超高强铝合金厚板升温温度场的计算与试验研究（英文）

采用多级热处理技术可以有效地提高铝合金厚板的力学性能和抗腐蚀性能,其工程应用的关键和难点是厚板温度的精确控制。基于工程尺寸厚板实测升温数据,研究厚板升温过程、表面换热系数计算方法和厚板温度预测方法。结果表明,升温过程中铝合金厚板表层和心部的温差很小。基于温度的均匀性,计算厚板的表面换热系数,表面换热系数在300℃以下时为定值,但在300℃以上升温时表面换热系数大幅上升。因此,开发了预测厚板温度的集总参数法,采用该方法设计多级固溶制度,并用有限元法和实测数据进行验证。采用集总参数法和有限元法计算的厚板升温曲线均与实测结果相符,且集总参数法在工程应用中更为便捷。     

固溶处理对β钛合金微弧氧化膜生长过程的影响

目的 在不同固溶热处理工艺的β钛合金上制备微弧氧化膜,研究其在微弧氧化初期的生长特性。方法 对比铸态、750 ℃固溶、850 ℃固溶β钛合金表面微弧氧化初期（0~120 s）氧化膜的厚度、表面形貌、相组成及电化学腐蚀性能变化,研究热处理与膜层特性之间的关系,并分析热处理对氧化膜表面裂纹的产生及膜层生长的影响规律。结果 固溶处理改变了基体合金的相组成,元素分布随之改变,热处理后试样表面更容易起弧。较未热处理试样,氧化时间为120 s时,固溶处理后所获膜层的厚度更薄且致密。微弧氧化膜微观形貌显示,经750 ℃固溶热处理后的试样,在微弧氧化后,其膜层表面裂纹最少。极化曲线显示,750 ℃热处理试样氧化膜的耐蚀性优于850 ℃热处理试样。结论 经过750 ℃固溶处理后的合金试样,由于其元素分布均匀,使得微弧氧化初期放电均匀,更易获得致密的微弧氧化膜,膜层的综合性能较好。     

预热处理对一种新型镍基粉末高温合金涡轮盘锻态显微组织的影响

本工作研究了复合亚固溶热处理工艺对一种新型镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)γ"相组织的影响规律。大尺寸锻造态涡轮盘件锻后冷速较低,γ"相的尺寸在约100nm至4500nm之间分布。在盘件上取小试样进行热处理实验,试样升温至1000℃和1050℃时,γ"相总占比下降,Oswald熟化机制及PAM机制同时存在。试样升温至1100℃时,晶内γ"相完全回溶。使用复合亚固溶热处理工艺,先将试样升温至1120℃度保温2h,快速冷却后再分别升温至1000℃、1050℃和1100℃时,γ"相总占比均下降,晶内γ"相演变以Oswald熟化机制为主导,其形貌及尺寸在升温过程中相对稳定。在盘件上取性能试棒分别进行锻造态+1000℃（不保温）+时效热处理和锻造态+1120℃（2h）,80℃/min+1000℃空冷+时效热处理后进行550℃拉伸测试,后者的屈服强度和抗拉强度显著高于前者,可为大尺寸涡轮盘件的双性能热处理工艺的制定提供参考。     

热处理对SLM AZ91D镁合金组织及腐蚀行为的影响

目的 研究热处理对激光选区熔化成形(Selective Laser Melting,SLM)AZ91D镁合金组织与耐蚀性能的影响.方法 利用SLM技术成形了AZ91D镁合金,对试样进行固溶处理(T4)、固溶+时效处理(T6).采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电化学工作站分别对SLM、T4热处理、T6热处理的AZ91D镁合金试样的微观组织和耐蚀性能进行观察与测试.结果 SLM试样经420℃保温6 h固溶处理后,β-Mg17Al12相基本固溶于基体中,晶粒尺寸由5μm增大至60μm左右.加热至200℃保温2 h时效处理后,β-Mg17Al12相从基体析出,随着时效时间由2 h增加至6 h,析出相数量逐渐增多.在3.5％NaCl溶液中浸泡120 h后,SLM试样表面腐蚀坑较小;T4热处理试样表面出现较大的腐蚀坑;T6热处理试样的表面腐蚀坑大小及深浅不一,腐蚀最严重.极化曲线结果表明,SLM试样的腐蚀电流密度Jcorr最小,为(1.889±0.2)×10–5 A/cm2,耐蚀性能最好;固溶+时效处理2 h的试样Jcorr最大,为(1.225±0.2)×10–4 A/cm2,耐蚀性能最差.不同热处理试样的耐蚀性能优劣排序为:SLM试样>T4试样>T6试样.结论 未经热处理的SLM试样晶粒尺寸最小,耐蚀性最好.经420℃保温6 h固溶处理后,β-Mg17Al12相基本溶解,晶粒尺寸增大1个数量级;加热至200℃时效2 h处理后,耐蚀性最差,当时效时间继续延长至6 h后,β-Mg17Al12相的数量逐渐增多,耐蚀性能反而有所增强.     

