热处理过程中DD6单晶高温合金的组织演化规律与力学性能

研究了DD6单晶高温合金在热处理过程中的显微组织演化规律以及初熔组织的生成机理。通过研究不同固溶时效处理对γ′相形貌、尺寸分布和体积分数的影响且分析了完全热处理后合金的显微硬度和拉伸性能,从而确定了合金最佳的热处理工艺。结果表明,通过差热分析法和金相观察法确定合金的初熔温度在1300~1310 ℃。在1315 ℃固溶处理4 h,枝晶间/枝晶干γ′相尺寸趋于一致,呈立方状均匀排列。在固溶处理过程中,γ/γ′共晶组织熔化生成了不规则初熔组织。在不同的一次时效工艺下,1120 ℃时效4 h空冷后,γ′相立方度更好,尺寸分布更均匀。合金最佳的热处理工艺为1290 ℃×1 h+1300 ℃×2 h+1315 ℃×4 h, AC+1120 ℃×4 h, AC+870 ℃×32 h, AC。合金在完全热处理后,随拉伸温度从室温升高至850 ℃时,强度达到峰值,温度继续升高,强度下降;在760 ℃拉伸时塑性最差,随着拉伸温度从760 ℃升高到950 ℃,塑性提高。     

固溶温度对Ti-1300合金组织与性能的影响

研究了Ti-1300合金经不同温度固溶处理和固溶+时效处理后的组织和性能。结果表明:Ti-1300合金在固溶处理后,随着固溶温度升高,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,断面收缩率先升高后降低,断后伸长率有所升高。Ti-1300合金在850℃固溶处理可获得最佳的综合性能。通过固溶和时效处理,Ti-1300合金硬度随着固溶温度的升高而增大。当固溶处理在相变点以下时,β相中时效析出次生αs相较粗大;而固溶处理在相变点以上时,β相中时效析出次生αs相较细小且均匀。     

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%.     

DD9镍基单晶高温合金固溶处理初熔组织研究

研究了DD9单晶合金固溶处理过程中组织的变化以及初熔组织的生成机理。结果表明,初熔组织分为两类,即γ/γ′共晶组织熔化生成的不规则初熔组织及固溶微孔熔化生成的规则初熔组织。初熔组织严重降低铸件的高温性能,在1100℃、137 MPa条件下,初熔组织使铸件的使用寿命缩短35h。两种初熔组织都可以通过延长较低温度下的保温时间,促进元素的扩散来消除。     

DD6单晶高温合金初熔组织演变机制研究

分析第二代单晶高温合金DD6在略高于固溶热处理窗口的温度1 330 ℃下保温的初熔组织演变。结果表明:保温0.5 h后，枝晶间发生明显初熔，并大量形成典型初熔组织，部分初熔组织中心形成显微孔洞；随保温时间延长，初熔逐渐消退并演变为正常合金组织；保温8 h后，初熔组织完全消失，仅留下初熔形成的微孔。应用热力学、动力学计算分析试验结果可知:DD6合金在铸态下枝晶偏析显著，枝晶间固相线温度明显低于枝晶干，在略高于枝晶间固相线的温度下保温，初始阶段枝晶间发生初熔；继续保温，元素均匀化程度改善，枝晶间固相线温度升高，初熔组织逐渐消退，最终演变为正常合金组织。     

固溶时效处理对激光熔覆CoNiAl合金摩擦及腐蚀性能的影响

采用激光熔覆技术在45钢基体表面制备了CoNiAl合金,采用扫描电镜、X射线衍射仪、磁学与力学性能测试及摩擦磨损试验等研究了固溶时效处理对CoNiA1合金的显微组织、磁学性能、摩擦性能和耐蚀性能的影响.结果 表明:经不同温度固溶时效处理后,CoNiAl合金的组织均由β、γ、M三相组成,且随固溶温度升高,β相析出增多同时γ相析出减少,组织更加均匀.经固溶时效处理后CoNiA1合金的饱和磁感应强度有所下降,合金摩擦性能和耐蚀性能大幅提升,其中经1300℃×2 h固溶+500℃×2 h时效处理的合金摩擦性能和耐蚀性能最好.     

