Fe-40Ni-Ti合金中晶界高温迁移特征

利用金相观察、定量统计及透射电子显微镜分析,研究了含Ti和无Ti的Fe-40Ni合金在高温等温过程中的晶界迁移行为。结果表明:Fe-40Ni-Ti合金原始试样中存在两种析出,分别是凝固过程中形成的尺寸较大的Ti N颗粒及锻压过程中形成的应变诱导析出相,尺寸为10 nm左右。在1100℃等温30 min后,没有发现应变诱导析出相存在。直接观察结果则显示粗大的Ti N颗粒对晶界迁移有明显的阻碍作用,以类似于位错绕过析出颗粒的Orowan机制绕过Ti N颗粒,其主要原因可能是高温时晶界自由能明显各向同性,只有直接面对析出相的局部晶界受到析出相的阻碍,能够发生大曲率弯曲,晶界表现出较强的"柔性",此时析出粒子必然无法对其运动产生强烈的阻碍作用。     

断续时效工艺对7N01铝合金组织性能的影响

采用透射电子显微镜,维氏硬度计和电子万能试验机研究了断续时效工艺对7N01铝合金的时效硬化行为、力学性能和显微组织的影响。研究结果表明：T5I4态合金晶内析出相平均粒径及体积分数均远小于T5及T73态合金的,其晶界析出相为连续分布的细密点状相,且无明显无沉淀析出带,最终使合金获得较好的室温拉伸性能。当合金在T5I4断续时效基础上再进行第三级高温再时效,到达峰时效(T5I6态)后,其室温拉伸性能再次提升。当在T5I6断续时效的基础上继续时效达到过时效(T5I7态)后,合金的强度与T5I6态相比有所降低,但依然高于T5I4态及T5、T73态样品的。     

微量元素含量对7N01铝合金在加速腐蚀环境中腐蚀行为的影响

通过扫描电镜、透射电镜等组织观察手段,以及强度、冲击韧度等的测试仪器,研究了两种微量元素含量(Cr、Mn、Ti、Zr、Cu)的7N01铝合金在100℃的6%Na Cl溶液中浸泡168 h的组织及力学性能。结果表明:两种合金长时间处在100℃的环境中会发生二次时效,使得晶内、晶界析出相增多,合金强度增加而韧性降低。随腐蚀时间的延长,两种合金的力学性能均持续下降;较多的微量元素添加会使得该合金在腐蚀过程中析出相更多,尺寸更大,由腐蚀而产生的性能损失增大。     

晶粒尺寸对Al-Zn-Mg铝合金应力腐蚀敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸试验、扫描电镜断口观察和透射电镜晶界微观结构观察及析出相统计等方法,研究了两种晶粒尺寸的Al-Zn-Mg铝合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液(pH=6)中的应力腐蚀行为。结果表明:晶粒度大的Al-Zn-Mg铝合金的应力腐蚀敏感性比晶粒度小的合金要高;透射电镜的统计观察分析表明,小晶粒度小的合金的晶界析出相覆盖率高于大晶粒度合金的晶界析出相覆盖率。在一定的晶界析出相面积范围之内,析出相面积分数高的Al-Zn-Mg合金应力的腐蚀敏感性小于析出相面积分数低的Al-Zn-Mg合金。     

晶界相对Fe-Ni-Cr奥氏体合金氢脆的影响

采用动态机械分析仪双悬臂法研究了含硼(B)和无硼两种Fe-Ni-Cr奥氏体合金的内耗行为,并分析了氢致内耗峰以及B对氢致内耗的影响;利用金相显微镜和扫描电镜观察了这两种合金在不同热处理状态下的显微组织及相组成.结果表明,经时效处理后,无B合金的晶界上析出大量Ni3Ti(η)相和少量碳化物,而含0.008%B的合金的品界上只析出少量的碳化物;热充氢后,含B和无B合金分别在26和36℃附近出现一新内耗峰,这是氢原子与含有析出相的晶界相互作用引起的.添加B导致合金内耗峰温度和激活能降低,说明B通过抑制晶界相的析出减弱了晶界对氢的捕获能力,从而减小氢致塑性损失.     

