固溶时效对Inconel718合金组织和力学性能的影响

对Inconel718合金进行了(9201 060℃)×1.5h+(650850)℃×(610)h的固溶时效处理,研究了固溶温度和时效温度、时间对合金组织和力学性能的影响,并获得了较理想的固溶时效工艺。结果表明:时效处理后,合金的硬度较固溶态的明显提高;随固溶温度升高,奥氏体晶粒长大,δ相逐渐溶解,较适宜的固溶温度为1 000~1 020℃;随时效时间延长,合金中析出相的弥散强化效果更佳,屈强比提高显著;在1 000~1 020℃固溶+750℃×10h时效处理后,合金的力学性能最佳,抗拉强度超过1 200 MPa,室温冲击吸收功超过120J,硬度超过310HV10。     

双级固溶处理对7A04铝合金组织与力学性能的影响

对7A04铝合金进行了双级固溶+单级时效处理,采用正交试验研究了固溶温度和时间对该合金显微组织与力学性能的影响,得到了较优的双级固溶处理工艺。结果表明:优化的双级固溶处理工艺为450℃×30min+505℃×60min,采用该工艺固溶处理再经120℃×24h时效处理后,该铝合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和冲击功分别达到658.43 MPa,593.07 MPa,10.25%,9.681J;一级固溶是影响7A04铝合金力学性能的主要因素,而较高温度的二级固溶能使第二相、共晶夹杂物和金属间化合物大量溶入固溶体,并在随后的时效过程中以强化相的形式析出,进而改善合金的综合性能。     

不同热处理对高温合金GH4141微观组织和拉伸性能的影响

高温合金作为航空紧固件的主要原材料,其力学性能直接影响着航空装备构件的紧固性能。以GH4141高温合金为试验材料,分析不同热处理后GH4141试样的金相组织、显微硬度、力学性能和断口形貌等特征,研究结果表明了固溶温度对晶粒尺寸影响较大,且随着固溶温度的升高,显微硬度降低;热处理后试样表面形成的残余应力为压缩状态;试样在1 080℃固溶760℃时效处理后的拉伸强度最大为1 214 MPa,其拉伸断口表现出明显的析出相强化诱导的颈缩和韧窝特征。     

铝含量对TB5钛合金组织和力学性能的影响

采用两次真空自耗熔炼技术制备了亚稳定β型TB5钛合金,研究了铝含量对固溶处理(800℃×10 min)和固溶时效处理后(800℃×10 min+540℃×8h空冷)合金组织与力学性能的影响。结果表明:当铝含量(质量分数)在2.8%～3.2%时,固溶后合金的显微组织基本相同,固溶+时效后不同成分合金的组织也没明显差异;随铝含量增多,不同状态合金强度均先升后降;韧性变差;铝含量为3.0%的合金具有最高的强度,固溶+时效态抗拉强度为1 300.0 MPa,伸长率为8.8%。     

热处理工艺对Ti2AlNb惯性摩擦焊接头组织及性能的影响

针对Ti_2AlNb合金惯性摩擦焊接接头开展了热处理工艺试验研究,分析了不同热处理工艺对焊接接头组织及力学性能的影响。研究表明,固溶态母材由α2、B2和O相构成,α2相呈球状或块状分布于B2相晶界上,O相呈棒状平行或交叉分布于B2相晶粒内部;固溶+单时效态合金母材由B2+O两相组成。焊态下的接头焊缝区及热力影响区基本为B2相组织,双时效处理后大部分B2相转变成晶界网状O相+晶内针状及块状O相组织,单时效处理的接头焊缝区及热力影响区晶界基本无O相组织存在,B2相晶内转变为细密层片状B2+O相共析组织。三种热处理状态的接头各区域显微硬度分布基本一致,焊后双时效提高了O相组织的析出而起到强化作用并提高了接头的显微硬度。焊前为固溶态+焊后双时效处理的接头室温抗拉强度最高且为1 193 MPa;焊后双时效处理的接头室温拉伸断口以准解理断裂为主,焊后单时效处理的接头室温拉伸断口以解理断裂为主,且解理小平面尺寸较大,抗拉强度稍低。焊前为固溶态+焊后双时效处理的接头在650℃高温下的抗拉强度依然最高且为986MPa,断口上能够观察到较浅的韧窝,为沿晶的韧性断裂;焊前为固溶态+时效处理的接头断口形貌基本相同,接头断裂形式以解理断裂为主,并含有少量的准解理断口。     