固溶时效处理对TC11钛合金组织与 冲击性能的影响

对TC11钛合金进行固溶时效处理,通过光学显微镜、XRD以及冲击性能测试等,研究固溶时效处理后该合金微观组织与冲击性能的关系。结果表明：合金经955℃固溶处理后,组织由α_p相与α″相构成,α_p相形貌以等轴状和长条状为主,经1015℃固溶处理后,组织由α’相与α″相构成,α’相形貌呈细小针状,2组固溶条件下的合金再经时效处理后,组织中均出现β_T,并析出α_s相。合金的冲击韧性值在仅经955℃固溶处理后最大,其最大冲击韧性为22 J/cm²,经时效处理后,2组合金的冲击韧性值均随着时效温度升高而降低。当固溶温度为955℃时,断口形貌呈现韧性断裂特征,经时效处理后,断口形貌中出现二次裂纹。当固溶温度为1015℃时,断口形貌呈现脆性断裂特征,经时效处理后,断口形貌除二次裂纹外,有空洞出现。     

热处理对Ti3Al基合金板材拉伸性能与微观组织的影响

研究固溶温度、时效温度以及多重时效处理对Ti-24Al-15Nb-1Mo合金热轧板材拉伸性能的影响,对不同热处理工艺下板材的微观组织和拉伸断口形貌进行观察.结果表明:当固溶处理温度从990 ℃升高到1 010 ℃时,Ti-24Al-15Nb-1Mo合金热轧板材的室、高温强度均有所提高,塑性略有降低;当时效温度从815 ℃升高到850 ℃时,板材的室温和高温强度降低,塑性变化不明显;Ti-24Al-15Nb-1Mo合金热轧板材经990 ℃固溶处理后再进行多次时效处理,其拉伸性能变化不明显;增加时效次数,拉伸强度略微降低.     

固溶温度对DD416镍基单晶高温合金组织及拉伸性能的影响

研究了固溶处理温度对一种高强低密度第一代的镍基单晶高温合金DD416的组织及拉伸性能的影响。结果表明,铸态试样中存在着明显的成分偏析与元素偏析现象。经过固溶处理后,合金中的成分偏析与元素偏析现象得到明显改善,随着固溶温度的提高,合金中的共晶组织含量逐渐减少。铸态合金中存在的孔洞为铸造疏松,在经过固溶处理后,由于元素扩散速率的不同会出现小部分的固溶孔洞,合金中空洞较多也会影响合金性能。通过对760℃高温拉伸数据可以看出,合金的拉伸性能在经过热处理后得到较为明显的提高,随着固溶温度的提高,合金的抗拉强度和屈服强度有所提高,合金的断后伸长率和断面收缩率也有着较为显著的增加,即经过固溶处理+时效处理后,随着固溶温度的提高,合金的强度与塑性得到改善与提高。     

先进单晶高温合金均匀化-固溶热处理的设计（英文）

为设计更适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度,研究了不同热处理温度和时间对一种先进单晶高温合金组织的影响。通过研究合金组织和元素分布发现,当温度直接升至γ′相溶解的实际起始温度1338℃时,合金不会发生初熔;当温度直接升至γ′相溶解的外推初始温度1350℃时,合金中出现了明显初熔,但初熔组织随着保温时间的延长逐渐减少;在1328℃固溶时,合金中虽然没有发生初熔,但均匀化效率明显降低。对实验结果进行了热力学和动力学计算与分析。结果表明,单晶高温合金的均匀化-固溶热处理窗口是一个动态的窗口,γ′相完全溶解温度和初熔温度均随着合金均匀化程度的提高而提高;高代单晶高温合金在均匀化-固溶热处理中,不须要将温度始终保持在铸态合金的初熔温度以下,只要保证温度低于合金所在均匀化状态对应的初熔温度即可;均匀化-固溶热处理中,提高每一台阶的温度可以得到的均匀化-固溶效果远优于延长热处理时间可达到的效果。根据实验及分析结果提出了一种适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度设计方法,使合金在较短时间内得到了理想的合金组织和均匀化效果。     

