2195合金轧制板材的显微组织研究

采用金相、SEM和TEM并借助力学性能测试,对2195合金三种典型状态的轧制产品的显微组织与性能进行了分析。SEM及能谱分析发现,在所有状态的板材中,均存在粗大、不规则形状的Al 7 Cu 2Fe结晶相,所有的中间热处理工序均不能消除这种有害相。金相和TEM显示,热轧板的显微组织是以含细小多变化亚结构的纤维态组织为特征,冷轧板的显微组织则是以含高密度位错胞的扁平晶粒组织为特征。TEM观察表明,时效态产品中主要含弥散、片状T1（Al2 CuLi）相,并伴以少量片状（Al 2Cu）相;拉伸试验结果显示,近峰值时效的2195-T851薄板可获得理想的综合力学性能。本文结合生产条件对2195合金不同产品状态的显微组织的形成及其演变进行了讨论。     

W-Ni-Fe高密度合金的力学性能与显微组织研究

研究了W—Ni—Fe系高密度合金的力学性能与显微组织，并分析了相关的变化规律，从而探索了制取高性能W—Ni—Fe高密度合金材料的有效途径。     

Ca对AE41合金的显微组织和力学性能的影响

研究了Ca的低合金化对稀土镁合金AE41显微组织和力学性能的影响。研究结果表明，Ca能显著地细化合金的铸态组织，并在合金的显微组织形成热稳定性很高、分布均匀的弥散强化相颗粒Mg2Ca。少量的Ca加入AE41能有效地改善合金的力学性能，尤其是提高在150℃－225℃温度范围内的强度和蠕变抗力。在175℃，70MPa条件下，加入了0．1％Ca后，合金的蠕变速率比基体合金降低了一个数量级。从综合性能的角度考虑，在AE41中Ca的加入量以0．1％为宜。     

Ti—14Al—21Nb合金的显微组织与力学性能

采用Ｘ射线、光学显微镜、高压透射电镜和自动图像分析仪以及室温、高温力学性能的测试设备，研究了Ｔｉ－１４Ａｌ－２１Ｎｂ合金的合金化、热变形及热处理对该合金的微组织和性能的影响。     

Er对Al-Mg合金显微组织和力学性能的影响

以纯度为99.7%的工业纯铝、99.9%的工业纯镁和Al-10%Er的中间合金为原料,采用铸锭冶金法制备3种不同名义成分的目标合金,研究稀土元素Er对Al-Mg合金显微组织及力学性能的影响。结果表明：Er明显地降低了合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率。当Er的添加量（质量分数）为0.4%和1%时挤压态Al-Mg合金的抗拉强度（σb）分别下降82 MPa和40 MPa,屈服强度（σ0.2）分别下降13 MPa和11 MPa,伸长率（δ）分别下降11.3%和4.5%。显微组织分析表明,添加Er在基体中形成粗大的含Er和Mg的结晶相导致Mg在铝基体中的固溶度下降,从而减少了溶质原子与位错的交互作用,导致合金的屈服强度降低。在变形过程中,粗大的含Er和Mg的结晶相由于应力集中在较低的应力下发生断裂而形成微裂纹,微裂纹以较快的速率扩展至基体晶界,形成一种典型的韧脆混合断裂,使合金的抗拉强度和伸长率减小。     

Si和La协同作用对ZZnAl4Y锌合金显微组织与力学性能的影响

采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）分别观察分析Si和La合金化ZZnAl4Y锌合金的显微组织、相组成和室温拉伸断口形貌,用万能拉伸试验机测试了合金室温拉伸力学性能。结果表明：Si在ZZnAl4Y合金中以多角形和点状Si相形式存在,Si可细化ZZnAl4Y合金中的初生相枝晶,并使其得到细化。当Si添加量为0.30%时,ZZnAl4Y合金的显微组织细化效果最佳。与未加Si的ZZnAl4Y合金相比,添加0.30%Si的ZZnAl4Y合金抗拉强度和延伸率分别提高了17.6%和8%。La以LaZn化合物存在于添加0.30%Si的ZZnAl4Y合金中,La也可使初生相树枝晶细化分解为等轴晶。当La添加量为0.05%时,ZZnAl4Y合金的组织细化和均匀化效果最佳。与未加La的添加0.30%Si的ZZnAl4Y合金相比,添加0.05%La使添加0.30%Si的ZZnAl4Y合金的抗拉强度和延伸率分别提高12.2%和31%。     

