形成和α（Al）＋Si熔点的影响。结果表明,随着铜含量的增加,发生析出硬化从而导致基体硬度增加,α（Al）＋Si的熔点降低,共晶相的含量增加。当铜含量超过2%时,生成熔点为507°C的四元共晶相。     

热处理对AlFeCrCoNiMo高熵合金微观组织与硬度的影响

利用真空电弧熔炼法制备了AlFeCrCoNiMo高熵合金。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度仪,研究了退火对高熵合金的微观组织及硬度的影响。结果表明:铸态以及退火后的合金是树枝晶结构,枝晶间是由Cr_9Mo_(21)Ni_(20)和NiCoCr金属间化合物组成的共晶结构;随着退火温度的升高,FCC相逐渐减少,并会析出新的金属间化合物;合金的微观应力表现出先增大后减少的变化趋势;合金的硬度随着退火温度的升高先升高再降低,合金的应力与硬度的变化趋势一致,当退火温度达到800℃时,合金的硬度达到最大。     

Cr含量对Fe-B-C系耐磨合金堆焊层组织和硬度的影响

为了抑制高硼铁基耐磨堆焊合金硬质相Fe2B内部的显微裂纹,改善堆焊合金层的耐磨性能,向Fe-B-C系耐磨堆焊合金中添加不同含量的Cr,研究Cr含量对堆焊层组织形貌、物相组成及硬度的影响。试验采用添加不同含量微碳铬铁粉的方式,利用等离子粉末堆焊的工艺,在Q235钢板上制备具有不同Cr含量的高硼铁基堆焊合金,通过光学显微镜、XRD,SEM,EDS及洛氏硬度等方法对耐磨堆焊层的组织形貌、物相组成及硬度进行了分析。研究结果表明,未添加微碳铬铁粉时,堆焊合金层由初晶Fe2B相和共晶组织α-Fe+Fe3(C,B)组成;当微碳铬铁粉的添加量为30%时,出现新的初晶相Fe1.1Cr0.9B0.9;Cr元素具有促使堆焊层组织硬质相Fe2B析出的作用,并且能有效抑制初晶Fe2B相显微裂纹的产生;堆焊层的硬度随Cr含量的增加而增加,当微碳铬铁粉添加含量为55%时,硬度高达到65.5 HRC。创新点： 设计了一种高硬度、高抗裂性的高硼铁基耐磨堆焊合金材料。阐明了堆焊合金组织的形成规律,揭示了Cr对堆焊合金的改性机理。堆焊合金以麦穗状初晶相Fe1.1Cr0.9B0.9为耐磨骨架,共晶组织α-Fe+M3(C,B)为支撑相,两者相互协调配合,有效解决了高硼铁基耐磨堆焊合金的脆性过高的难题。     

钼对高铬铸铁激光熔覆层组织和硬度的影响

在两种不同的扫描速度下（100mm/min、300mm/min）,在20钢基体表面激光熔覆钼粉与高铬铸铁复合粉末,利用扫描电子显微镜、维氏硬度计检测了不同钼粉含量时（0.5%、3%、5%、7.5%、10%）熔覆层的显微组织和硬度。结果表明,钼粉与高铬铸铁复合粉末经激光熔覆后,晶粒细化,组织致密,无裂纹、气孔等缺陷;在较低的扫描速度下,加入钼后,能细化晶粒,促进条状珠光体向胞状奥氏体枝晶转变,不同钼含量下熔覆层的平均硬度分别为160、172、193、212和226 HV0.2;在较高的扫描速度下,钼加入后,能抑制碳化物生长,促进长条状的初生合金碳化物向方块状、层片状的碳化物转变,有利于抑制开裂。不同钼含量下熔覆层的平均硬度分别为586、612、637、682和712 HV0.2。     

均匀化退火对Al-4.8Zn-1.6Mg合金组织与硬度的影响

采用OM、SEM及硬度测试等手段研究了均匀化退火处理对Al-4.8Zn-1.6Mg合金微观组织与性能的影响。结果表明：合金铸态组织主要由-Al和晶界处非平衡低熔点第二相组成。随着退火温度升高或保温时间延长,晶界上熔点较低的非平衡第二相逐渐回溶到-Al中,偏析现象基本消除,合金元素分布趋于均匀。在退火时间保持不变时,随着退火温度升高,合金硬度逐渐上升。当退火温度不低于315 ℃时,随退火时间的延长,合金硬度呈下降趋势。当退火温度超过355 ℃时,随着退火时间的延长,合金硬度逐渐上升。该合金适宜的均匀化退火处理工艺为465 ℃/24 h。     

