AlCoCrNiSi_x高熵合金微观组织结构与力学性能

通过XRD,SEM,EDS分析和显微硬度测试,系统研究了Si含量对AlCoCrNiSix高熵合金铸态组织的相结构变化、微观组织形貌特征和力学性能。结果表明:随Si含量的增加,合金相结构由单一的bcc1固溶体结构逐步转化为bcc1+bcc2结构共存,其中bcc1为AlNi基的固溶体,bcc2为CrSi固溶体。随Si含量的增加,合金的铸态组织由枝晶形态向胞状形态转变。微观组织中Al,Ni主要存在于枝晶内,Si则偏析于枝晶间。Si具有显著提高合金硬度的作用,硬度最大值达到HV991。     

Ti0.5AlCoFeNiCrx高熵合金的微观组织结构与力学性能

通过XRD分析、SEM观察和压缩实验研究了不同Cr含量对Ti0.5AlCoFeNiCrx(x为摩尔比,x=0,0.5,1,1.5,2,3)高熵合金微观组织结构与力学性能的影响。结果表明:当合金不含Cr时,呈现单一的体心立方结构;当加入Cr元素后,出现了另一种富Cr的体心立方相。随着Cr含量的增加,组织从树枝晶逐渐转变到亚共晶、共晶和过共晶组织,表明Cr能促使合金发生共晶反应。适量的Cr元素能显著提高合金的压缩力学性能,其中Ti0.5AlCoFeNiCr0.5合金具有最好的压缩强度和塑性。     

选区激光熔化成形FeCrNi中熵合金点阵结构及其力学性能

金属点阵结构材料由于其轻量化、高比强度、能量吸收和多孔性等优势,广泛应用于航空航天、汽车工业等领域。以高强韧FeCrNi中熵合金(medium entropy alloy,MEA)为研究对象,采用选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术制备了具有BCC,BCCZ,FCC,FCCZ四种仿晶格结构的FeCrNi中熵合金点阵结构材料,对其显微组织、力学性能及变形行为进行了系统研究。结果表明,采用SLM技术制备的FeCrNi中熵合金点阵结构节点搭接质量高,熔池交错堆叠致密,晶粒均匀细小。在相对密度相近时,BCC,FCC,BCCZ,FCCZ点阵结构的比强度和比能量吸收值依次升高。具有FCCZ点阵结构的FeCrNi中熵合金材料的比能量吸收值达到49.8 J·g^-1,显著高于Ti6Al4V及316L不锈钢点阵材料。有限元模拟分析表明,Z型支柱的存在增加了点阵材料的表观强度和刚度,并导致变形行为由结点弯曲主导向拉轴向压缩主导转变,是FCCZ点阵结构强度提升的主要原因。     

高熵合金强韧化方法及力学性能的研究进展

自高熵合金被首次报道以来,其优异的力学性能引起了国内外学者的广泛关注.高熵合金的高强度、高硬度、高耐磨性、耐腐蚀性以及其在极端温度下的服役能力,都表明高熵合金在未来工业应用中具有巨大潜力.随着对高熵合金的深入研究,从元素比例的改变到元素种类的改变再到新组元的添加,每一次高熵合金力学性能的优化与发展均伴随着结构的改变.尽管如此,高熵合金的力学性能依旧有很大的提升空间.因此,如何合理设计高熵合金的微观结构、提升其力学性能是当前研究的热点问题.在高熵合金中,已存在的强韧化方法有细晶强化、固溶强韧化、共晶组织强韧化、孪生诱导塑性(Twinning induced plasticity,TWIP)效应强韧化、相变诱导塑性(Transformation induced plasticity,TRIP)效应强韧化和第二相强韧化等.其中,细晶强化与第二相强化在绝大多数高熵合金中都存在且很容易通过热机械处理来实现.因此,如何在强化机理、组织特征、力学性能三者之间建立联系,是当前亟待解决的问题.本文归纳了高熵合金强韧化方法的研究进展,从高熵合金的优秀力学性能入手,分别介绍了固溶强化、短程有序(Short-range ordering,SRO)强化、γ'相强化、晶粒异构强韧化等结构设计理念,并且讨论了各种结构对高熵合金变形机制和力学性能的影响,分析了当前高熵合金的发展前景,以期为后续关于组织特征与力学性能建立有效联系提供参考.     