微量锆对Al-Mg-Sc合金力学性能与显微组织的影响

制备了成分分别为Ａｌ５Ｍｇ（０．１０～０．３０）Ｓｃ和Ａｌ５Ｍｇ（０．１０～０．３０）Ｓｃ（０．０５～０１５）Ｚｒ的两种合金，测试了其不同状态下的拉伸力学性能σｂ、σ０２和δ，采用金相显微镜、透射电镜及扫描电镜观察分析了其不同状态下的显微组织结构。结果发现，微量锆的添加明显提高了ＡｌＭｇＳｃ合金的强度，细化了合金铸锭组织的晶粒尺寸，抑制了合金形变组织的再结晶。另外，对有关的作用机理进行了探讨研究。     

微量Ag对Al-Cu-Mg合金显微组织与力学性能的影响

研究了Ag元素对Al-8Cu-0．5Mg合金显微组织、室温及高温力学性能的影响。结果表明：均匀分布在铝基体{001}面和{111}面上共存的θ′和Ω（成分为Al2Cu）沉淀相能对含Ag合金起强化作用；而不含Ag的合金只有θ′一种沉淀相。含Ag合金中小尺寸以及近间距的θ′和Ω沉淀相提高了室温及高温下合金的屈服强度和拉伸强度。然而，与不含Ag的合金相比，由于这种小尺寸及近间距的θ′和Ω沉淀相在变形过程中具有与基体的内在不相容性，含银合金的伸长率降低。     

Ti-13Nb-13Zr合金力学性能和显微组织的研究

研究了Ti—13Nb—13Zr合金在β相区和(α β)两相区固溶和时效处理后其合金力学性能及组织变化规律。分析发现在β相区固溶的合金，水冷时生成针状马氏体α′，空冷时生成亚稳定β相和少量αp，在(α β)两相区固溶生成β转和αp。在β相区和(α β)两相区固溶试样经时效后，晶粒内部主要析出点状和棒状αs。在750℃/1h固溶(WQ)和低温510℃/6h时效的合金抗拉强度高、塑性较高、弹性模量低，可以满足人体植入要求。     

Nd对Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响

研究稀土Nd对均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响.通过真空感应熔炼制备镁锂合金铸锭, 经均匀化处理(280 ℃, 24 h)得到均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-xNd-0.2Zr(x=0, 0.5, 1.0, 1.5)合金.采用XRD和SEM分析合金的显微组织, 并对合金进行拉伸试验和断口分析.采用电化学法和析氢失重法研究合金在3.5 %NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金主要含有β-Li、AlLi、MgLi₂Al相, Nd的加入使合金中形成NdAl3相.随着Nd含量的增加, 合金的强度和塑性呈先增大后降低的趋势. Mg-11Li-3Al-2Zn-1Nd-0.2Zr合金表现出较优的力学性能, 其抗拉强度和延伸率相对于Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金分别提高了28.8 %和51.3 %.稀土Nd的添加使合金的耐蚀性能提高.      

多向高速冲击下LZ91镁合金的力学性能及组织

常温下采用霍普金森压杆在冲击气压为0.2MPa～0.7MPa的条件下对LZ91镁合金进行多向高速冲击,结合变形后的微观组织及应力应变曲线,分析应变速率和不同冲击方向对微观组织演变的影响.结果表明,冲击过程中β-Li和α-Mg的滑板效应和形变温升产生的软化作用和加工硬化存在竞争关系,导致随着应变速率增加和材料初始组织中位...     

Comparison of Room Temperature and Cryo-Deformation Effects on Mechanical Properties and Microstructure of Copper

The objective of this work is to study the effect of room temperature (RT) and liquid nitrogen temperature (LNT) rolling on mechanical properties of the pure copper. For the same percentage deformation, LNT samples show a significant increase in tensile strength and hardness value compared to RT samples. Microstructural investigation shows a large misorientation change between RT and LNT samples when we use grain orientation spread (GOS) as a measure of microstructural change. The mechanical property and microstructural changes are correlated with calorimetry experiments. We also present some preliminary results from our work on wire drawing at RT and LNT.     

Eutectic Composition Design,Microstructure, and Room Temperature Mechanical Property of NiAl-Cr-Ta Three-Phase Alloy

In this paper, NiAl-33Cr-4.5Ta (at. pct) near-eutectic alloy consisting of NiAl, α-Cr and Laves is successfully designed by JMatPro software and verified by experiments. TEM result reveals that it exists an orientation relationship between each two phases. Directionally solidified (DS) alloy has a well-aligned microstructure and possesses a fracture toughness (9.8 MPa·m^1/2). Moreover, the DS alloy has a tensile ductility (1.4 pct) at room temperature. Fracture behavior is analyzed by the crack propagation and fracture surface.