微量钇对铝-锌-镁-铜合金组织及力学性能的影响

为了提高铝-锌-镁-铜合金的力学性能,在合金中添加质量分数为0.15%的钇,并对其进行了均匀化和固溶时效处理;采用光学显微镜、X射线衍射仪和拉伸试验机等研究了添加微量钇对合金组织及力学性能的影响。结果表明:在合金中添加微量钇(0.15%)能明显细化合金的铸态组织和固溶态组织,使合金固溶时效后的抗拉强度提高4.7%,屈服强度提高5.5%;但由于添加钇导致了合金经均匀化处理后残留的共晶化合物增多,致使合金的伸长率下降了4.9%。     

一种析出强化型Fe-C-Mn-Ni奥氏体合金钢的微观组织和力学性能

对Fe-C-Mn-Ni-X(X为铬、钒等元素)奥氏体合金钢锻材进行固溶和时效处理,研究了时效温度(650,700,750℃)和时效时间(0～25h)对合金钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:固溶态和时效态合金钢显微组织形态相差不大,时效处理后,合金钢中析出大量与奥氏体基体呈共格或半共格位向关系的纳米VC相;固溶态合金钢表现出很强的时效硬化能力,随时效温度升高,硬度达到峰值的时间缩短,峰值硬度降低;时效处理后,合金钢的屈服强度和抗拉强度显著增加,断后伸长率和加工硬化指数则明显下降,拉伸失效模式由韧性断裂转变为韧脆混合断裂;随时效温度升高和时效时间延长,合金钢的强度有所降低,但加工硬化能力增强。     

热处理对Gr.38钛合金管组织和性能的影响

对挤压态和冷轧态Gr.38钛合金管分别进行了不同温度下的固溶+时效和退火热处理,研究了热处理温度对其显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:挤压管经固溶处理后的组织为由初生α相和β相转变组织组成的双相组织,固溶+时效处理后的抗拉强度和屈服强度随时效温度的升高先增后降,伸长率和断面收缩率则呈上升趋势;经900℃×1h固溶+500℃×4h时效处理后,挤压管达到最佳的强塑性匹配,抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率分别为1 135 MPa,912 MPa,17%,45%;冷轧管经退火处理后的显微组织由等轴α相和晶间β相组成,随着退火温度的升高,其抗拉强度、屈服强度逐渐降低,伸长率逐渐增大;在830℃退火1h后伸长率最高,达到27%,抗拉强度和屈服强度分别为937,807 MPa。     

热处理对大型变形高强耐热镁合金组织与性能的影响

通过拉伸试验和微观组织观察,研究了固溶处理及时效处理对合金成分为Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr的大型变形高强耐热镁合金微观组织和性能的影响。结果表明,合金的最佳热处理工艺为430℃×8h+225℃×16h。当固溶温度为430℃时,会发生动态再结晶,晶粒得到细化,提高了抗拉强度。经过时效,灰色LPSO相数量增多,提高了合金的力学性能。合金轴向抗拉强度为332 MPa,延伸率为11.5%;环向抗拉强度为375 MPa,延伸率为12.3%。     

