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。     

时效工艺对Ti-26合金棒材组织和拉伸性能的影响

对经过790℃固溶处理后的Ti-26合金棒材进行了不同温度及时间的时效处理,研究了时效温度和时间对Ti-26合金棒材显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明:在450~550℃范围内,随时效温度升高,合金组织有针状α相弥散物析出。升温至510℃,相同时效时间内析出α相数量最多,高于510℃,部分析出α相开始溶解。合金时效处理10 h内,随时效时间延长,合金组织针状α相弥散物数量增加,且针状α相存在跨晶界长大现象。合金经510℃×10 h时效处理,α相形核和长大达到最佳匹配,Ti-26合金获得理想的强度和塑性匹配。     

Ti-1300F高强钛合金丝材热处理工艺优化

采用正交试验方法,研究了固溶温度、时效温度和时效时间对φ6.5 mm Ti-1300 F合金丝材室温拉伸性能和显微组织的影响.结果表明:经α+β两相区固溶+时效处理后,合金的显微组织由细小等轴初生α相、弥散针状次生α相和β基体组成.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,时效时间的影响最小.根据试验结果对...     

钛合金TB2热轧棒材组织与性能的试验研究

研究了TB2合金热轧棒材分别在β单相区和α β两相区温度固溶，然后经不同时效处理后，其力学性能和显微组织的变化。试验研究发现。TB2轧棒热加工状态的综合力学性能较固溶处理后优良；经710℃／30min AC固溶，然后520℃／8h时效处理的试样，综合力学性能最好；相同固溶温度并时效处理，空冷试样较水淬试样性能优良；热轧态合金显微组织主要为β组织，固溶时效后为α β两相组织；热轧态拉伸试样断口呈韧窝状塑性断口，时效后拉伸试样断口为以脆性为主的韧脆混合断口。     

固溶处理对Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金组织与性能的影响

研究了固溶处理对一种新型Ti-6Cr-5 Mo-5V-4Al合金组织与室温拉伸性能的影响.研究发现:Ti-6Cr-5 Mo-5V-4Al合金在β/β固溶处理后的典型组织为:变形拉长的β晶粒,晶粒破碎,原始β晶界处有项链状初生α相析出,经时效后,晶内则析出纵横交错的细小次生α相.β固溶处理后的典型组织为:等轴β晶粒,经时效后晶界处沿着一定取向析出次生α相薄片层,晶内弥散分布着平行交错的细小次生α相.随着固溶温度的升高,β晶粒尺寸逐渐增大,初生α相的含量逐渐减少,相转变温度以上固溶处理后初生α相完全消失.α/β固溶+时效后显微组织中次生α相尺寸较小,大小均匀,长度在500nm左右;而β固溶+时效后显微组织中次生α相尺寸较大,且大小不均,长度在200～1500 nm左右.该合金经固溶处理后具有中等强度水平和良好的塑性,且在实验温度范围内,固溶温度越高,合金强度越低,塑性越好;经时效后,α/β固溶处理的时效强化效应明显强于β固溶处理后,强度差值达360 MPa,主要是因为α/β固溶处理后初生α相的析出,导致残余β相更加稳定,时效时次生α相的驱动力小,以及残余大量的位错等缺陷为α相提供了较多的形核位置,因此次生α相尺寸细小且分布均匀弥散.     

显微组织类型对TB17钛合金力学性能的影响

研究了TB17钛合金不同显微组织特征在固溶态和固溶时效态时,对其相组成、室温拉伸性能和断裂韧度的影响。结果表明,TB17钛合金经不同固溶热处理并冷却到室温后,不同显微组织特征的相组成相差不大,主要由残余β相和α相组成,无β→ω相变和β→α″等非平衡相变发生;从β单相区固溶冷却后,显微组织为单一β相组织;固溶处理状态下,随着α相含量由单一β相的0提高到网篮组织的8.06%,其拉伸强度逐渐提高,而拉伸塑性下降明显。经固溶时效处理后,具有不同显微组织特征的TB17钛合金均析出了弥散分布的细片层状时效α相,其中双态组织最薄,网篮组织最厚,拉伸强度的提高是细片层状α相的厚度和等温时效后析出的细片层状α相体积分数共同作用的结果,且拉伸强度提高的幅度与析出的细片层状α相体积分数成正相关关系;片层状α相厚度与其断裂韧度成正相关关系,且固溶处理后存在的粗片层状α相的影响更大。     