EFFECTS OF GRAIN-BOUNDARY PHASES ON HYDROGEN EMBRITTLEMENT OF FE-NI-CR AUSTENITIC ALLOY BY INTERNAL FRICTION

采用动态机械分析仪双悬臂法研究了含硼(B)和无硼两种Fe-Ni-Cr奥氏 体合金的内耗行为,并分析了氢致内耗峰以及B对氢致内耗的影响; 利用金相显微镜和扫描 电镜观察了这两种合金在不同热处理状态下的显微组织及相组成. 结果表明,经时效处理 后,无B合金的晶界上析出大量NiTi(η)相和少量碳化物,而含0.008%B的合金的晶界上只析 出少量的碳化物; 热充氢后,含B和无B合金分别在26和36 ℃附近出现一新内耗峰,这 是氢原子与含有析出相的晶界相互作用引起的. 添加B导致合金内耗峰温度和激活能降低, 说明B通过抑制晶界相的析出减弱了晶界对氢的捕获能力,从而减小氢致塑性损失.     

钪添加及热处理对搅拌摩擦加工态7系铝合金组织及力学性能的影响

对7N01及7N01-0.25Sc合金进行搅拌摩擦加工(FSP)及固溶-时效热处理,通过时效-硬化曲线获得合金的固溶-峰值时效(T6)工艺。借助光学显微镜及透射电镜对各状态合金的微观结构进行观察。结果表明,Sc添加及FSP处理能细化7N01合金的晶粒,两种FSP样品均表现出优异的高温稳定性;T6处理可使FSP样品中细等轴晶和高密度纳米析出相共存,该结构优化了7N01合金的力学性能。T6 FSP 7N01-0.25Sc合金表现出最为优异的力学性能,其屈服强度、抗拉强度及拉伸伸长率分别为416 MPa、451 MPa和22%。     

二元稀土镁合金Mg-La和Mg-Nd的组织和性能

系统研究了二元稀土镁合金Mg-2%La(L2)和Mg-2%Nd(N2)的铸态显微组织、拉伸性能和抗蠕变性能.通过研究发现,L2铸态组织中有大量网状的Mg-Mg17La2的共晶相析出;而N2则以Mg12Nd离异共晶析出,析出物的数量少得多.N2合金在室温或者175℃条件下,强度和塑性都优于L2合金.N2合金的抗蠕变性能在175℃、70 MPa条件下比L2低近3个数量级.通过计算两种合金的应力指数和蠕变激活能,L2合金的蠕变机制是受晶界滑动控制的,而N2合金为位错攀移机制控制.     

冷变形Cu-0.36Cr(wt%)合金的抗软化性能和再结晶行为

通过光学显微镜、透射电子显微镜和硬度测试,研究了析出相尺寸不同的冷变形Cu-0.36Cr(wt%,下同)合金的抗软化性能和高温再结晶行为.结果表明,Cr可以有效地阻碍再结晶过程,提高材料抗高温软化性能;在退火过程中可发生原位再结晶和不连续再结晶两种再结晶形式,再结晶的形式主要取决于析出相颗粒的大小,可以钉扎住晶界移动的Cr析出相的临界尺寸约为43.8 nm,小于临界尺寸的析出相促使原位再结晶发生,原位再结晶后析出相仍比较细小,合金保持较高硬度;而且析出相尺寸还可以影响再结晶的开始温度和速度.     

