冷变形TB3合金二次时效后低周疲劳行为的研究

对于经过冷变形的固溶态Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al(TB3)合金,透射电子显微镜(TEM)观察结果表明:其内部冷变形产生的高密度位错在常规时效后依然大量存在,这将导致合金材料力学性能的劣化。针对此问题,本实验研究了一种二次时效工艺,在常规时效基础上增加了短时间高温时效阶段。TEM观察结果表明,二次时效工艺处理后,合金内部位错密度大幅降低,与此同时时效析出的α片出现了变体选择效应。对经过冷变形及二次时效工艺处理后的TB3合金试样(SA试样)和未变形的常规峰值时效状态试样(FA试样)进行低周轴向拉压疲劳测试结果表明:在总应变幅低于0.01时,SA试样疲劳寿命稍高;总应变幅高于0.01时,FA试样疲劳寿命稍高。另外,对低周疲劳测试后的试样TEM观察结果表明:(1)位错滑移是该合金低周疲劳过程中的主要变形方式;(2)低周疲劳产生的位错条带结构在FA试样中较宽且不连续,而在SA试样中细小均匀。     

镍基IN718合金时效过程中α-Cr相演变行为

通过力学性能试验，扫描电镜观测和化学重量分析，研究了直接时效与标准热处理工艺处理的IN718合金盘材经593℃-677℃高温长期时效至2000h后力学性能和微观组织行为。结果表明，直接时效的DA718合金在未经长期时效前已含有约0．006w／％的α—cr相，于650℃和677℃时效2000h后α-Cr相均达0．6w／％左右，而在相同时效条件下，标准IN718合金α—Cr相比DA718要少。合金强度的变化规律与冲击韧性明显不同，2种合金微观组织演变行为也有明显区别，特别是α—Cr和δ相的变化行为。因此，合金微观组织行为对综合力学性能的影响需要进行综合考虑。     

时效态C17200合金的组织与性能

采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨电子显微镜(HRTEM)等分析手段研究C17200合金时效过程中微观组织演变,测试不同时效工艺处理后合金的硬度和电导率等性能。结果表明:合金经320℃时效1 h后,基体(200)主峰的左侧出现比较明显的低角度边带峰,即合金发生调幅分解,使得在基体的(100)面上形成圆盘状结构的GP区。合金在时效过程中存在两种析出方式:晶界不连续析出和晶内连续析出,且连续析出序列为α过饱和固溶体→GP区→γ′→γ。调幅分解和γ′相析出是C17200合金在时效过程中硬度升高并达到峰值的主要原因。     

生物医用Ti-Nb-(Ta)-Zr合金的微观结构与性能

采用显微硬度测试、X射线衍射分析和透射电子显微镜观察等方法,研究不同热处理后生物医用Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金和Ti-35Nb-7Zr合金的显微硬度变化及微观组织特征,揭示Ta元素的添加对合金微观结构、时效析出序列及性能的影响。结果表明:Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金比Ti-35Nb-7Zr合金具有更明显的时效强化效果;固溶处理(ST)后经300和600℃时效处理,Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金的时效析出顺序可以描述为β+α″(ST)300℃→β+α600℃→β+α+等温ω,而Ti-35Nb-7Zr合金的时效析出顺序为β+α″+淬火ω(ST)300℃→β+α+等温ω600℃→β+α;Ta元素的添加抑制固溶处理过程中淬火ω相的析出,提高时效过程中等温ω相的析出温度。     

热处理对Ti60合金组织及性能的影响

采用光学显微镜和透射电子显微镜研究Ti60高温钛合金在不同热处理制度后内部组织的变化,以及不同时效时间对合金力学性能的影响。结果表明:Ti60合金经(1015℃,2h)固溶处理后,大量的位错塞积在晶界附近,组织内部没有析出相存在;而经过2h时效以后,在晶界和相界上有硅化物析出;时效24h后,硅化物的析出不再局限在α/β界面析出,在初生α相内和α板条内均有析出,析出数量增加,尺寸增大,且呈"线型"分布;延长时效时间至24h,板条组织内部均匀析出细小的有序α2相;随着时效时间的延长,合金强度变化不大,但塑性明显降低。     

Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金固溶时效处理工艺优化

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、带有电子能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)和电子拉力试验机等,研究了Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金经固溶和时效工艺处理后的显微组织和力学性能。结果表明,铸态Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金主要由α-Mg基体、Mg5Gd相和Mg24Y5相构成;在510℃固溶处理6 h,合金中的稀土析出相基本消失,晶粒粗化还未开始,所得合金硬度值较高;在225℃时效处理12 h,合金的硬度值达到最大值,且时效温度不高,时效时间较短。     

