热处理对铸造Ti-23Al-17Nb合金组织和拉伸性能的影响

在1 000 ℃和1 020 ℃对铸造合金保温3 h后空冷,研究不同热处理温度对铸造Ti-23Al-17Nb(摩尔分数,%)合金组织和拉伸性能的影响.结果表明:铸造合金为等轴晶,晶界和晶粒内均析出呈网篮状魏氏组织的α2板条;经热处理后,晶粒内细小的α2板条充分析出,晶界处连续的α2相断开;随着处理温度的提高,析出的α2板条数量随之减少,板条宽度随之增加;热处理能提高合金的抗拉强度和伸长率,经1 020 ℃,3 h,AC热处理后试样的伸长率达到4%,其拉伸断口主要是由沿晶断裂和准解理断裂组成.     

硬型铸造Ti-Al合金的组织与拉伸性能

试验研究了石墨和铸钢两种硬型铸造Ti-Al合金板片状试样的缺陷、层片间距和室温拉伸性能,并与用陶瓷型壳铸造的Ti-Al合金进行对比.结果表明,采用硬型铸造Ti-Al合金在比较高的冷却速度下凝固的板片状试样无宏观和微观裂纹;与陶瓷型壳铸造的组织相比,硬型铸造Ti-Al合金的板片状试样铸态组织平均层片间距大幅度减小,其中石墨型铸造的减小了近一半;由于硬型铸造Ti-Al合金的板片状试样的层片间距的减小使得其室温拉伸强度有较大幅度的提高,其中石墨型铸造板片试样的层片问距减小了0.35 μm,屈服强度提高了40 MPa.     

添加晶粒细化剂硅对Ti-6Al-4V合金组织和性能的影响(英文)

采用真空感应凝壳熔炼工艺在石墨模中制备Ti-6Al-4V和Ti6Al4V0.5Si两种钛合金。将硅作为一种晶粒细化剂加入到Ti-6Al-4V合金中,考察添加硅对铸态和模锻态Ti-6Al-4V合金组织和性能的影响。铸态合金先在900°C下进行热模锻处理,然后分别进行两种不同的热处理。一种是将模锻样品在1050°C下保温30min,然后水淬以获得细小的层片状组织;另一种是将模锻件在1050°C下保温30min,然后再在800°C下保温30min,以获得粗大的层片状组织。Ti6-Al-4V合金中添加0.5%Si后,铸态合金的晶粒尺寸从627μm减小到337μm,其极限抗拉强度增加约25MPa。具有细小、层片状组织的Ti-6Al-4V0.5Si合金的最大极限抗拉强度为1380MPa,在Hank溶液和NaCl溶液中的腐蚀速度分别为1.35×106和5.78×104mm/a。Ti-6Al-4V合金中添加0.5%Si后,在低滑动速度下的磨损率降低50%,在高滑动速度下的磨损率降低约73%。     

返回料添加比例对铸造钴基高温合金K640S 组织与性能的影响

研究了返回料添加比例对铸造钴基高温合金Ｋ６４０Ｓ组织和性能的影响。结果表明,随返回料添加比例的增加,合金中的氮含量明显增加,导致枝晶组织粗大、疏松倾向明显,引起力学性能的变化。当返回料添加比例大于６０％时,返回合金的高温拉伸强度降低,其中Ｍ２３Ｃ６型碳化物和基体的界面是拉伸破坏的起源地。研究发现,氮含量增加导致显微疏松增多,使高温蠕变第三阶段应变速率加快,导致Ｋ６４０Ｓ返回合金的持久强度和蠕变强度     

添加Nb对Ti-48Al-0.7B合金组织和力学性能的影响

研究了离心铸造汽车排气阀用Ti-48Al-0.7B-xNb(x=0,3,5,8;原子分数, %)合金的组织和力学性能.结果表明,不同Nb含量合金均由α2 γ两相组成,不存在β相.添加Nb后,合金的晶粒尺寸受凝固前沿B产生附加的成分过冷和硼化物钉扎晶界两方面的作用.合金的片层间距λ与晶粒尺寸d-1/2符合线性关系. O含量和Nb含量影响合金的断裂强度,晶粒尺寸是影响合金塑性的主要因素.Ti-48Al-0.7B-5Nb合金的晶粒尺寸最小,综合性能最佳(σb=399.6 MPa,δ=0.26%).     