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。     

二次回归再时效对Al-Zn-Mg-Cu组织、强度及剥蚀性能的影响(英文)

采用硬度、拉伸和剥落腐蚀测试手段,结合透射电镜和扫描电镜观察以及能谱分析,研究二次回归再时效对组织、力学和剥蚀性能的影响。二次回归再时效处理保持了类似一次回归再时效处理的晶内析出相,得到比T76过时效更粗大且离散的晶界析出相。与T76相比,二次回归再时效处理的晶界析出相具有更高的铜含量和更低的锌含量。因此,二次回归再时效处理保持了一次回归再时效处理的强度,同时得到了比T76过时效处理更高的剥蚀抗力。     

Effect of ultrasonic casting on microstructure and its genetic effects on corrosion performance of 7085 aluminum alloy

The effect of ultrasonic casting on microstructure and its genetic effects on strength, exfoliating corrosion, stress corrosion and electrochemical behavior of 7085 aluminum alloy have been investigated by optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM), together with tensile testing, exfoliation corrosion testing, electrical conductivity testing and polarization curve. The results indicate that ultrasonic casting could refine the grain, alleviate segregation and inhibit the formation of coarse nonequilibrium phase in as-cast state; in addition, the dissolution of nonequilibrium phase in the ultrasonic ingot during homogenization turns out to be more thorough. What is more, the plate processed from ultrasonic ingot holds a lower ratio of recrystallization after solid solution, and the corrosion performance of the alloy was improved under T6 temper, without sacrifice of strength, owing to the dispersive distribution of strengthening phase in the matrix and the coarse, sparse GBPs.     

Effect of elements Zn,Sn and In on microstructures and performances of AZ91 alloy

A new magnesium alloy plate added elements Zn, Sn and In was manufactured by twin-roll continuous casting method to improve the precipitation of AZ91 alloy. The effects of elements addition and casting method on microstructure and mechanical properties of the Mg-Zn-In-Sn alloys were investigated by optical microscopy (OM), transmission electron microscopy (TEM), electron probe micro-analysis (EPMA), X-ray diffractometry (XRD) and energy dispersion spectrograph (EDS). The results show that the Mg-Zn-In-Sn alloy has higher tensile strength and better corrosion protection than the AZ91 alloy. The outstanding precipitation strengthening effect of the alloy is attributed to the small grain size and the hard precipitates between the grain boundaries.     

应变速率对喷射成形Al-Cu-Mg合金显微组织和力学性能的影响

采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射技术(EBSD)和拉伸测试等手段,研究420℃大应变轧制过程中应变速率(0.1、1、9.1 s?1)对喷射成形Al?Cu?Mg合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:在热轧变形过程中,随着应变速率的增大,大角度晶界比例和动态再结晶(DRX)程度先增大后减小,平均晶...     

蠕变时效制度对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响

基于回归再时效(RRA)工艺,提出一种新的回归－应力时效制度(RSA)用于Al-Zn-Mg-Cu合金。系统研究了应力时效制度(时效时间和应力)对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响。透射电镜(TEM)观察结果表明：在回归处理后,合金内部存在大量的基体析出相(MPts)和轻微不连续的晶界析出相(GBPs)。时效时间和应力对回归态合金析出相的影响十分显著。随着时间和应力的增加,基体析出相的尺寸增加而密度减少;同时,晶界析出相的尺寸、间距和无沉淀的宽度也增加。相比于回归再时效工艺,回归-应力时效工艺使得晶内析出相尺寸增加,无沉淀析出带变窄且晶界析出相更不连续。     

Effect of nano Al (Scx−1Zrx) precipitates on the mechanical and corrosion behavior of Al‐2.5 Mg alloys

Microanalytical, mechanical, and corrosion studies were undertaken to investigate the effect of nano‐precipitates of Al(Sc_x−1Zr_x) on the mechanical and corrosion characteristics of Al 2.5 alloy containing 0, 0.15, 0.3, 0.6, and 0.9 wt% of Sc with 0.15 wt% Zr. Addition of 0.3% Sc significantly increased the yield strength due to small precipitates sizes (5–19 nm) and the high coherency of the nano‐particles. Largest contributor to the strength was grain boundary strengthening caused by pinning of grain boundary precipitates. The alloys showed a good resistance to corrosion in 3.5 wt% neutral chloride solution. The alloy offered a high passivation tendency because of homogeneous coherent nano Al(Sc_x−1Zr_x) precipitates. The nano precipitates interfaces and homogeneously distributed Al₃Sc precipitates offer a high degree of corrosion resistance to Al 2.5 Mg Sc alloys compared to conventional aluminum alloys, such as Al 6061 and Al6013.     

