卷取温度对Ti-Nb微合金钢微观组织和力学性能的影响

利用试验轧机和热处理炉进行了低碳Ti-Nb微合金钢的模拟轧制和卷取试验,研究卷取温度对微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着卷取温度的降低,钢的相变过程逐步由扩散型相变过渡到切变型相变,微观组织由等轴铁素体依次转变为多边形铁素体、粒状贝氏体、板条贝氏体;由于析出强化和相变强化的综合作用,卷取态试验钢强度先降低后升高,延伸率持续降低;卷取过程微合金碳氮化物的析出强化导致卷取态试验钢强度高于空冷态试验钢,且随着卷取温度的降低,卷取态试验钢较空冷态试验钢强度的增量逐步降低;Ti-Nb微合金钢的卷取温度设定在560～630℃时,钢屈服强度744～754 MPa,延伸率19%～20.9%,可获得良好的综合性能。     

Mg-Zn-Gd合金的微观组织和力学性能

利用等离子体发射光谱仪(ICP)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段研究了Mg-x Zn-y Gd(x=1~3,y=1~3)合金铸造态、挤压态的化学成分和微观组织演变,并测试其室温拉伸力学性能。研究结果表明:随着Gd含量的增加,铸态组织显著细化,枝状晶间距减小,其组分相Mg-Zn-Gd三元相面积分数逐渐增多,Mg Zn2相逐渐减少直至消失,第二相从晶界处呈连续网状分布转变成晶界断续和晶内均匀分布。挤压态组织得到细化,挤压过程发生了明显的动态再结晶,平均晶粒尺寸从Mg-3Zn合金的30μm降到Mg-2Zn-1Gd合金的10μm。第二相沿挤压方向趋于带状分布,部分弥散分布于晶内,成棒状或块状的Mg Zn Gd三元相,尺寸约为1~3μm。挤压态Mg-x Zn-y Gd合金的抗拉强度σ_b从Mg-3Zn的260 MPa提高到300 MPa,延伸率δ从13%提高到25%,屈服强度变化不大,σ_b和δ提高幅度分别为15.4%,92%。挤压态的显微硬度由Mg-3Zn的HV 52.1提高到Mg-3Zn-2Gd的HV 70.4,挤压态Mg-x Zn-y Gd合金室温拉伸断口呈现典型的韧性断裂特征,应力在第二相粒子处集中。     

时效与冷变形对Cu-Ni-Si合金微观组织和性能的影响

应用新型生产线固溶处理工艺对Cu-2.8Ni-0.7Si-0.1Mg合金进行处理,研究了时效温度、时效时间和时效前不同变形量对Cu-2.8Ni-0.7Si-0.1Mg合金微观组织和性能的影响.结果表明,合金在450℃时效时,第二相呈细小弥散状态分布在基体上,能获得较好的综合性能,在450℃时效4 h时,其导电率和显微硬度分别可达38.13%IACS和212.6HV.经过对选区电子衍射花样的标定,析出相为Ni<,2>Si.合金经冷轧变形后内部出现大量的晶体缺陷,能在时效初期促进第二相的析出,使合金具有更好的综合性能,合金经60%变形后在450℃时效1 h后其导电率和显微硬度分别可达38.78%IACS和232.1 HV.继续升高时效温度或延长时效时间会引起第二相长大而导致显微硬度的升降.通过对生产线固溶和常规实验室固溶处理的合金进行性能比较,生产线固溶态合金的显微硬度时效后低于常规固溶处理合金,这可能是由生产线固溶时的不彻底性所导致.     

微合金元素Ti-Nb对低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

试验的700 MPa级低碳贝氏体钢由30 kg真空感应炉熔炼铸成断面100 mm×50 mm扁锭-轧成12mm板。通过CCT曲线和3～30℃/s冷却速度下组织的分析,研究0.01Ti-0.03Nb和0.06Ti-0.05Nb两种微合金化对(%)0.059～0.066C、1.41～1.67Mn、0.30～0.36Si、0.37～0.48Cu、0.21～0.24Ni、0.18～0.22Mo、0.000 8～0.002 2Bs、0.002 6N低碳贝氏体组织和力学性能的影响。结果表明,0.06Ti-0.05Nb钢的强度高于0.01Ti-0.03Nb钢,但前者Ti含量高,-40℃冲击功较后者低。700 MPa级低碳贝氏体钢合适的微合金化Ti-Nb成分为0.04%～0.05%Nb-0.015%～0.025%Ti。     

轻质Al-Mg-Li合金的微观组织与力学性能

采用熔炼和热挤压制备轻质Al-5.5Mg-2.0Li-0.1Zr-0.2Sc合金,利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计及拉伸试验机对合金的物相组成、微观组织、力学性能及断口形貌进行检测分析,研究时效工艺温度（120 ℃和160 ℃）对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Al-Mg-Li合金挤压后晶粒组织呈纤维状,存在一定数量的Al₃Li（δ′）和Al₂MgLi（S）相;经固溶和时效处理后,再结晶晶粒尺寸变大,主要析出相为δ′相S相;160 ℃时效处理容易加速时效析出行为,导致析出相粗化,强化效果减弱;经120 ℃/20 h峰时效处理后,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到532 MPa、475 MPa和4.4 %.      