新型含Cu高熵合金的微观组织及热处理过程相变

目的为优化CrMnFeCoNi高熵合金成分,消除富Cr脆性相的析出倾向。方法用Cu取代Cr元素,以四元MnFeNiCu高熵合金为研究对象,探究含Cu高熵合金的微观组织及其热处理过程中的相变特征。结果铸态MnFeNiCu合金中Cu元素具有较强的偏析倾向,其枝晶间存在大量颗粒状富Cu析出物,通过均匀化热处理能完全消除Cu元素偏析现象,得到单相FCC组织。结论 Cu与其他3种元素均表现为不同程度的不相容性,具有最大的偏析倾向,使其在凝固过程中于枝晶间富集,均匀化热处理过程中Cu元素发生溶质扩散,最终形成了单相固溶体组织。     

VCoNi中熵合金力学性能的温度依赖性研究

研究了不同温度(77～773 K)的服役条件对VCoNi中熵合金力学性能的影响,采用大变形轧制和短时间退火调控VCoNi合金晶粒尺寸,通过准静态拉伸实验研究了材料力学性能的变化规律并通过微观组织观察对内在机制进行阐述说明。在77 K时,材料内部的大量孪晶和缠绕的位错,使得合金具有优异的综合性能。随着实验温度由293 K升高至573 K,材料延伸率和力学性能保持稳定。当实验温度达到373 K,应力-应变曲线上出现锯齿流变。     

热处理工艺及Ce对1420铝锂合金焊接接头力学性能的影响

研究了不同热处理状态对不同Ｃｅ含量的１４２０铝锂合金焊接接头力学性能及焊缝凝固组织的影响。结果表明；微量Ｃｅ添加到１４２０合金中，可阻焊缝热影响区的晶粒粗化并使焊缝凝固组织细化。采用焊后固溶＋人工时效的热处理工艺，可使焊接接头强度第数有明显提高。     

热处理对各向同性热解炭材料微观结构和力学性能的影响

对化学气相沉积法（CVD）制备的各向同性热解炭材料在不同温度下进行热处理，利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和显微激光喇曼光谱等表征手段及显微硬度实验、三点弯曲实验，研究了材料的微观结构和力学性能与热处理温度之间的关系。结果表明，随着热处理温度的提高，各向同性热解炭材料的石墨片层间距缩小，石墨化程度增加，晶粒尺寸增大，同时材料中的孔隙结构也发生了较大的变化。材料的显微硬度和弹性模量随热处理温度的升高而降低，抗弯强度在1750℃和2400℃之间没有变化，在2600℃时有显著的增加。     

化学成分及热处理工艺对TA5合金棒材力学性能的影响

研究了化学成分和热处理工艺对TA5合金棒材力学性能的影响。结果表明,增加铝、氧、氮元素的含量,提高铝强度当量,TA5合金棒材强度显著提高,塑性略有降低。在700~800℃范围内升高退火温度,TA5合金棒材的强度降低,塑性升高;在740~780℃退火时,其强度和塑性匹配最佳。与空冷相比,采用炉冷+空冷的冷却方式时,TA5合金棒材的强度降低,塑性显著升高。     

热处理对真空热压烧结NiCrCoTiV高熵合金组织结构及耐腐蚀性能的影响

采用真空热压烧结技术制备了NiCrCoTiV高熵合金,并分别在500℃、600℃和700℃下对高熵合金进行18h保温热处理。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学测试系统研究了不同热处理温度对高熵合金物相结构、微观组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明,高熵合金的物相组成在不同温度热处理后均未发生明显改变,表现出良好的热稳定性。热处理后,高熵合金晶粒细化,析出相减少;热处理温度越高,晶粒细化效果越好。相比于未热处理的试样,热处理后试样的耐腐蚀性能明显提高,并且随热处理温度升高,耐腐蚀性能呈上升趋势。     

热处理对Al-Mg-Ga-In-Sn合金微观结构和铝水反应的影响

制备不同镁含量的Al-Mg-Ga-In-Sn合金并对其进行固溶和时效热处理,用XRD和SEM分析和观察了显微结构和腐蚀表面,用AFM/SKPFM测量了合金不同晶界相与铝晶粒间的电势差,用排水法测量了在不同水温下合金的铝水反应.结果表明,热处理改变了合金低熔点界面相的种类、形态以及合金晶粒内Mg和Ga含量.热处理态Mg含...     

T4 热处理对石膏型 AZ91 铸造镁合金组织和性能的影响

用石膏型熔模铸造技术,成功制备了AZ91镁合金铸件.用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)以及电子万能实验机等,研究了AZ91镁合金铸态及T4热处理态的显微组织演变和力学性能.结果表明,分布在铸态AZ91镁合金晶界的网状β-Mg17Al12相在T4热处理过程中逐渐溶解,铸态和T4热处理态中均存在大量的A18Mn5化合物,T4处理后,其力学性能显著提高.     