园林屋顶用Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金热处理工艺优化

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、带有电子能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)和电子拉力试验机等,研究了园林屋顶用Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金经固溶和时效工艺处理后的显微组织和力学性能。结果表明,Mg-6Gd-3Y-0.5Zr的铸态合金主要由α-Mg基体、Mg_5Gd相和Mg_(24)Y_5相构成,在510℃条件下固溶处理6 h,合金中的稀土析出相基本消失,晶粒粗化还未开始,所得合金硬度值较高;在225℃条件下时效处理12 h,合金的硬度值基本达到最大值,且时效温度不高,时效时间较短。     

新型β钛合金Ti-25Nb-10Ta-1Zr-0.2Fe的固溶时效行为

设计一种新型生物医用亚稳定β钛合金,合金成分为Ti-25Nb-10Ta-1Zr-0.2Fe(质量分数),采用真空自耗电弧熔炼制备合金锭坯,研究合金的固溶时效行为。通过X射线衍射(XRD)仪,透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM)研究合金的相组成及微观组织。测量合金时效后的抗拉强度和不同时效时间的硬度。结果表明:800℃,1h固溶后合金得到马氏体α″相,400℃下时效,短时间即得到ω相和β相。ω相为脆性相,大量ω相的产生使合金的硬度值提高很多,但是强度值相比较冷轧态下降明显,使得材料断裂方式变为脆性断裂。合金在72h时效后ω相仍然保持较多量。     

热处理对新型高强钛合金组织与性能的影响（英文）

研究了新型高强钛合金(Ti-6Al-6Mo-4V)的微观结构和力学性能。分别在α/β和β区固溶处理后,在460～620℃5个不同温度下时效6h,研究合金的组织与性能之间的关系。结果表明,α/β区固溶时效处理后的性能与β单相区固溶时效处理后相比,α/β区固溶时效处理后合金获得更好的强度和塑性组合。在850℃(α/β区域)固溶处理以及460℃时效后,合金获得最高的强度为1572 MPa,伸长率为2.63%;在620℃时效时,合金的伸长率达到最高为11.46%,但强度较低为1201 MPa。经过825℃固溶处理,540℃时效后,该合金获得最好的强度(1328 MPa)和伸长率(7.58%)匹配。同时,β区溶液处理后的β晶粒较大,时效后形成细小的二次α相,导致强度和塑性较差。     

高Nb-TiAl合金时效过程中的相变

采用热分析(DSC)、扫描电镜(BSEM)、X射线衍射(XRD)、维氏硬度等测试手段,系统地研究了固溶处理后的高Nb-TiAl合金在1000~1300℃时效过程中的相变与组织演变。结果表明:高Nb-TiAl合金固溶处理后,组织偏析未完全消除,并存在α_2不稳定相;在连续升温过程中,在1192~1331℃之间,存在α_2→α相变和γ→α相变;在1200℃时效,合金显微组织为α_2/γ片层结构,在1300℃时效,显微组织为簇状结构。在1000℃与1100℃时效,随着时效时间的延长,合金的显微硬度呈现出先下降后上升的趋势,在1200~1300℃时效,随着时效时间的延长,合金的显微硬度先上升随后下降。     

α—Cr在Incone1718合金中析出行为的微观分析

使用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD），研究了DA718和标准热处理718合金经过593℃～677℃时效500h-2000h后α－Cr相的析出规律及其对合金性能的影响。结果表明，α－Cr经常与δ相在晶界共同析出，随着时效温度的提高和时效时间的延长，α－Cr析出数量增加。应力能够促进α－Cr的析出。α－Cr的析出是造成合金高温时效后冲击值降低的原因。     

高Nb-TiAl合金时效过程中的相变研究

采用热分析(DSC)、扫描电镜(BSEM)、X射线衍射(XRD)、维氏硬度等测试手段,系统地研究了固溶处理后的高Nb-TiAl合金在1000-1300℃时效过程中的相变与组织演变。结果表明：高Nb-TiAl合金固溶处理后,组织偏析未完全消除,并存在α₂不稳定相;在连续升温过程中,在1192~1331 ℃之间,存在α₂→α相变和γ→α相变;在1200 ℃时效,合金显微组织为α₂/γ片层结构, 在1300 ℃时效,显微组织为簇状结构。在1000 ℃与1100 ℃时效,随着时效时间的延长,合金的显微硬度呈现出先下降后上升的趋势,在1200~1300 ℃时效,随着时效时间的延长,合金的显微硬度先上升随后减小。     

热处理对体育器械用钛合金组织与力学性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射分析(EBSD)、X射线衍射分析(XRD)等手段,对锻造态和固溶时效态Ti合金的显微组织、物相组成和力学性能进行了分析。结果表明,锻造态的Ti合金中主要含有α相和β相,而固溶态Ti合金由单一β相组成;随着时效温度的升高,Ti合金中的次生α相的体积分数减小,而宽度增大;时效处理后Ti合金的强度比固溶态有所增加,而塑性有所降低;随着时效温度的升高合金的抗拉强度和屈服强度减小,而断后伸长率和断面收缩率增加。     