纳米晶Al-Cu-Mg合金的微观组织与力学性能研究

以工程实际中应用较广的Al-Cu-Mg铝合金作为研究对象, 用Al-Cu-Mg铝合金气体雾化粉末作为原材料, 通过低温液氮球磨获得纳米晶后, 再经真空热压和热挤压制备了致密的大块体纳米材料. 通过力学性能测试, 挤压态的纳米晶Al-Cu-Mg块体材料抗拉强度达470 MPa, 经过T4处理后, 抗拉强度达到590 MPa, 远远超过常规方法制备的Al-Cu-Mg铝合金抗拉强度. 对纳米晶Al-Cu-Mg块体材料进行微观组织观察, 分析了材料强度提高的原因.     

冷变形及退火对薄板5182铝合金微观组织与力学性能的影响

本文研究了冷轧过程中不同的冷变形及退火工艺对薄板5182铝合金晶粒组织、拉伸性能与各向异性影响。研究结果表明,当退火温度在300℃时,5182合金中发生不完全再结晶。随着冷变形量的增加,拉伸强度先增加后降低,延伸率逐渐增加;当退火温度在320℃~380℃时,5182合金中发生完全再结晶,变形量为30%的试样晶粒发生异常长大形成粗大晶粒;而变形量大于50%的试样晶粒发生完全再结晶形成细小等轴晶。随着冷变形量的增加,拉伸强度略有增加,延伸率变化较小。     

轧制变形对93WNiCu合金微观结构和力学性能的影响

选用93WNiCu高比重合金,采用冷轧的方法对其进行轧制变形处理,变形量分别为5%、10%、15%、20%,通过对变形前后材料内部组织结构的观测,分析了材料内部轧制变形机理,并对变形前后的材料进行力学性能测试,对比分析轧制变形对93WNiCu合金性能的影响。结果表明:93WNiCu合金材料经过轧制变形后内部钨颗粒呈条带状,粘结相均匀分布在钨颗粒之间;轧制变形可有效地提高合金的抗拉强度,20%变形量的轧制变形就可使材料的室温抗拉强度由烧结态的900 MPa提高到1 270 MPa,延伸率由7.6%降低到4%;通过金相以及拉伸断口显微观测,分析了93WNiCu轧制变形强化机理。     

钛含量对Fe-C-B-Ti合金微观组织和力学性能的影响

研究了钛含量为0.67%~1.82%的Fe-C-B-Ti合金在铸态和热处理下微观组织、硬度和冲击韧性的变化规律。结果表明:当钛含量为0.67%时,Fe-C-B-Ti铸态合金组织由马氏体、珠光体和网状的共晶硼化物组成,硬度和冲击韧性较高。随钛含量的增加,Fe-C-B-Ti合金铸态组织中的马氏体逐渐消失,出现铁素体,硬度和冲击韧性逐渐下降。热处理后,Fe-C-B-Ti合金中的共晶硼化物呈断网状,并随温度的升高有明显粗化。随淬火温度的升高,Fe-C-B-Ti合金的硬度和冲击韧性增加,在1 050℃时达到最大值,当温度超过1 500℃时,硬度和冲击韧性反而降低。     

新型镍基粉末高温合金的微观组织和力学性能

以新型镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)为研究对象,采用“真空感应熔炼+氩气雾化制粉+热等静压+热挤压+等温锻造”工艺路线制备全尺寸涡轮盘,系统研究了锻造态FGH4113A合金在不同热处理状态下的微观组织和力学性能。结果表明：FGH4113A合金全尺寸涡轮盘宏观形貌良好,微观晶粒组织细小均匀;经亚固溶热处理后,平均晶粒度ASTM 11～13级,室温和550℃的屈服强度分别为1249和1185 MPa,抗拉强度分别为1674和1656 MPa,断后伸长率分别为23.5%和19.5%,在温度700℃,应变范围0～0.8%,加载频率0.33 Hz条件下的疲劳寿命均值为35000周次;经过固溶热处理后,平均晶粒度ASTM 6～8级,700和800℃的屈服强度分别为1063和966 MPa,抗拉强度分别为1403和1112 MPa,断后伸长率分别为17.5%和12.0%,在温度800℃,应力330 MPa,蠕变伸长量0.2%条件下的蠕变寿命均值为384 h,在温度700℃,应力强度因子范围30 MPa·m0.5条件下的裂纹扩展速率小于5×10^-4 mm·cycl...     