利用热处理改善钒钛磁铁矿直接制备的铁基摩擦材料组织与性能

以攀枝花钒钛磁铁矿为原料,通过选择性碳热原位反应和真空烧结技术直接制备得到铁基摩擦材料.为进一步提高材料性能,本工作研究了淬火与回火处理对铁基摩擦材料组织和性能的影响.结果表明:900～1 000℃淬火使材料基体组织由珠光体向马氏体转变,硬度和摩擦性能随淬火温度的升高先提升后下降,在950℃时效果最佳,摩擦磨损行为由热处理前较严重的磨粒磨损和粘着磨损转变为磨粒磨损,且磨损程度降低.950℃淬火试样分别在250℃、500℃和650℃进行回火处理,基体组织随着温度的升高先由马氏体向低硬度屈氏体转变,而后转变为硬度更低的索氏体,但500℃回火时发生的回火二次硬化和碳化物的脱溶使得材料硬度提升,摩擦性能进一步提高,摩擦磨损行为表现为轻微的磨粒磨损.综合而言,950℃淬火+500℃回火处理后的铁基摩擦材料组织及性能最优,相比未热处理材料,硬度提高32％,磨损率降低61％,摩擦系数降低18％.     

热处理对形状记忆合金超弹性滞回性能的影响

采用与文献〔１〕相同组分的ＮｉＴｉ合金材料,将其用不同的热处理工艺进行处理,分析了不同热处理后其超弹性滞回性能在不同温度和不同应变幅值下的变化规律;通过与文献〔１〕的对比,探讨了热处理前后该材料力学性能的变化以及加载频率的影响。     

热处理对GH783合金组织与性能的影响

研究了抗氧化型低膨胀高温合金GH783的热处理制度.结果表明:随着固溶温度的升高,晶粒有所长大,在1140℃固溶晶粒开始不均匀长大;室温拉伸强度有所下降,高温拉伸塑性有所升高,持久塑性在1115℃固溶时最高.随着β时效温度的升高,二次β相明显增多,γ′相也发生比较明显的变化;在845℃进行β时效,合金可以获得良好的组织和综合性能.     

热处理制度对航空发动机用TC11合金组织和性能的影响

研究了不同热处理制度下TC11钛合金锻件的组织和性能.结果表明,在空冷的条件下,随着温度的升高,β转变组织体积增加,初生α含量减少同时体积增大;当热处理温度达到1020℃时组织变成了典型的β区冷却后针状马氏体组织;随着温度的继续升高,等轴α相完全消失,形成了完全由β转变组织构成的层状结构.拉伸试验研究表明,950℃/2...     

Effect of Heat Treatment on Microstructure and Magnetic Properties of Ce-Doped NdFeB Ribbons

The substitution for Nd by abundant element cerium (Ce) is a practical way for the comprehensive utilization of rare earth resources in NdFeB permanent magnets. In this letter, we have prepared the Ce-doped NdFeB ribbons and conventional NdFeB ribbons by melt quenching method and investigated the effects of heat treatment on the crystallization behavior, microstructure, and magnetic properties of the alloy. The results show that: (1) The crystallization behavior and the microstructural changes of the (Nd,Ce)FeB magnets are similar to the conventional NdFeB magnet when heat treatment. In addition, the Ce₂Fe₁₄B phase has a significant effect on the properties of the whole magnets. (2)The NdFeB phase and CeFeB phase are relatively close to each other after being precipitated from the amorphous phase. The coupling effect between the two phases is strong enough to weaken the effect of the addition of Ce and making the properties of the NdFeB magnets to not reduce too much after adding Ce.     

热处理对AlZn4SiPb合金组织和性能的影响

研究了AlZn4SiPb合金铸锭和2 mm板材热处理前后的组织、硬度和强度等性能。结果表明,铸锭中Pb元素存在偏析,后浇铸的铸锭中Pb含量相对更高,其以球状或条状分布于晶内和晶界处,均匀化热处理对其形貌影响不明显。均匀化热处理后,晶界处的析出相固溶进入基体中,AlZn4SiPb合金铸锭的硬度由78.9 HV升高至89.8 HV。冷轧态板材金相组织呈纤维状。随着热处理温度的升高,板材的硬度和强度先降低后升高。300 ℃热处理后,其硬度为45.5 HV,抗拉强度为179 MPa;500 ℃热处理后,板材硬度为HV90.9,抗拉强度为306 MPa,伸长率为28.5%。      

热处理对TC6钛合金组织和力学性能的影响

本文对比研究了四种典型的热处理工艺对TC6钛合金组织和性能的影响,并且详细研究了等温退火对TC6钛合金组织和性能的影响。结果表明：冷却速度的提高,合金组织形貌没明显的改变,但亚稳相的比例升高,有析出强化;等温退火中加热温度的提高,a晶粒有明显的粗化现象。普通退火、等温退火、双重退火、固溶时效四种热处理方式的常温和高温强度依次增高而塑性降低;对于等温退火,经920℃／1．5h,FC＋620℃／2h,AC热处理,TC6钛合金可以获得较好的综合力学性能。