AA7050高强铝合金在固溶淬火过程中的温度变化及固溶制度(英文)

采用温度记录系统、组织观察、力学性能测试、电导率测试和DSC热分析研究7050高强铝合金固溶过程中的温度变化,确定合理的固溶热处理制度。采用了2种不同尺寸规格的试样进行试验。研究表明,在本试验条件下的固溶热处理过程中,大尺寸试样固溶温度相对较低,固溶时间较短,导致合金中强化析出相的体积分数减少。对于尺寸为25mm×25mm×2.5mm和70mm×60mm×20mm的试样,合理的固溶热处理制度分别为(480℃,30min)和(480℃,90min)。小尺寸试样中的GP区和η′相密度大于大尺寸试样中相应的密度,这与合金性能测试的结果一致。     

DZ4镍基高温合金的再结晶

用扫描电镜和X射线衍射方法研究了DZ4合金喷丸试样在不完全固溶和固溶热处理过程中的再结晶行为．在保温2h条件下,DZ4镍基高温合金喷丸层在1000℃可发生再结晶;在不完全固溶热处理中,再结晶以胞状形式发生;在固溶热处理中,再结晶以晶粒形式发生;γ相对再结晶晶界迁移具有阻碍作用;再结晶速率和再结晶层厚度主要取决于热处理温度,保温时间影响不显著．拉伸试样的金相观察表明,DZ4合金在1220℃保温2h条件下再结晶的临界变形大约为0．9％;再结晶晶粒优先在拉伸试样表面形核．     

2.25Cr1Mo钢大型筒体锻件差温热处理过程研究

通过在差温炉中的加热试验和有限元模拟,研究了2.25Cr1Mo钢大型筒体锻件热处理加热过程的温度场,计算了筒体在热处理过程中的温度变化;采用逆算法确定了筒体加热过程预热段和高速升温段的综合界面换热系数。综合界面换热系数由对流换热系数、辐射换热系数和修正换热系数三部分组成。在高速升温段,由于局部炉气分布不均匀,修正换热系数较大;而在预热和保温段,计算所得的修正换热系数较小。运用修正的换热系数计算的筒体的外表面温度与实际测量温度相差±13℃。预测结果表明,所编制的软件程序与实际升温曲线符合很好,为今后预测大型锻件差温热处理过程的温度场提供了依据。     

WE43合金中第二相对腐蚀降解性能的影响

采用显微组织观察、EDS分析、失重实验和电化学测试研究了固溶和固溶-时效WE43合金的腐蚀性能。结果表明,通过热处理改变基体中第二相,可得到不同腐蚀性能,固溶-时效试样经0和6 h浸泡后的腐蚀速率高于固溶处理试样的腐蚀速率,然而在浸泡24 h后腐蚀速率低于固溶处理试样。镁合金在腐蚀过程中,腐蚀速率先减小后增大。通过建立数学模型解释第二相对腐蚀性能的影响,以及腐蚀速率随时间改变的原因。     

固溶处理对AM60B镁合金半固态组织的影响

采用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)研究了固溶处理对AM60B镁合金半固态组织的影响。结果表明,415℃固溶处理16h的AM60B镁合金锭料,经610℃部分重熔后可得到初生相颗粒细小、圆整、均匀的半固态组织。AM60B镁合金经415℃×16h固溶处理后,β-Mg17Al12相已完全溶解于α-Mg基体中。在610℃的等温热处理过程中,固溶阶段粗化的枝晶臂重熔,从而导致组织分离是形成这种组织的主要原因。     