马氏体时效不锈钢强度逆晶粒尺寸现象研究

研究了Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢固溶处理锻态粗大晶粒遗传,以及通过再结晶显著细化奥氏体晶粒的过程。研究结果表明,相对较低的温度固溶处理以非扩散α′→γ逆转变形成奥氏体,遗传锻态粗大晶粒形态和尺寸,提高固溶处理温度发生再结晶,使奥氏体晶粒显著细化。由于非扩散α′→γ逆转变形成奥氏体内高密度缺陷会遗传到固溶处理后的马氏体内,马氏体内高密度缺陷具有增强时效析出和析出强化相的弥散分布的作用,因此屈服强度和抗拉强度明显高于通过再结晶细化奥氏体晶粒的试样,即出现强度的逆晶粒尺寸现象。     

AA6061铝合金正方形截面管胀形工艺研究

AA6061铝合金挤压管材在常温下强度高但塑性差,难以成形复杂形状零件。基于此,提出了固溶处理+固体颗粒介质胀形+人工时效的工艺流程,通过固溶、淬火和时效等热处理工艺调整铝合金变形前后的力学性能,应用固体颗粒介质胀形技术实现管件塑性成形。以AA6061挤压铝合金管为研究对象,分析了固溶处理工艺参数对合金力学性能的影响,发现管材经固溶温度560℃且保温120min处理后,其延伸率提高3倍以上,强度和硬度也大幅降低,使合金管材的成形性能指标显著提高,具备了固体颗粒介质胀形管件的条件;对合金固溶处理后再人工时效处理的试验研究表明,人工时效温度180℃且保温360min时合金塑性下降,强度和硬度等性能指标均可恢复至初始状态。基于铝合金热处理工艺特征的研究,采用固溶处理+固体颗粒介质胀形+时效处理的工艺流程,成功试制了AA6061铝合金典型的正方形截面管件,其环向最大展长率可达34%。     

热处理对Ni47Ti44Nb9合金相变及力学性能的影响

研究了不同热处理制度下,Ni47Ti44Nb9合金相变及力学性能的变化规律。结果表明：降低固溶温度,固溶处理后慢速冷却或固溶处理后再时效,会降低合金相变点,增加相变滞后宽度;升高固溶温度,以及固溶加时效处理,会使得合金的强度降低塑性增加。     

国际热核实验堆第一壁材料CuCrZr合金及其与不锈钢焊接接头的力学性能

将经过真空熔炼、铸造、热轧后的国际热核实验堆(ITER)第一壁中所使用的CuCrZr合金进行960～1040℃固溶处理后,分别在475℃和580℃进行时效处理;对CuCrZr合金的力学性能进行测试,对显微组织进行观察;将CuCrZr合金与316L不锈钢进行热等静压(HIP)焊接,对焊接接头组织与性能进行了研究.结果表明:该合金经时效处理后硬度和强度较固溶态都有明显的提高,尤其是475℃保温3 h的时效强化效果最为明显,但合金晶粒发生了明显的长大,伸长率也明显降低.CuCrZr合金和316L不锈钢焊接接头性能良好,但在界面附近的晶粒尺寸差别较大,同时还有脆性相析出.     

喷射共沉积SiC_p/2024铝基复合材料轧板的显微组织及力学性能

利用喷射共沉积、热挤压、轧制工艺制备了SiC_p/2024铝基复合材料轧板,通过OM、SEM、TEM及XRD等手段研究了该复合材料轧制态和热处理态的显微组织和力学性能。结果表明:SiC_p/2024复合材料坯经热挤压及轧制变形后,组织细小均匀,晶粒尺寸为2～3μm,SiC颗粒均匀地分布于基体中,原尺寸较大的SiC颗粒发生破碎,呈钝化形貌;经490℃固溶1 h及170 ℃时效8 h处理后,该复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为480 MPa,358 MPa和6.4%;基体合金中弥散分布的S′(Al_2CuMg)相为其固溶时效处理后的主要沉淀强化相。     