Ti靶电流对CrTiAlN镀层组织结构及硬度的影响

利用磁控溅射技术在高速钢和单晶硅基体上沉积CrTiAlN梯度镀层,研究Ti靶电流对CrTiAlN镀层组织、相结构及硬度的影响.利用EDS、XRD和SEM分析镀层的成分、相结构及形貌,采用显微硬度计测量镀层的硬度.结果表明:随着Ti靶电流的增大,镀层中的Ti原子逐渐置换CrN中的Cr原子形成Cr-Ti-N体系,同时出现少量的TiN相;镀层生长的择优取向由(111)晶面逐渐转变为(200)晶面;镀层柱状晶的结构更为致密,其表面形貌由三棱锥结构逐步变为胞状结构;随Ti靶电流的增大,镀层硬度逐渐由1267HV升至1876HV.     

Fracture resistant super hard materials and hardmetals composite with functionally designed microstructure

Polycrystalline diamond and other hard materials are widely used in earth boring, mining, and construction tool applications. Chipping and fracture resistance is often improved by various means at the expense of hardness and wear resistance. This trade-off between wear resistance and chipping resistance hinders the development of hard and super hard materials for many industrial applications. A new approach, characterized as “hard materials composites with functionally designed microstructure” including polycrystalline diamond and cemented tungsten carbide, is discussed. The functionally designed microstructure offers enhanced chipping resistance and toughness without significantly sacrificing wear resistance.     

Effect of carbide formers on microstructure and thermal conductivity of diamond-Cu composites for heat sink materials

Diamond-copper composites were prepared by powder metallurgy, in which the diamond particles were pre-coated by magnetic sputtering with copper alloy containing a small amount of carbide forming elements (including B, Cr, Ti, and Si). The influence of the carbide forming element additives on the microstructure and thermal conductivity of diamond composites was investigated. It is found that the composites fabricated with Cu-0.5B coated diamond particles has a relatively higher density and its thermal conductivity approaches 300 W/(m·K). Addition of 0.5%B improves the interfacial bonding and decreases thermal boundary resistance between diamond and Cu, while addition of 1%Cr makes the interfacial layer break away from diamond surface. The actual interfacial thermal conductivity of the composites with Cu-0.5B alloy coated on diamond is much higher than that of the Cu-1Cr layer, which suggests that the intrinsic thermal conductivity of the interfacial layer is an important factor for improving the thermal conductivity of the diamond composites.     

Influence of Ti addition on the microstructure and hardness properties of near-eutectic Al–Si alloys

In this study, the influence of Ti addition on the microstructure and hardness of near-eutectic Al–Si has been investigated. Near-eutectic Al–Si alloys (13.1 wt.% Si) with 0.1, 1, 2, 3, 5, and 10% Ti have been utilized for this purpose. The melting operation was carried out in an electrical furnace, where the charge materials were placed in a graphite crucible. After melting, alloys have been cast in the metal mold at 1100 °C and solidified.     

热处理对Stellite12堆焊层-2507双相不锈钢基体组织和硬度的影响

采用等离子堆焊技术在SAF2507双相不锈钢(DSS)表面堆焊Stellite 12 Co基合金熔覆层。通过光学显微镜、扫描电镜和维氏硬度计研究了不同热处理方式对Stellite 12堆焊层-2507 DSS基体体系微观组织和硬度的影响。结果表明,在2507双相钢表面堆焊Stellite 12 Co基合金,热影响区(HAZ)有大量氮化物析出。经1100℃保温1 h水冷,堆焊层热影响区氮化物溶解消失。经空冷和炉冷后,堆焊层热影响区有σ相析出。堆焊层热处理后显微组织变细,且硬度有小幅度增加。     

镍—磷合金化学镀镀层成分及时效处理温度对镀层组织性能的影响

用化学镀方法在模具材料表面沉积－层镍－磷合金镀层,通过改变镀层的磷含量、镀后时效处理温度、时效处理时间等参数,用扫描电镜观察镀层组织形貌及用维氏硬度计测定共硬度变化规律,从而得到出了最恰当的时效处理工艺及最佳磷含量。     

浸渗温度对SiC/Al双连续相复合材料界面组织和导热性的影响

采用原位反应无压浸渗工艺,制备了Si C/Al双连续相复合材料,研究烧结温度对Si C/Al双连续相复合材料的导热性能的影响,观察Si C/Al双连续相复合材料的表面形貌。结果表明:Al合金熔体在无压下能渗入三维网状Si C多孔陶瓷孔隙,形成组织均匀具有网络贯穿结构的Si C/Al双连续相复合材料。浸渗温度对复合材料的导热系数影响很大,当浸渗温度为900、1000、1100和1200℃时,复合材料室温下的导热系数分别为167.4、160、154和152 W/(m·K),与浸渗温度900℃相比,浸渗温度1200℃复合材料室温下的导热系数下降了9%。因此,在保证浸渗完全的情况下,随着浸渗温度的升高,复合材料的导热性能越来越差,这主要是由于高温下熔融Al液与Si C陶瓷之间发生界面反应所致;适当地降低熔渗温度可以减缓界面反应的程度,从而提高复合材料的导热性能。本实验的最佳工艺条件为N2气氛,900℃保温3 h。     