热处理对汽车用AZ31镁合金组织性能的影响

研究了热处理对镁合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在固溶时间6 h时,随着固溶温度的增加,镁合金硬度下降,冲击吸收功逐渐升高。在时效温度220℃时,随着时效时间的增加,镁合金冲击吸收功逐渐下降。镁合金经固溶处理后,β相逐渐固溶到α相基体中;220℃/6 h时效处理后,主要为晶界的β相析出,晶内析出较少。经固溶+时效处理时,β相比时效处理时析出更弥散。镁合金经410℃/6 h固溶处理后得到较优的强韧性组合。     

喷射成形7055铝合金试样表面起泡原因分析

喷射成形7055铝合金拉伸试验件在进行固溶处理的过程中,不同批次的试验件表面均出现了不同程度的起泡现象。通过对起泡试样表面、截面以及拉伸断口起泡区域处进行宏微观观察,以及对起泡试样进行拉伸性能检测、H含量测试以及金相组织分析,结果表明,7055铝合金在进行固溶热处理后表面发生起泡现象是由于热处理炉内湿度过大,发生高温氧化反应所致。建议对已发生起泡的拉伸试验件,采用机械加工的方法消除起泡。     

动态淬火过程的流-固耦合数值模拟

借助流体动力学计算软件CFD2000,对介质不同流速下试样的淬火过程进行了流.固耦合数值模拟.将实测换热系数曲线数值化并线性插值,得到了不同温度、流速下的换热系数,并赋给流.固换热边界,从而实现流.固耦合计算,同时得到了淬火介质流场和试样温度场.数值模拟结果与实测结果的对比表明,用该数值方法来模拟淬火介质存在相变的复杂淬火过程是可行的,能够显示出淬火过程的蒸汽膜、沸腾换热、对流冷却三个阶段以及各自的特点.该方法可避免复杂气液两相流的计算,简化淬火过程流-固耦合计算.     

固溶处理对316L不锈钢晶间腐蚀性能的影响

采用浸泡方法研究了1100℃固溶0.25~2 h对316L不锈钢晶间腐蚀性能的影响,用光学显微镜观察了不同热处理状态316L不锈钢的显微组织与腐蚀形貌的演变,用显微硬度仪测定了不同热处理状态316L不锈钢的硬度。结果表明,在1100℃固溶时间越长,固溶态试样的显微硬度越高,晶粒尺寸越大。随着固溶时间的延长,固溶态试样的腐蚀失重略有降低,敏化态试样的腐蚀失重先迅速降低,然后不再降低。敏化态试样的腐蚀失重高于固溶态试样1倍以上。所有试样的腐蚀失重都随着腐蚀时间的延长逐渐增加。根据实验结果得出,在1100℃固溶0.5~1 h的试样具有较好的综合性能。     

固溶处理对Mg合金化的ZL201组织和性能的影响

本文研究了Mg合金化的ZL201固溶热处理工艺,分析了不同固溶热处理时间对不同成分的试样的显微组织和硬度的影响.结果表明,在经过535℃×4h固溶热处理后,能获得较好的固溶处理效果,为后续热处理工艺的确定及优化提供了参考依据.     

固溶/时效处理对体育器械用AZ80镁合金性能的影响

通过硬度测试、室温拉伸试验、室温疲劳试验,研究了AZ80镁合金在轧制、固溶、时效以及固溶+时效4种状态下的力学性能和疲劳寿命。结果表明:固溶处理对AZ80镁合金硬度提高效果不大,时效处理、固溶+时效处理均可以提高AZ80镁合金硬度,AZ80镁合金经固溶+时效处理后硬度比轧制态提高38%,效果最为明显。固溶处理使AZ80镁合金强度降低,伸长率提高,时效处理、固溶+时效处理使其强度提高,伸长率降低。在较低应变振幅(0.4%)条件下,热处理AZ80镁合金疲劳寿命小于轧制态。在中高应变振幅(0.6%、0.8%、1.0%)条件下,热处理提高了AZ80镁合金疲劳寿命,其中时效处理试样疲劳寿命最佳。在超高应变振幅(1.2%)条件下,热处理对提高AZ80镁合金疲劳寿命效果不明显。     