粉末烧结对Mg-Sc合金微观组织和力学性能的影响

在惰性气氛下,经500℃烧结2 h和300℃挤压制得镁钪合金,并对其进行微观组织观察和力学性能测试。结果表明：粉末烧结镁钪合金的相组成主要为基体Mg相,未发现Mg-Sc相生成。在粉末烧结过程中,钪元素在镁基体中发生扩散,明显改善界面结合形式,提高了镁钪界面的结合性。当钪质量分数为1.0%时,镁钪合金的伸长率达到10.37%,提高了61%。在拉伸试样断口处发现大量韧窝存在,说明烧结处理可明显提高镁钪合金的韧性。     

W元素对Waspaloy合金微观组织和力学性能的影响

采用Thermo-calc热力学软件模拟了Waspaloy合金中最佳W元素添加量,并利用万能试验机、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了在添加W元素后Waspaloy合金力学性能变化以及对γ'相的影响。研究结果表明:添加W元素能提高Waspaloy合金中γ'相的溶解温度和在700℃时的析出量,添加2%(质量分数)的W元素最有利于合金性能的改善,且不会引入新的析出相。W元素在Waspaloy合金中主要分布于基体和γ'相中,分配比例约为1∶1,进入γ'相中的W原子会占据一部分Ti原子位置,并促进Al原子进入γ'相;添加W元素后,合金中粗颗粒γ'相出现几率降低,γ'相颗粒尺寸在45~50 nm范围内分布更为集中;W能降低合金中γ'/γ两相之间的错配度,对γ'相形貌没有明显影响。在Waspaloy合金中添加W元素后,合金的拉伸性能和持久断裂强度都有一定程度的提高。     

B2型铸态Zr-Co-Cu合金的微观组织和力学性能研究

采用X射线衍射仪、光学显微镜、电子万能试验机及扫描电子显微镜等仪器研究了B2型铸态Zr₄₆Co₄₆Cu₈、Zr₄₅Co₄₅Cu₁₀和Zr₄₄Co₄₄Cu₁₂合金的显微组织和力学性能。结果表明,Zr-Co-Cu合金主要由B2-ZrCo相和Co₂Zr第二相组成,Co₂Zr相含量随着合金中Cu含量的增加而增加。部分Co₂Zr相沿晶界析出或在等轴晶B2相颗粒内部析出。随着Cu含量的增加,合金材料的屈服强度和弹性极限均有所增加。Zr₄₅Co₄₅Cu₁₀和Zr₄₄Co₄₄Cu₁₂合金的较高强度归因于B2相颗粒细化和第二相Co₂Zr的强化效应。Zr₄₆Co_4...     

钼-铼-镧合金微观组织及力学性能研究

通过固-液掺杂法在Mo-Re合金中加入稀土La₂O₃纳米颗粒制备得到Mo-Re-La合金, 将Mo-Re-La合金与Mo-Re合金、纯Mo的微观组织及力学性能进行对比研究, 得到如下结论: 在纯Mo中添加低含量Re元素(质量分数3.5%) 对Mo-Re合金有明显的细晶强化效果; 将La₂O₃纳米颗粒加入Mo-Re合金进一步细化和强化了Mo-Re-La合金。     

微量Hf对变形TiAl合金组织和力学性能的影响

对比观察含Hf和不含Hf的TiAl合金的变形组织和热处理组织,发现在1 310 ℃/1h/AC热处理后均获得近全层片组织,平均晶粒尺寸为50～70 μm,γ相的体积分数为12%左右;退火温度升高至1 320 ℃,则均获得了全层片组织,平均层片团尺寸为200～300 μm. 在同为近全层片组织下进行力学性能试验发现:添加合金元素Hf,使TiAl合金800 ℃高温拉伸强度提高60 MPa和800 ℃,150 MPa应力持久寿命由84 h提高到128 h.     

挤压态AZ31B镁合金在超塑变形过程中的微观组织及力学性能研究

通过正向温挤压获得了细晶微观组织的AZ31B镁合金。研究了在310～460℃范围内,应变速率1×10-3～1×100/s下的超塑性流变行为。结果表明,在415℃、1×10-3/s的条件下AZ31B镁合金具有良好的超塑性,最大延伸率可达380%。应变速率敏感指数达到0.47。通过光学显微镜和扫描电镜（SEM）分别观察了AZ31B镁合金在超塑变形过程中的微观组织演变和断口形貌。晶界滑移机制为AZ31B超塑变形的主要机制。     

GH159合金48%冷变形下组织和性能的研究

对GH159合金经48±1%冷变形量下的组织及经不同固溶温度、不同固溶时间处理后的透射电子显微组织,以及时效后的性能进行了较为深入的研究.结果表明,G159合金经48±1%冷拔变形后形成了大量密排六方的网状ε-相.这些ε-相经过1030～1090℃×4～8小时空冷固溶处理后,部分ε-相转化为弥散球形γ′-相.GH159合金冷拔态(48±1%)+665℃×4小时空冷时效后,700℃下具有高的强度、好的韧性等综合力学性能.