固溶处理对1种镍基单晶高温合金组织的影响

采用光镜、扫描电镜对1种镍基单晶高温合金的铸态组织和不同温度固溶处理后的组织进行了观察，研究了不同温度固溶处理对γ′相尺寸、γ／γ′共晶、成分偏析的影响。结果表明：合金枝晶间γ′相的固溶温度高于枝晶干γ′相的固溶温度，随固溶处理温度的升高，γ′相尺寸略有增加，γ／γ′共晶量及成分偏析降低；1290℃，4h，AC固溶处理后合金枝晶干、间γ′相全部固溶，1310℃，4h，AC固溶处理后合金中γ/γ′共晶全部消除，1320℃固溶处理时，合金中出现初溶现象；确定1310℃，4h，AC为合金的固溶处理工艺。     

固溶时效处理对挤压态6082铝合金力学性能和组织的影响

采用拉伸试验机、光学显微镜和透射电镜等方法研究了固溶和时效处理工艺对挤压态6082铝合金力学性能和组织的影响。结果表明,经530 ℃固溶处理的试样强度高于550 ℃固溶处理的试样,经不同固溶温度处理后合金表现出不同的力学性能各向异性行为,而经时效处理后合金的屈服强度显著提升。550 ℃固溶处理的合金,晶粒明显长大。经时效处理后的试验合金中分布着大量的针状析出相,能有效阻碍位错的运动,提升材料的强度。经不同固溶+时效处理后的挤压态试验合金拉伸断口处均发现大量的韧窝,表现出韧性断裂的特征。     

热处理工艺对铸造高温合金K480组织的影响

采用光学显微镜、扫描电镜对K480镍基高温合金的铸态组织和不同固溶、时效处理后的组织进行了观察。研究了不同固溶和时效处理对K480合金组织行为的影响。结果表明,合金经过1130℃亚固溶处理后,组织为大小两种尺寸的γ’相;经过1190、1210和1230℃过固溶处理后空冷,析出均匀的γ’相,并且随着固溶温度的升高,碳化物和共晶的含量逐渐降低。一次时效处理,固溶态γ’相平均尺寸随时效温度升高而增大,合金经1050、1090和1110℃×4 h时效后,γ基体通道中均有更细小的三次γ’相析出,而在之后的二次时效和全时效过程中,这些细小的三次γ’相又重新溶解到基体或周围的大尺寸γ’相中。     

热处理工艺对GH4151合金冲击性能的影响

采用冲击实验研究了不同温度固溶处理及固溶和双级时效处理对GH4151合金冲击性能的影响，采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等观察了合金经不同工艺处理后的显微组织、析出相和断口形貌。结果表明：对于仅固溶处理的合金，当固溶温度低于1140℃时，其冲击韧性值的变化不大，固溶温度高于1140℃时，冲击韧性值随固溶温度的升高而增加，断裂过程以裂纹的稳定扩展区为主，断口呈韧性断裂。对于固溶时效处理的合金，当固溶温度低于1160℃时，冲击韧性值的变化也比较稳定，固溶温度高于1160℃时，冲击韧性值随固溶温度的升高而降低，断裂过程不存在裂纹的稳定扩展区，断口呈典型的沿晶脆性断裂。这主要是因为当固溶温度低于1140℃时，合金的晶粒尺寸变化不大，而在1140℃以上时晶粒尺寸明显增大；双级时效后，当固溶温度高于1160℃时，晶界上连续或不连续分布的第二相显著降低了合金的冲击韧性。     

NbC对FeMnSiCrNi合金组织与记忆性能的影响

配制了5种不同Nb，C含量的Fel4Mn5Si9Cr5Ni形状记忆合金，测量了不同温度和不同时间条件下固溶-时效处理的合金记忆性能，采用透射电镜和原子力显微镜观察了合金的显微组织。结果表明NbC的析出对合金的形状记忆性能有明显影响，经1200℃，10h固溶处理后的Fel4Mn5Si9Cr5Ni0．5Nb合金，经800℃，6h时效获得了最好的形状记忆性能，且优于无铌Fel4Mn5Si9Cr5M合金经热机械循环训练的记忆性能指标。显微观察表明经过高温固溶．中温时效处理后的该合金中NbC粒子在合金基体时效析出，有利于合金应力诱发细小马氏体核心的形成。     

