中温处理对FeCrAl合金力学性能的影响

含１５％～２５％Ｃｒ,４％～５％Ａｌ的ＦｅＣｒＡｌ合金在４００～５００℃时效后发生了４７５℃脆化,处理温度高于９００℃时发生高温脆化,但在中温（５４０～９００℃）处理后能获得较高的塑性和较低的硬度,σ相脆化的发展不明显,中温处理还能部分消除合金中已经产生了４７５℃的脆性和高温脆性,含０．２％～０．４％Ｙ的ＦｅＣｒＡｌ合金有很宽的高塑性区（５００～１３００℃）高温脆化几乎不发生,４７５℃脆化的发展缓     

FeCrAl合金拉伸力学性能分子动力学研究

FeCrAl合金优良的高温抗氧化性能使其成为反应堆燃料包壳的候选替代材料之一,然而Cr和Al的存在会对其力学性能产生负面影响,对反应堆的安全运行造成潜在风险。为了分析FeCrAl合金体系在微观尺度的变形机制,采用分子动力学方法研究了温度和应变速率两个重要影响因素下FeCrAl单晶的力学性能,对应力应变、缺陷分布、位错密度的变化及变形机制进行了讨论,分析了溶质原子对模拟结果的影响。结果表明,温度升高导致原子热运动加剧,促进了缺陷的形成和生长,降低了原子间相互作用,导致弹性模量和抗拉强度随温度的升高而降低。应变速率的升高导致弹性模量和抗拉强度降低,低应变速率的塑性变形机制主要孪生变形,中等应变速率下为位错滑移,高应变速率下为原子排列无序化的变形机制。温度和应变速率对α-Fe和FeCrAl具有相同的作用趋势,但与α-Fe相比,FeCrAl中的Cr和Al会产生明显的晶格畸变和应力集中,促进了缺陷和位错的形成和运动,降低材料的屈服强度和抗拉强度。基于计算结果,对FeCrAl单晶体系建立了基于F-B方程的本构模型,拓展了计算结果的应用范围。     

钇抑制FeCrAl合金脆性的作用与合金中铬,钇含量的关系

Ｆｅ－（１５～２５）Ｃｒ－（４～５）Ａｌ合金在９００～１３００℃加热后发生高温脆化,脆化的温度－时间关系曲线与双曲线相似,在４００～５４０℃时效后发生４７５℃脆化,脆化曲线由一次脆化的“双曲线”和二次脆化的“Ｃ曲线”组成．在含０．２％～１．４％Ｙ的ＦｅＣｒＡｌ合金中,由于Ｙ－Ｆｅ相粒子俘获碳原子的作用,高温脆化和４７５℃脆化受到强烈抑制。时效时ａ相析出过程的发展使合钇合金抵抗脆化的能力随铬含量升高而降低。合金的抗脆化性能随钇含量升高而提高,含０．３％～０．４％Ｙ时最高。     

热变形温度对FeCrAl合金棒材组织和力学性能的影响

对FeCrA1合金棒材进行不同温度的热变形加工,分析了不同热挤压温度和热轧温度对其微观组织、析出相及力学性能的影响.结果 表明:适当提高热挤压温度有利于合金中细小弥散第二相析出和再结晶进行;热轧温度升高会显著影响FeCrA1合金棒材中第二相形貌和数量;随着合金挤压温度升高,在热轧过程中发生再结晶所需的温度降低;在相同热...     

核反应堆用FeCrAl合金板材的试制及其组织性能研究

在对Fe13Cr5AlxNb合金熔炼、锻造、轧制等制备工艺研究的基础上,利用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜以及电子背散射衍射研究了合金板材的微观组织演化特征。研究了不同热处理温度（800、850、900、1 000 ℃）下合金板材中第二相的析出特点及对其力学性能的影响规律。结果表明,合金板材在800 ℃保温5~25 h后,其室温力学性能稳定;合金板材在800~1 000 ℃、20 h高温时效后,在800~850 ℃时,其强度稍有降低,而在900~1 000 ℃时,其强度随温度的升高而提升。同时,对不同Nb含量的合金板材常温和高温力学性能进行了测试,Nb质量分数为1.0%~1.5%时,合金板材具有良好的力学性能。     

核反应堆用FeCrAl合金板材的试制及其组织性能研究

在对Fe13Cr5AlxNb合金熔炼、锻造、轧制等制备工艺研究的基础上，利用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜以及电子背散射衍射研究了合金板材的微观组织演化特征。研究了不同热处理温度（800、850、900、1 000 ℃）下合金板材中第二相的析出特点及对其力学性能的影响规律。结果表明，合金板材在800 ℃保温5~25 h后，其室温力学性能稳定；合金板材在800~1 000 ℃、20 h高温时效后，在800~850 ℃时，其强度稍有降低，而在900~1 000 ℃时，其强度随温度的升高而提升。同时，对不同Nb含量的合金板材常温和高温力学性能进行了测试，Nb质量分数为1.0%~1.5%时，合金板材具有良好的力学性能。     