β单相区固溶温度对Ti-55531合金组织及性能的影响

研究了β单相区不同的固溶温度对Ti-55531合金片层组织参数及力学性能的影响规律。结果表明,经不同温度固溶处理,再经相同的时效处理后,合金的β晶粒尺寸随固溶温度的改变而改变,进而影响时效析出α片的含量及尺寸,最终导致合金力学性能的差异。当固溶温度在830～900℃之间时,随着固溶温度的升高,原始β晶粒尺寸增大,后续时效析出的α片长、宽及长宽比均先增大后减小,合金强度直线下降,塑性先降低后增加。固溶温度为860℃时,合金对应的强度塑性匹配最好。合金的断裂失效机制为以微孔聚集为主,沿晶开裂和穿晶断裂并存的混合断裂机制。     

固溶温度对Ti-62A合金拉伸性能和断裂韧性的影响

Ti-62A合金是一种新型高强高韧损伤容限型钛合金,研究了固溶温度对Ti-62A合金30 mm厚板材的显微组织、拉伸性能以及断裂韧性的影响规律。研究结果表明:Ti-62A合金Φ720 mm铸锭经单相区和两相区多道次大变形轧制后所得的30 mm厚板材组织为典型的片层组织,由片层状的α相和β转变组织构成,组织均匀,片层状α相平均宽度约为2.5μm,长度在40～65μm之间。两相区固溶+时效处理后,合金的组织类型为片层状组织,即片层状的初生α相(αp)相与β转变组织,随固溶温度升高,合金中的初生α相(αp)相含量显著减少,β转变组织逐渐增多,次生α相(αs)片层宽度增大,同时合金的强度下降,塑性上升,当接近相变点时这种趋势变缓。单相区固溶+时效处理获得魏氏组织,晶粒粗大,晶界平直而清晰,其拉伸强度高于920℃和940℃固溶时的片层组织,但塑性显著降低;与900℃固溶时相比强度和塑性均降低。合金的断裂韧性随固溶温度的上升而逐渐升高,单相区固溶并时效后的魏氏组织的断裂韧性明显优于两相区固溶并时效后的片层组织。     

时效处理对近β型钛合金TLM组织与性能的影响

研究了不同时效温度和保温时间对近β型钛合金TLM微观组织和力学性能的影响。结果表明,经β单相区固溶+时效处理后合金微观组织特征为:沉淀α相在晶界两侧沿一定的晶体学位向呈集束状析出,晶内也有大量沉淀α相产生。随着时效温度升高,沉淀α相尺寸逐渐增大且趋于均匀,合金强度降低,塑性增强。当时效温度从480℃升高至510℃时,强化效果最为明显,合金的抗拉强度增量达到最大值184 MPa;当时效温度从510℃升高至540℃时,抗拉强度增量最小,仅63 MPa。随着保温时间的延长,晶界附近析出的集束状α相尺寸明显增大,且在原来未析出区域也有α相产生,分布逐渐趋于均匀。在480℃下进行时效时,随着保温时间增加,合金强度增大,塑性降低;在510℃下进行时效时,合金强度和塑性随保温时间延长变化不明显;在540℃下进行时效时,随着保温时间增加,合金强度减小,塑性增强。     

Ti-5Al-10Cr合金棒材的时效响应研究

对固溶处理的近β型Ti-5Al-10Cr合金进行了不同温度和时间的时效处理,观察了时效处理后合金的显微组织,分析了合金的相组成,并对硬度及拉伸性能进行了测试分析。结果表明,随着时效温度的提高,析出α相的体积分数先增多后减少,合金的抗拉强度与α相体积分数有着同样的变化趋势;合金在低温长时间时效或高温时效时,会析出Ti Cr2相,时效温度较低时该相对合金硬度有一定贡献,随着时效温度升高,该析出相长大,对硬度的贡献下降。     