铁基激光成形板件显微组织与性能的研究

通过侧轴同步送粉方式对不同Co含量的铁基粉末进行成形试验,得到尺寸为140 mm×10 mm×3 mm的铁基激光成形薄板,并对其进行后续热处理.分析发现,激光成形薄板无裂纹、气孔,成形性良好,其组织由多层具有相同特点的结构组成,每层组织由相互平行且与基板垂直的枝晶及枝晶间化合物组成.Co可以起到固溶强化的作用,其含量为3%时,熔层的硬度(HRC)及剪切强度分别达到最大值37和461.0 MPa.热处理后,枝晶中的固溶强化作用减弱,各试样的硬度及强度均下降.在1 050 ℃淬火 600 ℃回火热处理后成形件组织得到细化,有新相析出.各试样的硬度及强度较300 ℃回火后均有所提高.     

热处理对ZK60镁合金组织与力学性能的影响

研究固溶和时效热处理工艺对铸态ZK60镁合金显微组织与力学性能的影响.结果表明,当固溶处理条件为400 ℃下保温10 h、时效处理温度为150.c时,ZK60合金中析出相随时效时间的延长而增加,直至30 h.当时效温度升至200℃时,析出相体积分数在时效时间为15～20 h时达到最大值.室温拉伸实验表明,高密度第二相析出物有利于提高合金的强度和靼性.优化的热处理工艺条件为400℃固溶10 h随后于150℃时效30 h,得到的镁合金兼具有高的强度与塑性综合性能.     

热处理工艺对Ti-1300合金的组织和拉伸性能的影响

研究了Ti-1300合金经不同温度固溶+缓慢升温时效处理后的显微组织和拉伸性能.结果表明,在相变点之上和之下固溶+随炉升温时效处理后合金发生了不同的相变,对应的拉伸性能也有很大的不同.Ti-1300合金在相变点之上固溶处理后缓慢升温到500 ℃时效处理发生β→ω转变,试样强度很高,而塑性很差.Ti-1300合金在相变点之下固溶处理+随炉升温时效处理发生β→α转变,试样经随炉升温到570 ℃时效处理后的抗拉强度为1430 MPa,而延伸率也达到8%.     

CMT电弧熔丝增材制造AZ31镁合金组织与性能调控研究

冷金属过渡(CMT)电弧熔丝增材制造镁合金具有广阔的应用前景,但存在微观组织不均匀、力学性能各向异性等问题。文中以AZ31镁合金为研究对象,探索不同输入能量密度对宏观成形质量的影响,分析微观组织演化规律并对其力学性能进行调控。结果表明,在合适能量密度下可成形出表面平整、无明显宏观冶金缺陷的镁合金试样,沉积态试样的底部、中部和顶部微观组织存在显著差异。固溶热处理后,枝晶间的粗大组织得到消除,试样在水平和竖直方向上的强度和塑性明显提升,力学性能各向异性得到有效改善。研究结果为CMT电弧增材制造强韧性匹配镁合金提供了技术参考。     

热处理温度对镁基机械壳体电磁屏蔽性能的影响

为了研究热处理温度对Mg-8Al-1Zn-0.2Ti镁基机械壳体电磁屏蔽性能的影响,优化出固溶热处理温度和时效热处理温度,采用不同的固溶温度和时效温度对该壳体试样进行了热处理,并进行了试样电磁屏蔽性能测试与分析。结果表明:当测试频率为50 MHz时,随固溶热处理温度从380℃增大到440℃,或随时效热处理温度从180℃增大到240℃,试样的电磁屏蔽效能均先增大后基本保持不变;当测试频率为800 MHz或1500 MHz时,随固溶热处理温度从380℃增大到440℃,或随时效热处理温度从180℃增大到240℃,试样的电磁屏蔽效能均先增大后减小。该壳体的固溶温度和时效温度分别优选为430℃、220℃。