Graphical Abstract

     

退火温度对Ti3Al合金热轧板材微观组织和室温拉伸性能的影响

研究了退火温度对Ti-24Al-15Nb-1.5Mo合金热轧板材的微观组织和拉伸性能的影响,结果表明,热轧板材在600～950℃退火时,微观组织中的基体B2转变组织发生了很大的变化,并直接影响板材的室温拉伸性能.600℃退火获得由初生α2相和基体O相组成的两相组织,这种组织具有最高的强度和最低的塑性;800～900℃退火获得由初生α2相和被保留B2相包围的片状O/B2相集束组成的混合组织,随退火温度的提高,片状O/B2集束粗化,板材强度降低,塑性快速提高;950℃退火处理B2转变组织基体发生了复杂的相变,B2转变组织基体中α2相和B2相增加,O相减少,板材强度、塑性与900℃退火的板材相比略有增加.     

Multilayer Mg-Stainless Steel Sheets,Microstructure, and Mechanical Properties

Different multilayer Mg AZ31 and SS304L steel sheet combinations were prepared with different volume fractions of Mg. Isolated stress–strain curves of the Mg layers showed significant improvements in the strength and elongation of multilayer samples. Results indicated that in the most extreme situation with the lowest Mg volume fraction (V _f  = 0.39), the ultimate strength was increased by 25 pct to 370 MPa and the elongation was improved by 70 pct to 0.34. Investigation of the fracture surface showed that failure occurs by the coalescence of cracks close to the interface region. The improved strength of the multilayer samples was due to the combined effect of surface crack prevention by the steel layer and the higher work-hardening rate caused by the possible increased activity of non-basal systems. It is suggested that the stronger work-hardening behavior and the enhanced activity of non-basal systems in the multilayer samples were due to the formation of new stress components in the transverse direction. The larger the volume fraction of steel in the multilayer, the longer the distance remaining unstrained before the UTS.

     

低密度NbTiAlCrSi合金显微组织及力学性能

采用真空自耗电弧熔炼法制备了密度为6.0 g/cm3的NbTiAlCrSi合金,并通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等对其进行了组织观察和分析.结果表明:合金组织由(Nb,Ti)5Si3和(Nb,X)SS两相组成(X代表Ti、Al、Cr等元素),(Nb,Ti)5Si3呈条、块状网络连续分布的特点.对合金铸锭进行1 400℃/9 h均匀化退火处理不能显著改变(Nb,Ti)5Si3条、块的大小,但使得(Nb,Ti)5Si3第二相分布由连续的条、块转变为不连续的(Nb,Ti)5Si3块.该合金热轧态的抗拉强度达704 MPa,室温拉伸脆断.M5Si3型化合物特性以及热轧态中第二相与基体界面处所存在的细微孔隙导致了合金的脆性.     

固溶温度对TA19钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶温度对TA19钛合金棒材显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:随着固溶温度的升高,等轴α相含量下降较快,大致呈先快后慢的双线性下降变化趋势,而等轴α相尺寸变化较小,大致呈线性下降;β相在固溶过程中发生再结晶,且再结晶晶粒随固溶温度升高而长大。TA19钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度随固溶温度的升高而降低,延伸率和断面收缩率基本保持在同一水平上,其强度的变化主要受滑移长度的影响,合金元素分配作用所引起的基体弱化对强度也有一定的作用。     

固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响

 研究了不同固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响。结果表明：经1 140~1 180 ℃固溶处理后，GH742y合金中一次γ′相全部溶入基体，晶粒度明显长大到3~4级；采用(1 040±10)℃×4 h，AC+1 140 ℃×8 h，AC+850 ℃×6 h，AC+(780±10)℃×(10~16)h的热处理后，获得了均匀细小的γ′相，而且合金的综合性能最佳。     

双相区固溶温度对Ti-55531合金组织和力学性能的影响

通过对Ti-55531合金在双相区不同温度(730~830℃)固溶2 h空冷后,经相同的时效工艺(600℃/6 h/空冷(AC))处理;再结合扫描电子显微镜(SEM)和拉伸试验等分析方法,系统研究了双相区不同固溶温度对该合金组织和力学性能的影响规律。结果表明,随固溶温度的升高,等轴αp含量降低,尺寸减小;后续时效析出的αs含量增多,形态也有显著变化,由全短棒状向短棒状+针状、针状+长片状、全长片状的顺序转变。固溶温度从730℃升高到780℃,塑性较好的αp含量减少导致合金塑性降低,αs含量增加导致合金强度提高;固溶温度从780℃升高到800℃,αs含量继续增多导致合金强度上升,适量的长片状αs促进了合金塑性提高;固溶温度从800℃升高到相变点830℃,过多的长片状αs导致合金强度和塑性都显著下降。合金的强塑性匹配较好时对应的固溶温度为780~800℃。合金的断裂方式都是以微孔聚集型为主、含解理撕裂和沿晶开裂的混合断裂机制,且随固溶温度的增加,合金塑性断裂机制减小,脆性断裂机制增加。