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。     

焊后时效对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的影响

对4组6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行焊后人工时效处理,采用OM,SEM等分析了时效处理工艺对接头的组织和力学性能的影响规律和机制。研究表明:焊缝截面形貌呈现典型的3个区,时效处理后,焊缝区晶粒形貌无显著变化,晶界较自然时效清晰,晶内析出相也明显增多;接头强度和显微硬度随人工时效处理时间的延长而提高,提高幅度随保温时间逐渐减小;时效处理为8 h时接头力学性能优良,接头抗拉强度均达到265 MPa以上,约为母材的93.0%;焊核区硬度达到90 HV,约为母材的90%。时效处理中,焊接过程中固溶在基体中的第二相粒子析出,形成弥散强化效应,大幅提高接头的强度和硬度。随着时效时间的延长,析出粒子逐渐较少,强化效应逐渐减弱;接头最薄弱的区均位于后退侧的热机械影响区,其最低硬度值约为母材的75%。拉伸断口均与拉伸方向成约45°角,断口平整,呈典型的切断断口形貌,与自然时效接头的断口形貌相比,时效处理后接头的断口韧窝大而浅,塑性稍有降低。     

固溶工艺对高强韧211Z.X铝合金组织和性能的影响

采用组织分析、布氏硬度及拉伸性能测试、断口形貌的扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等方法,研究了不同的固溶工艺对211Z.X新型高强韧铝合金的显微组织、力学性能及断裂行为的影响规律。结果表明,当固溶温度范围为520～550℃,固溶时间从12～20 h时,随固溶温度的上升或保温时间的延长,合金中粗大第二相逐渐回溶入基体、数量逐渐减小,基体固溶强化增强,淬火后基体的过饱和度增大、硬度增加;导致时效过程从基体中弥散析出的细小第二相数量增加,合金的强度提高、塑性下降;合金断裂时裂纹萌生位置从粗大第二相处转变为溶质原子偏聚区(G.P zones)和铸造微孔处。但是,当粗大第二相回溶完全后,继续升高温度或延长保温时间,晶粒将急速长大,出现过烧导致晶界弱化,拉伸时易发生沿晶开裂使合金的强塑性降低。530℃×16 h固溶处理时211Z.X铝合金的强塑性匹配最好。     

β相区短时固溶处理对TC4合金显微组织和性能的影响

根据TC4合金β相区加热时α→β转变速度较快的特点,提出了一种热处理工艺:β相区短时固溶淬火+时效。本文对经β相区短时固溶处理后,合金的显微组织变化规律及其对性能的影响进行了研究。结果表明:β相区短时固溶淬火可获得板条、针状两种形态的马氏体,板条状马氏体量随固溶时间延长而减少。经时效后,板条状马氏体分解,析出相细小弥散;针状马氏体析出相粗大,且呈方向性分布。两种形态马氏体的析出对合金强度贡献的差异不大,而对延伸率影响的差异比较显著。1050℃固溶时间小于12s时,时效后合金的性能可与常规处理(两相区固溶时效处理)保持同一水平,并略有提高,同时,由于固溶时间较短,可达到节约能源,防止污染的目的。     

热处理工艺对SLM成形汽车用Fe-35Mn铁基高锰合金组织与力学性能的影响

采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)成形技术制备汽车用Fe-35Mn铁基高锰合金,并分别采用固溶、时效以及固溶–时效3种不同的工艺进行热处理,分析和测试合金的显微组织与力学性能。结果表明:SLM成形态Fe-35Mn高锰合金经过固溶或固溶–时效处理后,晶粒细化,并生成许多孪晶。与固溶态合金相比,固溶-时效态合金的晶粒更大,晶粒中存在均匀分布的孪晶组织,并且孪晶尺寸更大。SLM成形态Fe-35Mn合金经过不同的热处理后,均生成α-Mn相。随拉伸应变提高,固溶态合金最早发生塑性变形,塑性最好;经过时效处理后,合金的抗拉强度与屈服强度提高,但冲击韧性与伸长率降低;经过固溶-时效处理后,合金的孔隙数量最少,冲击韧性与伸长率达到最大(分别为22.8 kV/J和21.6%),具有良好的塑性。SLM成形态及热处理态Fe-35Mn合金的拉伸断口均呈现韧窝断裂特征。固溶-时效态合金的拉伸断口孔隙数量最少,塑性最好。     