Er对Ti-16Al-27Nb合金组织和性能的影响

采用添加稀土元素Er改善Ti-16Al-27Nb合金的力学性能,分析其对合金组织结构和性能的影响。结果表明:添加微量Er可以细化合金的晶粒,但不改变合金基体的相组成,合金均由B2、α2和O相组成;当Er含量较低时,主要以固溶形式存在于合金中;当Er含量约为0.6%(摩尔分数)时,合金中将析出面心立方结构的富Er相,并弥散分布于基体中,随着Er含量的增加,富Er相尺寸变大且沿晶界聚集,导致合金性能下降。固溶强化和弥散强化是微量Er元素改善合金性能的原因,当添加0.6%Er时,合金具有优良的塑性变形能力。     

淬火温度对Fe-B-C铸造合金显微组织和硬度的影响

在水冷淬火条件下,研究了淬火温度对含0.4%C和2.0%B的Fe-B-C铸造合金显微组织和宏观硬度的影响。结果表明,Fe-B-C铸造合金在淬火加热过程中发生奥氏体化。淬火温度低于900℃时,Fe-B-C铸造合金淬火组织由马氏体和少量珠光体组成。超过1050℃后,淬火组织粗大,且出现低硬度奥氏体。Fe-B-C铸造合金在900~1050℃淬火后,都可获得马氏体+硼化物组成的复合组织,硬度大于55 HRC。用这种材料制造的破碎机锤头,使用寿命达到高锰钢的2~3倍。     

合金元素对Ti-46Al-8Nb合金充型性能的影响

采用网状式样法制备包埋料型壳,对比研究了B、Y、Mn和Er等微合金元素对Ti-46Al-8Nb合金熔体铸造充型性能的影响。研究结果表明：添加微量元素B、Y、Mn、Er等均会对Ti-46Al-8Nb合金熔体铸造充型性能产生一定程度的改善作用。其中,0.5Y和1Mn改善作用十分明显,其加入使充填率分别增加了54.5%和48.5%。0.1Er、0.5B和1B对该合金充型性能的改善作用较为一般,其加入使充填率分别增加了3.0%、4.5%和5.3%。     

Al-10Sr和Al-5Ti-0.2C对ZL101合金组织的影响

在ZL101合金熔体中分别或同时添加不同量的Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C，保温不同时间，利用光学显微镜和电镜扫描，研究了Al-10Sr，Al-5Ti-0．2C对ZL101合金组织的影响规律。试验结果表明，向ZL101合金中添加质量分数为0．5％的Al-10Sr，可使共晶Si从粗大的针、片状转变为细小的短纤维状，同时促进了α-Al枝晶的形核生长，晶粒尺寸在100-250μm之间。若添加质量分数为0．2％的Al-5Ti-0．2C，可使初生α-Al晶粒成为40-70μm的等轴晶，对共晶Si也有一定的变质作用。当同时加入Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C时，α-Al枝晶和共晶Si同时得到细化和变质，这主要归功于Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C对ZL101合金细化变质的交互作用。     

热处理对Ti-6Al-7Nb合金组织和性能的影响

研究了退火、固溶和固溶时效热处理制度对工业生产中Ti6Al7Nb小规格棒材组织和性能的影响。结果表明,随着退火温度的提高,初生α相尺寸增大且比例减少,拉伸强度和塑性大致分别呈现增加和降低的趋势;随着固溶温度提高,晶粒尺寸越大,合金强度增大而塑性有所下降,时效处理提高了合金的弹性模量。     