时效温度对Ti1023和Ti5553合金a相析出行为与力学性能的影响规律

本文研究了Ti1023和Ti5553钛合金经过固溶与低温时效处理(ST-SQA)获得的微观组织和析出硬化行为。采用扫描电镜和透射电镜观察了不同温度时效处理后α相的析出形貌以及分布特点,统计了时效析出次生α相的析出密度和宽度随时效温度的变化情况,并测试了合金的维氏硬度。结果表明： Ti1023合金时效处理时次生α的析出温度低于Ti 5553合金。Ti1023合金在300℃时效时α相已经析出,400℃时α相析出密度到达峰值;Ti5553合金在450-500℃时效α相开始析出,在550℃时效α相的析出密度达到峰值。Ti1023合金硬度随着时效温度的增加先升后降,400℃时效硬度最高;在相同的时效温度范围,Ti5553合金硬度变化出现双峰规律,硬度峰值分别对应于350℃和550℃时效温度。两种合金的硬度变化规律源于合金时效中第二相的析出行为：时效温度低于400℃,Ti1023合金的硬度取决于α相和?相,而Ti5553合金的硬度取决于?相;温度高于400℃,两种合金的硬度主要取决于次生α相的数量与尺寸。     

二级时效处理对Ti-3Al-7Fe合金组织和硬度的影响

研究了二级时效对Ti-3Al-7Fe合金组织和硬度的影响。结果表明,合金经889℃×40 min固溶并第一级时效(350℃)+第二级时效(600℃×8 h)处理后,合金组织中析出的α相弥散分布,未出现与β相混合的片状α相;第一级时效为300℃时,二级时效处理也能使合金组织中析出较多α相,但是α相发生聚集,合金组织不均匀;单级时效处理和第一级时效分别为400、450℃的二级时效处理后,Ti-3Al-7Fe合金组织中在晶界及亚晶界附近出现了夹杂残余β相的片状α相,且合金的组织不均匀。单级时效处理和二级时效处理后,合金的硬度较固溶处理具有较高的硬度。     

亚共晶Al-xLa-0.2Sc合金的组织、性能及断裂行为

采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉伸力学性能测试和电导率测试等手段研究了亚共晶Al-xLa-0.2Sc(x=5, 8)合金铸态及T5时效后的微观组织、力学性能和导电性能，并结合代表性体积元(RVE)有限元拉伸模拟分析了合金拉伸断裂机理。结果表明：随着La含量的提高，合金的强度随之提高，伸长率和电导率随之降低。铸态合金拉伸时，裂纹萌生于共晶区域和初晶α(Al)的界面。T5处理后，Al₃Sc相析出提高了合金强度和电导率，降低了α(Al)塑性变形能力，增加了共晶相界面的位错塞积程度和应力集中水平，导致裂纹更易萌生于共晶区域，合金的断裂模式由铸态的韧性断裂转变为时效态的脆性断裂。     

新型高温合金21Cr-32Fe-41Ni高温长期时效组织演变研究

铁镍基合金长期服役于较高温度下,因此高温下的组织稳定性是合金的重要指标之一。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针(EPMA)、化学相分析等手段对750 ℃不同时效时间下新型铁镍基高温合金21Cr-32Fe-41Ni组织与性能演变规律进行研究。结果表明,长期时效后合金中析出相主要有γ′相、σ相、α-Cr相以及MC相。在时效500 h内,基体中弥散分布的球形γ′相的质量分数和尺寸快速增加。时效时间从500 h增加至2000 h,γ′相的质量分数和尺寸增加速率逐渐降低。在长期时效过程中,σ相沿晶呈块状或条状分布,并与α-Cr相同时在晶内以针状或条状析出。随时效时间增加,σ相和α-Cr相数量增加,逐渐粗化。沿晶不连续分布的σ相逐渐相连,存在向网状分布发展的趋势。随时效时间增加至2000 h,合金强度先升高后降低,在时效500 h后达到峰值,硬度保持增加趋势。     

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。     

Ti_3Al-Nb合金的有序转变SCIEI

研究了Ti_3Al-Nb合金在高温下的有序化,冷却过程高温β相转变及时效过程亚稳定β相分解的行为,结果指出,在1060℃固溶处理时,合金形成初生α_2和β高温有序相;在固溶处理后的冷却过程中,合金发生β→α_2+ω型转变;在700℃时效过程中,合金发生(β+ω型)亚稳→(α_2+β)稳定分解。     

Ti_3Al-Nb合金的有序转变

研究了Ti_3Al-Nb合金在高温下的有序化,冷却过程高温β相转变及时效过程亚稳定β相分解的行为,结果指出,在1060℃固溶处理时,合金形成初生α_2和β高温有序相;在固溶处理后的冷却过程中,合金发生β→α_2+ω型转变;在700℃时效过程中,合金发生(β+ω型)亚稳→(α_2+β)稳定分解。