热处理对CuNiCrAl合金力学性能的影响

本文通过金相、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM／EDX）和力学性能分析等方法研究不同热处理工艺对CuNiCrAl合金力学性能的影响。结果表明：热处理能改变该合金的硬度，合金经500℃保温2h时效后可获得较高硬度，而对其冲击韧性影响不大。     

中温形变热处理对新型镍基高温合金组织和力学行为的影响

本文采用EBSD、SEM和准静态室温单轴拉伸试验研究了不同中温形变热处理工艺与新型镍基高温合金微观组织和室温力学性能之间的关系。研究表明,新型镍基高温合金经中温形变热处理后可明显提高退火孪晶的长度分数,最高可达40.6%。退火孪晶的形成主要以晶粒的“生长意外”机制为主。同时,相比于固溶+双级时效处理试样的力学性能(σ_y=1018 MPa,ε_f=17.44%),合金在750 ℃轧制变形30%后在1120 ℃退火30 min并经双级时效处理,其σ_y可提高499 MPa,为1517 MPa,而其ε_f仅降低了4.69%。在750 ℃轧制变形50%后在1120 ℃退火30 min并经双级时效处理,其σ_y可提高352 MPa,为1370 MPa,而其ε_f基本保持不变。这种强度的升高主要归因于晶粒细化和退火孪晶的共同作用,这为高性能镍基高温合金提供一种新的强化策略。     

高温处理对LF9合金组织及力学性能的影响

研究了不同热处理制度下η相和γ'相在LF9合金中的析出特征及其对合金性能的影响。结果表明:合金在820～940℃保温1 h水冷后,室温冲击韧度随加热温度的升高而提高,在940～980℃随加热温度的升高而降低,在980～1040℃随加热温度的升高,韧性急剧提高,这是合金中η相、γ'相以及贫γ'区综合作用的结果;合金在800℃时,γ'相尺寸约30 nm,随温度升高,γ'相长大,约980℃时尺寸达到最大值(120 nm),约1020℃时,γ'相完全回溶;820℃时次生η相从晶界析出并以片层形态沿晶界平行往晶内生长,约1040℃时,η相完全回溶。     

热处理工艺对2091合金力学性能的影响

通过采用不同热处理工艺,研究了２０９１合金欠时效状态的组织及拉伸性能。     

Optimizing the Oxidation Properties of FeCrAl Alloys at Low Temperatures

FeCrAl alloys are proposed candidate materials for liquid lead applications. Chromium is needed to assist the formation of a protective alumina layer, albeit has to be limited to avoid α′ precipitation. Reactive elements (RE) improve oxidation properties, but little is known about the RE effects at lower temperatures. An alloy matrix based on Fe–10Cr–4Al (wt%), with varying Zr, Y and Ti contents, was exposed to liquid lead up to 1 year in the temperature interval of 450–550 °C. It was found that the formation of protective alumina was dependent on the RE/carbon ratio. All alloys with ratios lower than unity showed poor oxidation properties due to the formation of Cr-carbides in the metal–oxide interface. A sufficiently high amount of Zr and Ti was shown to significantly improve the oxidation properties at both temperatures. The positive effect is related to the suppression of Cr-carbides by addition of stronger carbide formers.     

固溶时效工艺对7055铝合金组织和力学性能的影响

采用透射电子显微镜、光学显微镜、拉伸力学性能测试等手段比较分析了不同固溶时效工艺对7055铝合金挤压棒材微观组织结构和力学性能的影响规律和机理。结果表明,固溶和时效工艺的合理搭配对控制合金微细结构、获得理想的综合力学性能有重要作用。采用470℃/20 min+480~490℃/20 min的两级固溶处理可以进一步减少合金中未溶化合物的数量,有利于增加时效强化效果;当第二级固溶温度为490℃时,可以使未溶化合物数量明显减小,其体积分数从单级固溶的2.5%降低至约2.0%;晶粒尺寸在30~35μm。本试验条件下,7055铝合金挤压棒材经470℃/20min+485℃/20 min两级固溶处理和随后的135℃/16 h+190℃/10 min两级时效处理,抗拉强度和屈服强度分别达到694和660 MPa,延伸率仍保持14%,合金具有最佳的综合力学性能。     

合金化和热处理对难熔金属硅化物基合金组织和性能影响的研究现状

综述了合金化和热处理对硅化物基合金组织和性能的影响。在铌硅化物基合金中添加Mo，W或Al后，电弧熔炼态组织中的硅化物相为βNb5Si3；添加Cr或者V后，硅化物相为αNb5Si3：加入Ti后，硅化物相是Nb3Si。添加Ti，Hf和B可提高铌硅化物基合金的室温断裂韧性，添加W或Mo后合金的高温强度显著提高，而添加Cr，Al和Ti明显改善其高温抗氧化性能。在MoSi2中加入W，Nb和Ge等合金化元素后分别形成（Mo，W）Si2，（Mo，Nb）Si2或Mo（Si，Ge）2等硅化物，但在钼硅化物基合金中添加B后生成α—Mo，Mo3Si和T2相（MoSiB2），并且T2相所占的体积百分比与B的含量成正比。α-Mo相的含量对合金的断裂韧性和抗氧化性有重要影响。Nb或Mo的硅化物基合金的热处理温度都比较高，经过再结晶退火后合金中的组成相及其所占的体积百分比均发生变化，并且组织粗化，但分布更加均匀，从而对力学性能有显著的影响。     

