长期时效镍基高温合金的组织与力学性能

对经过标准热处理Inconel751合金,在700℃和850℃进行长时间的时效处理,测试常温和高温下合金的力学性能,对组织和断口进行观察.结果表明,在700℃时效时,合金的硬度、冲击和室温/高温拉伸强度较为稳定,合金的塑性在整个时效过程中无明显变化;在850℃时效初期,合金硬度和室温/高温拉伸强度明显降低,塑性有所升高,500 h～1 000 h基本保持稳定;在整个时效过程中室温冲击吸收功迅速增加,表现出较强的塑性.在730℃/430 MPa条件下持久寿命呈明显下降趋势.对各性能测试断口观察发现,700℃时效合金主要以沿晶断裂方式为主,经850℃时效后的试样断口分布有一定的韧窝.     

热等静压及退火对铸造TG6钛合金组织和拉伸性能的影响

对熔模精密铸造的近α型TG6钛合金依次进行了热等静压和不同温度退火处理,研究了不同状态合金的显微组织和拉伸性能。结果表明:铸态合金的显微组织主要为魏氏组织,组织中存在缩松缺陷;其室温抗拉强度和伸长率分别为871.3 MPa,0.8%,缩松处为断裂源。900℃热等静压处理消除了缩松缺陷,合金的室温伸长率提高至3.7%,拉伸断口呈准解理断裂特征。经700~800℃退火处理后,合金组织中的β板条部分溶解并析出条状及颗粒状硅化物,在α板条中弥散分布着α2相析出物;其室温伸长率提高到11%以上,室温及550℃拉伸断口为韧性断裂和解理断裂共存的混合型断口,而650℃和700℃拉伸断口呈腐蚀开裂特征。     

N18锆合金单轴拉伸行为研究

在室温～700℃温度范围内对N18锆合金板材进行恒应变速率的单轴拉伸试验。结果表明,合金的屈服强度、抗拉强度、弹性模量、强化系数、最大均匀塑性变形量和应变强化速率均随温度的上升而逐渐下降;断面收缩率和颈缩变形量随温度的升高而不断增加;在300℃～500℃温度范围内,伸长率出现最小值,强化指数出现最大值,强度和应变强化速率呈现一定的变缓趋势,这些现象表明,合金材料在温度影响条件下出现动态应变时效现象;此外,不同加载方向(即横向和轧向)对合金拉伸力学行为产生不同的影响。     

温度对2297-T87铝锂合金拉伸性能的影响及不同温度拉伸后的显微组织

对2297-T87铝锂合金在25～175℃下进行了拉伸试验,研究了温度对该合金拉伸性能的影响,观察了拉伸后的显微组织。结果表明:随着温度升高,合金的抗拉强度和屈服强度降低,伸长率增大;当温度升至175℃时,合金的抗拉强度和屈服强度为室温(25℃)时的77.72%和82.03%,合金仍具有较高的强度;在25～175℃拉伸后,合金的显微组织相似,均主要由轧制变形晶粒和少量细小再结晶晶粒组成。     

一种难变形高温合金的组织与拉伸性能研究

本文研究的合金W、Nb、Ti等元素含量较高。其锻后热处理态组织为直径小于1μm的细颗粒状μ相和直径约为15nm的球状γ′相均匀分布在合金基体上,连续膜状相沿晶界分布。在室温和高温下,该合金都具有较高的屈服强度和断裂强度,这与合金的高W固溶强化和较高程度的γ′相沉淀强化有关。随着温度的升高,塑性下降,断口的沿晶断裂比例增大,表明晶界强度是限制合金高温拉伸性能的瓶颈因素。     

固溶处理温度对改型IN706合金组织性能的影响

研究固溶处理温度对650～700℃超超临界汽轮机转子用改型IN706合金组织与性能的影响规律.结果表明,固溶处理温度对室温拉伸性能影响很小,但过高的固溶处理温度会使材料的700℃拉伸塑性明显下降,同时也会影响材料的冲击性能.通过观察微观组织发现,固溶处理温度的升高会使晶粒度明显长大,从而影响到材料的力学性能.     

不同工艺时效后2A97铝锂合金的组织与性能

对2A97铝锂合金进行自然时效(0~90d)、不同温度的单级人工时效(145,165,185℃)和自然时效(T4)+185℃人工时效的双级时效处理,研究了时效工艺对合金硬化曲线、组织和力学性能的影响,并分析了拉伸断口形貌。结果表明:试验合金经自然时效(T4)处理后的主要强化相为δ′、GP区和δ′/β′复合粒子,此时合金的强度较低、塑性较高,拉伸断口上分布着较多韧窝;经不同温度单级人工时效处理后,合金抗拉强度显著提高的同时塑性明显下降,断口形貌呈冰糖状,其中185℃×10h单级时效处理后的强塑性均较好,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为537,506MPa和7.0%;与185℃单级时效的相比,T4(60d)+185℃双级时效后,合金的硬度出现了先下降后上升的现象,并且达到峰值的时间推迟了20h,但强度和塑性均有所提高,断口为沿晶、穿晶约各占一半的混合型断裂,塑性有所改善。     