Revisiting the Hierarchical Microstructures of an Al-Zn-Mg Alloy Fabricated by Pre-deformation and Aging

Pre-deformation before aging has been demonstrated to have a positive effect on the mechanical strength of the 7N01 alloy in our previous study, which is rather different from the general negative effects of pre-deformation on high-strength 7XXX aluminum alloys. In order to explain the strengthening mechanism relating to the positive effect, in the present study, the microstructure of the aged 7N01 alloy with different degrees of pre-deformation was investigated in detail using advanced electron microscopy techniques. Our results show that, without pre-deformation, the aged alloy is strengthened mainly by the η′ type of hardening precipitates. In contrast, with pre-deformation, the aged alloy is strengthened by the hierarchical microstructure consisting of the GP-η′ type of precipitates formed inside sub-grains, the η_p type of precipitates formed at small-angle boundaries, and the dislocation introduced by pre-deformation (residual work-hardening effect). By visualizing the distribution of the η_p precipitates through three-dimensional electron tomography, the 3D microstructures of dislocation cells are clearly revealed. Proper combinations of η_p precipitates, GP-η′ precipitates and residual dislocations in the alloy are responsible for the positive effect of pre-deformation on its mechanical properties.     

Al—Zn—Mg—Cu—Zr（-Sn）合金的强度和疲劳断裂行为

通过拉伸试验和疲劳裂纹扩展试验研究了Al-Zn—Mg—Cu-Zr（--Sn）合金的强度和疲劳断裂行为。运用光学显微镜（0M）、扫描电镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对试验合金的微观组织进行分析检测。结果表明,Sn的添加可以阻碍固溶时Al-Zr-Mg-Cu-Zr合金晶粒的长大,也使得过时效Al-Zr-Mg-Cu-Zr-Sn合金的晶界无沉淀析出带（PFZ）变窄及晶界析出相变小,因此,提高了合金的抗疲劳裂纹扩展能力。此外,过时效的Al—Zn—Mg—Cu—Zr-Sn合金具有较高的抗拉强度。     

经形变热处理铜基形状记忆合金的晶粒生长、形状记忆和腐蚀行为

比较研究了Cu-11．8％Al-3．7％Ni-1％Mn和Cu-11％A1—5．6％Mn形状记忆合金（SMAS）的形状记忆、腐蚀性能。采用光学显微镜（0M）、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热法（DSC）、动电位极化、弯曲和拉伸试验,研究了晶粒细化对这些性能的影响。在800。C退火时,在首先的15S内静态再结晶和动态晶粒长达显示出一个快速的再结晶过程,随后才是晶粒生长。退火15S后得到的Cu—A1—Ni-Mn和Cu-Al—Mn合金的最小晶粒尺寸分别为90gm和260pm。拉伸试验表明2种合金呈现典型的三阶段曲线,由此可以看出,晶粒细化后合金具有高的断裂应力和应变。显微组织表明,Cu—Al-Ni—Mn合金中存在锯齿状的所马氏体形态,通过差示扫描量热法也证实了所和rf共存于Cu—A1-Mn合金中。评估了形变热处理前、后及800℃退火15min,随后进行水淬的合金的形状记忆性能。另外,采用动电位极化法分析了晶粒细化后合金的腐蚀行为。结果表明,铜溶解过程中主要为阳极反应,Cu—Al—Ni—Mn合金比Cu—A1-Mn合金具有更好的耐腐蚀性。