热处理对CuNi2Si合金组织和性能的影响

研究了不同预冷变形条件下时效温度及时间对CuNi2Si合金组织和性能的影响.结果表明:合金在880℃×2.5 h固溶,经不同预冷变形后时效,具有较强的时效强化特性;同时预冷变形能够促进时效过程中第二相的析出,并具有晶界析出倾向;当预冷变形达40%,500℃×1 h时效,合金布氏硬度(HB)达193,抗拉强度(Rm)达765 MPa,伸长率达11%,与未进行预冷变形的合金相比,可获得较高的硬度、强度及较好的综合性能.合金热处理后的拉伸断口为韧性断裂,形貌特征为沿晶型韧窝,这与析出相具有晶界析出倾向的特性一致.     

热处理对Ti_2AlNb合金显微组织及力学性能的影响

B2相区等温锻造的Ti-22Al-25Nb合金棒材940℃固溶后,在760~840℃时效处理,对其显微组织、拉伸及蠕变性能进行研究。结果表明:不同温度时效处理的显微组织均由初生粗板条状O相、二次析出的细板条状O相和B2基体组成,其中二次析出的O相可以通过时效温度来调节。随着时效温度的升高,Ti2Al Nb合金的室温及650℃高温拉伸强度降低而塑性提高;较低的时效温度(760℃)处理可以获得更好的抗蠕变性能。     

时效对Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金组织与拉伸性能的影响

研究了时效对一种新型Ti-6Cr-5Mo-5V-4A1合金组织与拉伸性能的影响.研究发现:Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金在α/β固溶+时效处理后的典型组织为:β晶粒破碎,β晶界处有连续和不连续的项链状初生α相,晶内有不连续的球状初生α相及时效过程析出纵横交错的细小次生α相β固溶+时效处理后的典型组织为:等轴β晶...     

热处理对Ti12LC低成本钛合金组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对Ti12LC低成本钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:经分段固溶处理后,Ti12LC合金组织中出现大量的板条状次生α相,同时板条状α相的含量随着第二阶段固溶温度的降低而增多,尺寸也相应增大。同时分段固溶+时效的热处理工艺可以明显改善Ti12LC合金的冲击韧性,且当板条状α相含量约为10%时强度和塑韧性的匹配最佳。冲击断口分析表明:与常规热处理工艺相比,经分段固溶+时效处理后的Ti12LC合金,其冲击断口中纤维区和剪切唇所占比例更大,韧窝尺寸更大且深度更深。     

四种状态下Mg-10Gd合金微观组织及力学性能研究

采用OM、SEM、TEM、EBSD、XRD和万能材料试验机等手段研究了铸态、退火态、热变形+时效态、固溶态等四种状态下Mg-10Gd稀土镁合金的微观组织和力学性能。结果表明,铸态合金组织由α-Mg基体和晶界处的不连续Mg_5Gd共晶相组成;退火态合金组织为α-Mg固溶体;热变形+时效态合金主要由动态再结晶组织和弥散分布在晶粒内部的β′-Mg_7Gd相组成;固溶态合金组织为α-Mg固溶体,β′相完全溶解。由于β′相的析出强化作用,四种状态合金中热变形+时效态合金具有最高的抗拉强度为371MPa。铸态合金的断口处伴随着晶界共晶相的破裂,其主要断裂形式为准解理断裂。热变形+时效态合金拉伸断裂形式为撕裂棱和微孔聚合复合作用形成的准解理断裂。退火态和固溶态的断裂形式是以撕裂棱为主的准解理断裂。