不同组成相钛-铝-铌三元合金的高温强度

通过调整钛、铝、铌三种元素的含量,制备了分别具有单相、双相和三相组织的三种钛-铝-铌合金;对合金从室温到1373 K的压缩和拉伸性能进行了试验研究,并用XRD和SEM等手段分析了合金的组织结构和断口形貌.结果表明:单相合金Ti-47.5Al-5Nb在室温下的压缩屈服强度为450 MPa,一直保持到1 200 K;双相合金Ti-42.8Al-14.2Nb和三相合金Ti-40Al-20Nb在室温下的压缩屈服强度分别为1 150 MPa和950 MPa,随着温度的上升,屈服强度略有下降,从1 000 K以后,屈服强度下降的幅度增大;在1 200 K,双相和三相合金的屈服强度仍然保持在600MPa左右;在1 200 K以上三种合金的屈服强度都急剧下降;双相合金在高温下具备很高的塑性和屈服强度.     

新型Ni3Al基单晶高温合金的显微组织和拉伸性能

采用液态金属冷却(LMC)法制备了新型Ni₃Al基单晶高温合金并进行1 290℃×4 h固溶处理和1 000℃×4 h时效处理,研究了合金的显微组织与不同温度(23～900℃)下的拉伸性能。结果表明：经固溶与时效处理后,试验合金组织中的γ′相呈规则的立方体形状,平均尺寸约为0.55μm,体积分数约为72%;合金的抗拉强度与屈服强度随着温度升高先增大后减小,且均在800℃时达到峰值,分别为856,808 MPa;合金断后伸长率的变化规律与强度相反,在800℃达到最小值11%;在600℃及以下温度拉伸时合金的断裂模式为纯剪切型断裂,在760℃拉伸时为纯剪切断裂与微孔聚集型共存的混合型断裂,当拉伸温度在800～900℃范围内时为微孔聚集型断裂。     

AlCrFeNi多主元高熵合金的高温性能

用真空熔炼法制备了AlCrFeNi多主元高熵合金,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等研究了AlCrFeNi合金铸态及经不同工艺热处理后的组织,并对合金进行了高温拉伸及蠕变试验。结果表明:该合金在铸态下是由白色的α-(Cr,Fe)和灰色的NiAl相构成,呈BCC结构的共晶组织,硬度为411.3HV;随着热处理温度(900~1 200℃)的升高,合金两相结构没有变化,晶粒略有长大,具有较好的高温组织稳定性;700℃高温短时拉伸和蠕变试样断口均呈现出沿晶断裂和韧性断裂的混合断口特征,拉伸时该合金的伸长率和断面收缩率分别为30.6%,41.0%,具有较好的高温塑性。     

热处理工艺对Ti55531合金组织和拉伸性能的影响

对Ti55531合金棒材和锻件进行不同工艺的固溶和时效热处理,研究了热处理工艺对其显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着固溶温度升高(575~650℃),棒材中的初生α相由颗粒状变为条状或短棒状,直至全部变为β晶粒,室温抗拉强度和屈服强度明显增大,伸长率和断面收缩率大幅下降;随着时效温度降低,短棒状或条状α相逐渐溶解并球化析出α颗粒,室温抗拉强度和屈服强度明显增大,伸长率和断面收缩率显著降低;为使钛合金棒材的室温强度和塑性达到最佳匹配,固溶温度应控制在相变点以下,时效温度宜选择在600~620℃区间;固溶温度在相变点以下,时效温度为600℃时,锻件的强度和塑性可满足相关标准的要求。     

热处理工艺对Ti55531钛合金显微组织与拉伸性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机等设备,研究了热处理工艺对Ti55531钛合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高(790~810℃),合金中初生α相(αp)的含量减少,合金强度升高而塑性降低;随着时效温度的升高(500~600℃),合金中次生α相(αs)变粗变长,合金强度降低而塑性升高;随着550℃时效时间的延长(2~8h),合金中析出的αs相含量增多,强度升高,塑性有所降低。     

LD10合金高温力学性能及断裂特性分析

用高温短时拉伸试验分析了LD10合金的高温力学性能，同时还利用扫描电镜分析了每个温度拉伸试样断口的显微组织和断口形貌。结果表明：LD10的高温强度在470℃前遵循常规的温度强度关系，即温度升高，强度降低；塑性指标在470℃之前随着温度的升高而增大，但在500℃左右材料的塑性大幅度下降。各温度点的显微组织表现为α相基体中分布着较多椭圆形相和多角块状相，不同温度点这些相的形状、大小和数量不同。断口的宏观特征表现为韧性断裂和脆性断裂特征共存的现象。     