Ho对铸态Mg-5Y-3Sm-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子拉伸实验机、布氏硬度计等研究了铸态Mg-5Y-3Sm-xHo-0.5Zr(x=0,2,4,6)合金的组织和力学性能。结果表明:铸态Mg-5Y-3Sm-0.5Zr合金主要由α-Mg和大部分位于晶界的Mg24Y5和Mg41Sm5第二相组成。添加Ho后,在晶界处出现了Mg24Ho5新相,Ho的含量高低对合金相组成没有影响。随着Ho含量的不断提高,析出的第二相逐渐增多,晶粒尺寸逐渐减小。当Ho含量为4%时,该铸态合金的综合力学性能最好,抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率分别为193 MPa、170 MPa、72.8 HBW和4.15%。     

Zn含量对铸态Mg-2Er合金的微观结构及力学性能影响

采用XRD和SEM等微观表征技术研究不同Zn添加量对Mg-2Er合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：当Zn添加量为1%和2%时,合金主要相组成为W相和α-Mg;当Zn添加量为4%-10%时,合金中则有I相析出,合金相成分变为W相、I相和α-Mg;当Zn添加量增加至12%时,W相消失,合金中主要第二相则为I相和Mg4Zn7相。当Zn添加量为6%时,合金具有较好的拉伸力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为224 MPa、134 MPa和10.4%。     

稀土Y元素对铸态镁合金组织与力学性能的影响

采用熔炼工艺制备了Mg-2.0Zn-0.2Ca与Mg-2.0Zn-0.2Ca-2Y合金,研究了两种合金的铸态组织及力学性能。结果表明,Y元素的添加细化了Mg-2.0Zn-0.2C合金的铸态组织。Mg-2.0Zn-0.2Ca合金主要由α-Mg与少量Mg₇Zn₃相组成,添加2wt%的Y后,改变了Zn在Mg基体中的固溶度,降低了其固溶强化效果,同时组织中形成了I相和W相。添加Y元素后,合金的规定塑性延伸强度升高,从41.0 MPa升高到50.6 MPa;伸长率降低,从12.6%降低到4.0%。     

Fe含量对Ti-xFe-B合金铸态组织演变及力学性能的影响

本文利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度仪和电子拉伸试验机等分析测试方法,系统地研究了Fe元素含量变化对Ti-xFe-B(x=1 ~ 5 wt%)合金铸态组织演变及力学性能的影响。研究表明：在Fe含量1 ~ 3 wt%时,合金组织由片层状α相和少量β相组成,当Fe含量增加至4 ~ 5 wt%时,合金组织的组成中β相增加显著,同时随着Fe含量从1 wt%增至5 wt%,析出化合物中Fe元素含量上升,α相晶粒尺寸下降了56.5%;随着Fe含量增加,合金力学性能改变显著,维氏硬度增加了45.7%,抗拉强度由502 MPa增加至834 MPa,但合金塑性下降明显,断面收缩率从30.4%下降至9.5%,断裂伸长率由19.4%下降到7.9%。结果显示,当Fe含量在3 ~ 4 wt%时,合金可以达到强度和塑性的最佳匹配,具有更大的开发潜力。     

Effects of Cu addition on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-6Zn magnesium alloy

The application of Mg-Zn binary alloys is restricted due to their developed dendritic microstructure and poor mechanical properties. In this study, an alloying method was used to improve the mechanical properties of Mg-Zn alloy. The Mg-6Zn magnesium alloys microalloyed with varying Cu content(0, 0.8, 1.5, 2.0 and 2.5wt.%) were fabricated by permanent mould casting, and the effects of Cu content on the microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-6Zn alloys were studied using OM, SEM, XRD and tensile tests at room temperature. The obtained results show that the addition of Cu not only can refine the grains effectively, but also can modify the eutectic morphology and improve the mechanical properties of the alloys. The main phases of the studied alloys include α-Mg, MgZn_2, Mg_2Cu and CuMgZn. When the content of Cu exceeds 0.8wt.%, Mg_2Cu phase appears. Meanwhile, the eutectic morphology is modified into dendritic shape or lamellar structure, which has an adverse effect on the tensile properties. Furthermore, among the investigated alloys, the alloy containing 0.8% Cu shows an optimalultimate tensile strength of 196 MPa, while the alloy with 1.5wt.% Cu obtains an excellent elongation of 7.22%. The experimental alloys under different Cu contents show distinguishing fracture behaviors: the fracture of the alloy with 0.8wt.% Cu reveals a mixed mode of inter-granular and quasi-cleavage, while in other investigated alloys, the fracture behaviors are dominated by cleavage fracture.     