Influence of alloying additions on microstructure and thermal properties in compact graphite irons

Abstract

Nineteen compacted graphite cast irons were investigated to determine how alloying additions affect the thermal transport properties and microstructure. All melts were based on one chemical composition and alloying elements were added to obtain melts with variation in magnesium, silicon, carbon, copper, tin, chromium and molybdenum. Increasing amounts of magnesium resulted in a further compaction of the graphite particles, reducing the thermal conductivity. Large amounts of silicon resulted in a fully ferritic metal matrix. Silicon also formed solid solution with iron which had a deteriorating effect on the thermal conductivity, i.e. the larger amount of silicon the lower the thermal conductivity. Copper and tin promoted formation of pearlite that had worse thermal properties compared to ferrite. Increasing amount of ferrite generally had a positive influence of the thermal conductivity. Chromium and molybdenum were carbide forming elements and carbides had a negative influence on the thermal conductivity.     

再结晶退火对Fe-24Mn-0.7Si-1.0Al TWIP钢组织和硬度的影响

通过对Fe-24Mn-0.7Si-1.0Al TWIP钢分别在700℃和1000℃退火不同时间,研究退火对合金显微结构和硬度的影响,并讨论了合金再结晶行为及其对组织性能的影响规律。结果显示：合金通过亚晶界迁移机制形成再结晶晶核,进而长大实现再结晶。合金分别在700℃保温5 min或1000℃保温1 min即可完成再结晶。完成再结晶后随着保温时间延长,晶粒尺寸先迅速增大后趋于饱和,而合金硬度先快速降低后趋于平缓。再结晶过程中位错的消失是导致硬度下降的主要原因。     

预处理工艺对热作模具钢5Cr8MoNi2SiV组织与硬度的影响

研究了一种新型热作模具钢5Cr8Mo Ni2Si V的热力学相变规律和CCT曲线,为改善该钢铸态组织的严重偏析和提高材料切削性能,分析普通常规退火、正火+球化退火和正火+等温球化退火3种预处理工艺对该钢组织和性能的影响。结果表明:试验钢经1090℃×1 h正火+880℃×2 h+680℃×48 h等温球化预处理,能显著改善碳化物偏析,并使硬度大大降低,改善切削性能。     

淬火温度对铸造Fe-B-Al合金组织和硬度的影响

利用光学显微镜,扫描电镜,电子探针显微分析仪,X衍射分析和硬度测试等手段,研究了淬火温度对铸造Fe-B-Al合金显微组织及硬度的影响。结果表明,铸造Fe-B-Al合金的凝固组织主要由铁素体、珠光体和枝晶间连续分布的网状Fe2B组成。经过900~1100℃淬火后,共晶硼化物出现断网,随淬火温度提高断网现象愈加明显,在1100℃淬火时基体转变为马氏体,网状硼化物基本断裂,并成孤立分布;在900~1050℃淬火时,硬度在37~39 HRC波动但变化不大;在1100℃淬火时,硬度出现突变,达到54.1 HRC。     

时效处理对P92钢组织及硬度的影响

对经淬火+回火后的P92钢进行650 ℃不同时间时效处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对淬火和不同时间时效处理试样进行组织及析出相观察及分析;采用洛氏硬度计对其进行硬度测试。结果表明,P92钢淬火组织为板条马氏体+残留奥氏体+M₂₃C₆+MC。经不同时间时效处理后的基体组织均为回火托氏体,同时存在有M₃C、MC、M₂₃C₆等碳化物。时效150 h时Laves相开始析出,且随着时效时间延长,析出物尺寸增大,P92钢的硬度不断降低。时效初始硬度约为24 HRC,时效250 h后硬度约为20 HRC。     

退火温度对铱板材硬度及组织的影响

采用包覆轧制的方法制得铱板。对铱板材样品在1200～1750℃几个不同温度进行退火处理,随后进行显微硬度测试和显微组织分析。结果表明,适当的退火温度可以降低铱板材的硬度和变形抗力;克服铱板加工硬化快、成材困难的最佳热轧加工温度参数是：铱板热轧开坯的温度1500～1650℃,终轧温度不低于1300℃。