700℃长时时效对LF2合金组织和高温拉伸性能的影响

研究了700℃长时时效对LF2合金组织及其高温拉伸性能的影响。结果表明:合金在700℃长时时效后存在γ′相、MC相、Laves相和σ相;γ′相呈小圆球状弥散分布于晶内,MC相和Laves相未聚集长大,σ相大量析出;MC相和Laves相对合金高温强度的影响很小;γ′相是使合金具有良好高温强度的重要析出相;σ相的大量析出是合金高温屈服强度下降的主要原因。     

汽车用高强度钢板的动态变形行为

对DP590钢板和CR340LA钢板在应变速率为0.003s-1(准静态)和20~700s-1(动态)下进行了室温拉伸试验,研究了试验钢板的动态拉伸变形行为、应变速率敏感性和动态断裂行为。结果表明:两种试验钢板的动态真应力-真应变曲线均无屈服平台,屈服后真应力随真应变的增加先快速增大后缓慢增大;应变速率对屈服强度的影响略高于对抗拉强度的影响,并且DP590钢板的应变速率敏感性和硬化指数均高于CR340LA钢板的;两种试验钢板的均匀伸长率均随应变速率的增加而降低;随应变速率的增加,DP590钢板中的位错密度增加,当应变速率不小于200s-1时出现位错胞;DP590钢板在准静态拉伸时发生明显颈缩,而动态拉伸时未发生颈缩,且随应变速率的增加,拉伸断口上的C形韧窝数量减少,等轴状韧窝数量增加。     

一种700℃超超临界电站用新型高温合金力学性能及高温时效组织性能研究

通过拉伸试验、硬度试验、冲击试验和扫描电镜(SEM)等方法,研究了一种可能用于超超临界机组的新型Ni-Fe基高温合金在固溶状态下的力学性能及700℃高温短时时效后的组织与性能。结果表明,合金在700℃的强度较室温抗拉强度有一定程度降低,断后伸长率、断面收缩率则无明显下降;700℃高温时效初期,γ′强化相大量弥散析出,材料强度和硬度快速上升,伸长率和冲击吸收能量等指标大幅下降,之后趋于稳定,超过500 h后,随着γ′强化相的粗化和晶界处M23C6等碳化物相析出量增加,强度和硬度开始缓慢下降,塑性和韧性也有进一步缓慢下降的趋势。1 000 h以上长期时效后的合金性能稳定性有待进一步研究。     

C70S6可裂解锻钢的微观组织和力学性能

通过锻造后控制冷却的方法得到可裂解锻钢C70S6锻坯,观察其微观组织,并采用高频疲劳试验机与拉伸试验机测定了其断裂韧性及应变速率敏感性.结果表明,在室温下该材料为珠光体加断续的铁素体,而且铁素体大致呈网状包围在珠光体周围,二者比例大致为10%的铁素体和90%的珠光体.抗拉强度为900～1 050 MPa,屈服强度为585 MPa,最大延伸率为10%.材料断裂韧性为39.74 MPa·m1/2,断口基本无塑性变形,为脆性的解理断裂.随着应变率的上升,屈服强度随之增加,而抗拉强度随应变率的上升变化幅度不大.     

一种全铝微通道换热扁管固溶处理工艺的研究

研究了不同固溶处理温度对一种全铝微通道换热扁管组织性能的影响。结果表明:当固溶温度低于520℃时,固溶温度较低不利于合金元素的均匀固溶,在晶界处存在大量的第二相;当固溶温度高于550℃时,固溶温度过高破坏了合金的晶界,造成过烧,严重损害了合金的力学性能,拉伸断口出现冰糖状形貌,是典型的沿晶脆性断裂;较合理的固溶温度为530℃-550℃,其组织较为均匀,断口出现大量韧窝,同时还有少量的撕裂棱,属塑性断裂。     

均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响

采用电导率测试、室温拉伸性能测试、扫描电镜和透射电镜分析等方法,研究了不同的均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响。结果表明:铸态铝锌镁钪合金为过饱和固溶体,合金元素在晶界偏析,形成了富锌、镁的非平衡共晶T相和富铁、硅、锰的杂质相;当均匀化温度为350℃,过饱和基体析出平衡相η-MgZn2;随着均匀化温度的升高,非平衡共晶T相逐渐溶入基体,电导率下降,晶内析出大量Al3(Sc,Zr)粒子,合金的热加工性能提高;470℃×12h是试验合金较适宜的均匀化制度。     

温度对FeAl合金拉伸力学性能和断裂方式的影响

研究了从室温到１０００℃范围内，温度对二元及含Ｃｒ或Ｔｉ的Ｆｅ－３６．５ａｔ．％Ａｌ合金的拉伸力学性能和断口形貌的影响。结果表明，二元ＦｅＡｌ合金的拉伸力学性能及断口形貌发生显著变化的温度在５００－７００℃范围。