常规FSW与双轴肩FSW对铝合金接头组织和性能的影响

对采用常规FSW和双轴肩FSW所得到焊接接头性能进行试验研究,测试了两种焊接得到的焊接接头的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率,并对接头的微观组织和断口形貌进行了观察和分析.结果表明,双轴肩FSW接头横截面形成了一组由内向外扩张“洋葱环”状的椭圆环;常规FSW焊核区与热力影响区之间组织发生明显变化;硬度的最低处为双轴肩FSW前进侧热力影响区,最高处为双轴肩FSW接头上表面焊核区;常规搅拌摩擦焊接头的综合力学性能最好,双轴肩次之;断口形貌分析表明,接头断裂模式均为韧性断裂,且常规FSW断口韧窝尺寸比双轴肩FSW接头韧窝小而深,表现出更好的塑性.     

Sr+B联合熔体处理对Al-Si-Mg合金组织和力学性能的影响

考察了A1—lB中间合金对0．030％Sr变质的A1—11．6％Si0．4％Mg合金组织和力学性能的影响。发现A1—B中间合金在近共晶铸造A1—Si合金中具有优异的枝晶细化能力。通过比较3种不同熔体处理条件下(末变质 未枝晶细化处理、0．030％Sr变质处理、0．030％Sr 0．028％B联合熔体处理)合金铸态和T6状态下的力学性能并对断口形貌进行分析，可以得出在近共晶铸造A1—Si合金中同时加入Sr，B进行枝晶细化和共晶Si变质联合处理是十分必要的。     

Ca含量对Mg-Al-Sr-Mn合金组织和性能的影响

采用OM、XRD、SEM等方法研究了不同Ca含量对Mg-3.5Al-0.4Sr-0.5Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金的显微组织主要包括α-Mg相和β-Mg17Al12相。加入适量碱土金属Ca后,部分Ca溶到β相中,并有新相Al2Ca生成。随着Ca含量的增加,合金的强度和断后伸长率均呈先增大后减小的趋势,且都在1.0%Ca时达到最高。     

热处理工艺对ZC63镁合金组织及性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和力学万能试验机等研究了ZC63镁合金在不同热处理工艺下的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:ZC63镁合金铸态组织主要由α-Mg和呈网状分布的CuMgZn相组成;经热处理后,强化相主要由颗粒状的CuMgZn和Mg2Zn3相组成。实验合金在445℃固溶24 h后,随着时效温度的升高,合金的抗拉强度和硬度值都逐渐降低,但在180℃时效20 h,伸长率最高,达到17.2%。热处理后合金的拉伸断口形貌中分布有颗粒状CuMgZn析出相,阻碍了晶界和位错的运动,裂纹沿着颗粒状析出相的边界以及内部扩展。     

时效处理对离心铸造铝铜合金组织和力学性能的影响

采用立式离心铸造的方法,制备了铝铜合金铸件。通过光学显微镜、显微硬度计和室温拉伸、压缩性能测试,研究了人工时效处理对铝铜合金铸件显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：随着时效温度的升高和时效时间的延长,合金试样的抗拉强度、抗拉屈服强度、抗压强度、压缩屈服强度以及显微硬度先升高后降低,在160℃时效5 h时达到最大值,此时的抗压强度达到241 MPa,显微硬度为108 HV,铸件的伸长率却发生相反的变化;力学性能呈现上述规律是由于显微组织发生相应变化引起的。