先进单晶高温合金均匀化-固溶热处理的研究与设计

为设计更适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度,研究了不同热处理温度和时间对一种先进单晶高温合金组织的影响。使用金相显微镜和场发射电子显微镜观察合金组织,使用电子探针测试合金元素分布,并分析试验结果。试验发现,当温度直接升至γ′相溶解的实际起始温度1338℃时,合金不会发生初熔;当温度直接升至γ′相溶解的外推初始温度1350℃时,合金中出现了明显初熔,但初熔组织随着保温时间的延长逐渐减少;当温度直接升至较低的1328℃时,合金中虽然没有发生初熔,但均匀化效率明显降低。结合先进单晶高温合金高熔点元素含量较高的特点对试验结果进行热力学和动力学计算与分析,结果表明,单晶高温合金的均匀化-固溶热处理窗口是一个动态的窗口,γ′相完全溶解温度和初熔温度均随着合金均匀化程度的提高而提高;高代单晶高温合金在均匀化-固溶热处理中,不须要将温度始终保持在铸态合金的初熔温度以下,只要保证温度低于合金所在均匀化状态对应的初熔温度即可;均匀化-固溶热处理中,提高每一台阶的温度可以得到的均匀化-固溶效果远优于延长热处理时间可达到的效果。根据试验及分析结果提出了一种适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度设计方法,使试验合金在较短时间内得到了理想的合金组织和均匀化效果。     

热处理工艺对第二代镍基单晶高温合金DD5组织和性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜等研究了热处理工艺对第二代单晶高温合金DD5的元素偏析、γ′相、共晶相、碳化物和性能的影响,通过典型拉伸和持久性能测试对比,确定了DD5合金的最佳的热处理工艺。结果表明:经1290～1310℃固溶热处理2～4 h后再经过时效处理,合金的组织由平均尺寸约为0.5μm的规则立方状γ′强化相以及少量不规则γ′相、γ/γ′残余共晶相和碳化物组成,合金在870℃时的平均拉伸抗拉强度达到1010 MPa,1093℃/158 MPa下的平均持久寿命达到40 h。     

DD98合金重凝行为的研究

研究了第二代单晶高温合金DD98在标准固溶处理温度"0℃内,合金组织对热处理制度的响应.结果表明,合金的显微组织除与热处理温度和冷却速率密切相关外,还与晶体取向有关,<001>取向的单晶合金初熔温度比＜011>和<111>高约5℃C.当热处理温度较高时,单晶枝晶间区域发生初熔,重熔后在重凝区域中丫相以离异共晶方式规则析出,分布规律与母相一致.     

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?6.5 mm Ti-1300F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。根据试验结果对热处理工艺进行了优化,经(760～790)℃/1 h, WQ+(500～540)℃/4 h, AC处理后,Ti-1300F合金丝材获得强度和塑性的良好匹配。     

Al-12Si-6Cu-1.5Ni-0.3Cr-0.2La-0.8Ce合金双级固溶处理工艺研究

以Al-12Si-6Cu-1.5Ni-0.3Cr-0.8Ce-0.2La铸造耐热铝合金为研究对象,对其进行双级固溶处理,以及人工时效。通过OM、SEM观察以及拉伸性能测试等手段,研究不同二级固溶温度和时间对合金显微组织和力学性能的影响。结果发现,随二级固溶温度升高和固溶时间延长,合金初生Si相钝化,共晶Si和网状相溶断成颗粒状或块状,室温和高温抗拉强度呈先增加后降低的趋势,当二级固溶温度达到530℃,时间为2h时综合性能最好。对试样进行200℃×6h的时效处理,并进行室温和高温(300℃)拉伸试验,结果表明,当合金经过490℃×2h+530℃×2h+200℃×6h热处理后,室温抗拉强度达342.0MPa,高温抗拉强度达到159.9MPa。