Y含量对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

采用X射线衍射和金相显微分析研究了元素Y对Mg-3Zn-xY（x=0．5、1．5、3．0．6．0，质量分数／％）合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，在基体中和晶界分布的弥散质点随Y含量的增加而增多，尺寸增大。合金中二次相的种类取决于加（Zn）／w（Y）之比值，随着Y含量的增加，合金中的二次相依次从Mg，Zn，相＋I相、I相＋W相到W相＋H相、H相转变，晶间组织的形态也由点状、细线状向网状转变。合金的抗拉强度、硬度、冲击韧度随着Y含量的增加而提高，塑性则逐渐下降。但Y含量达到6％时合金的综合力学性能下降。     

Ni对Be-Al合金组织和性能的影响

通过室温拉伸试验与金相显微镜和扫描电镜观察分析，研究了不同Ni含量的铸态Be-Al合金的显微组织和力学性能。结果表明，铸态Be-Al合金的组织由Be相镶嵌在Al相基体中组成，Ni主要分布在Be相中起强化作用。Ni含量对Be—Al合金的室温抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度有较大影响，Ni含量在4％时合金的性能最佳。合金室温下的断裂是由Al相的延性断裂和Be相的解理断裂构成的混合型断裂。     

Y对Mg-Zn合金组织和力学性能的影响

在7.5 kW的坩埚电阻炉中制备了Y质量分数分别为1.5%、3.0%、6.0%的3种Mg-3Zn合金试样,分析讨论了Y在合金中的存在形式和作用机制.随着Y含量的提高,合金的二次相由I相 W相过渡到W相 H相,合金的组织结构有粗化的趋势,晶间组织的形态也由细线状向网状转变.测试了合金的力学性能,结果发现,当Y含量从1.5%提高到3.0%时,合金的屈服强度、冲击韧度和硬度分别提高了56.6%、7.6%和27.4%,而伸长率降低了11.8%.但当Y含量达到6.0%时,合金的屈服强度和硬度仍有所提高,但冲击韧度却有所下降.     

铸态和挤压变形态Mg-Zn-Al-Re镁合金的室温和高温力学性能

采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、拉伸力学性能测试等手段比较分析了铸态和挤压变形态Mg-7Zn-3Al-0～0.7Re(质量分数,%)镁合金的室温和高温力学性能,探讨了稀土和变形加工对合金强度和塑性的影响规律。结果表明,适量稀土Er可以显著提高铸态Mg-Zn-Al合金的高温塑性,而稀土含量对合金室温力学性能和高温屈服强度影响不明显;挤压变形过程中动态弥散析出纳米级的球形析出相,显著提高Mg-Zn-Al-Er合金的高温力学性能,其200℃下的屈服强度和延伸率分别较铸态提高了105%和120%,断口显示其断裂方式呈明显的韧性断裂特征。     

预变形退火对钛基非晶复合材料力学性能的影响

采用磁悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备出Ti₄₀Ni₄₀Cu₂₀非晶基复合材料板状试样,通过压力试验机对试样进行不同程度的预压缩,然后在150℃、30min下退火,研究了预变形退火工艺对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：奥氏体相在外力作用下发生马氏体相变,形变诱导相变加之退火释放残余热应力从而对非晶基体起到增强增韧的作用。随着预变形程度的增加,马氏体相和奥氏体相均增加,而马氏体相增加的更快,复合材料的屈服强度提高,塑性减小, 塑形阶段预变形能够实现屈服强度可控;     

Sn微合金化对Mg-Zn-RE-Zr合金组织及性能的影响

采用金相显微镜、电子探针、扫描电镜、X射线衍射仪及电子万能拉伸实验机等设备研究、分析了Sn的微合金化对Mg-Zn-RE-Zr镁合金的显微组织和力学性能的影响.结果表明:由于Sn的加入,合金组织中出现弥散分布球状颗粒相Mg2Sn,具有沉淀弥散强化作用,改善了合金的组织,提高了合金的力学性能.并且当Sn添加量为0.5%时合金的力学性能最佳:抗拉强度达到207 MPa,伸长率达到16.9%.     

Sn对Mg-Zn-Ca系合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法,分析了Sn对Mg-Zn-Ca系合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,加入Sn后,合金组织得到细化,也会使含Ca相析出.Mg-5Zn-2Ca合金的力学性能随Sn含量的增加呈先升后降趋势.当Sn添加量为1％时抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为158 MPa和123 MPa,伸长率为6.0％.拉伸断口的SEM形貌分析表明,加入Sn后,合金断裂方式没有明显变化.