δ相对激光选区熔化成形GH4169合金持久性能的影响

采用激光选区熔化(SLM)技术制备GH4169合金,通过热等静压+时效与热等静压+固溶+时效2种热处理制度控制δ相的析出,研究δ相对合金持久性能的影响。结果表明:2种工艺热处理后,SLM成形GH4169合金组织均为等轴晶,且存在退火孪晶;经热等静压+固溶+时效处理后,合金晶界处析出大量长棒状与连续颗粒状δ相;经热等静压+固溶+时效处理后合金在650℃/690MPa下的持久寿命是热等静压+时效处理后的一半左右,δ相的析出是导致合金持久寿命较低的主要原因;2种工艺处理的SLM成形合金的持久寿命均显著超过锻件的标准要求,且持久断裂方式均为沿晶断裂。     

等径角挤压对铸造GH696合金力学性能的影响

为了提高铸造GH696高温合金的力学性能,对该合金在1 000℃进行了等径角挤压变形,对经挤压变形及热处理后的组织与性能进行了研究。结果表明:该合金铸态组织经等径角挤压后得到了显著的细化;铸态合金经挤压变形后进行热处理时会发生再结晶;随挤压道次的增加,铸态组织的特征逐渐减少,强度和塑性得到提高;铸态合金经挤压变形和热处理后,即使还保留少量的铸态组织特征,但其强度和塑性均可达到锻态的水平。     

晶粒尺寸对GH4169镍基合金疲劳小裂纹扩展的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸及疲劳试验机等研究了热处理对GH4169镍基高温合金显微组织和力学性能的影响,重点研究了晶粒尺寸对其疲劳小裂纹扩展的影响。结果表明:采用固溶加双时效的热处理工艺能够提高试验合金的力学性能,随着固溶温度升高,合金中晶粒尺寸变大,强度下降,疲劳寿命延长;小裂纹阶段占疲劳寿命的80%,晶粒尺寸对疲劳小裂纹扩展速率的影响不明显,但随着晶粒尺寸增大,长裂纹的扩展速率下降。     

微量锆、镧对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

分别制备了未添加和同时添加0.1%(质量分数,下同)锆和0.2%镧的铸态Al-Zn-MgCu合金,然后进行了均匀化、固溶和时效处理,研究了锆、镧的添加对该合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加0.1%锆和0.2%镧后,该合金的形核率增加,组织分布更加均匀,晶粒得到了细化;其铸态硬度、抗拉强度、伸长率分别比未添加锆、镧的提高了13.60%,25.00%,21.88%;断裂方式由未添加锆、镧合金的沿晶断裂转变为韧窝型穿晶断裂,合金的韧性得到了提高。     

Ti-15-3合金经冷轧和时效后的显微组织及力学性能

利用光学显微镜、透射电镜和X射线衍射仪等研究了Ti-15-3合金在五种不同工艺轧制过程中组织的演变规律以及轧制和时效处理后的显微组织和力学性能。结果表明:采用三种单向冷轧工艺均可以将2.9 mm厚的合金板很好地轧制成厚度约为0.6 mm的板材,并且轧后其晶粒逐步细化到纳米尺度,最小尺寸达到19.1 nm;固溶态合金经过40%/道次-3道次的冷轧并于450℃时效4 h后,由于出现了双相纳米组织,使合金的抗拉强度达到1 562 MPa,比冷轧态的提高了45%。     

不同工艺高温固溶与时效处理后SP-700钛合金的组织与性能

将SP-700钛合金在β相区1 000℃固溶15 min后,降温至(α+β)相区进行不同时间(3～10 min)和温度(650～900℃)下的固溶处理以及不同温度(370～650℃)和时间(15,90 min)的单级时效处理和280℃低温预时效+第二级时效的双级时效处理,研究了不同工艺下合金的组织和性能。结果表明：在850℃下固溶后合金中α相的体积分数随固溶时间的延长而增加,当固溶时间为5 min时,合金具有较好的强塑性匹配;在5 min固溶时间下,α相体积分数随固溶温度的升高而减小,当固溶温度为650℃时,合金具有较好的强塑性匹配。β相区固溶+单级/双级时效后,合金基本由β晶粒、α相以及针状马氏体组成;在时效温度650℃和时间90 min下单级时效或时效温度650℃和时间15 min下双级时效后,合金均具有较好的强塑性匹配。