550℃热暴露对Ti40阻燃钛合金力学性能的影响

对Ti40合金锻态、热处理态、550 ℃热暴露不同时间的组织和性能进行了研究.结果表明,该合金在热暴露过程中析出物较少,并且主要分布在晶界,这些晶界析出物是合金热稳定性能降低的主要原因.通过系统分析合金组织和力学性能,认为可以将Ti40合金550 ℃热暴露过程划分为3个阶段,分别是析出物萌生阶段、析出物长大阶段和析出物在晶界连成析出物带阶段,每个阶段对应的力学性能是由析出物形态决定的.在热暴露末期,出现性能不稳定和硬度与强度不匹配的主要原因是析出物沿晶界形成了完整的析出物带.     

300热暴露后Ti14合金的组织和性能

研究了新型阻燃钛合金Ti14锻态、热处理态、300 ℃热暴露不同时间的组织和室温拉伸性能.结果表明,随热暴露时间的延长,合金强度出现较大起伏,而塑性明显下降.微观组织分析表明,在热暴露过程中,Ti2cu相发生融合、长大,条状Ti2cu相沿晶界析出,在晶界形成连续析出物带,导致合金塑性下降.在本试验条件下,热暴露过程中微观组织的变化是影响Ti14合金热稳定性的主要因素.     

热处理对Ti40阻燃钛合金热稳定性能的影响

针对Ti40合金,设计了5种热处理工艺,并将5种工艺归为3类:中温退火、高温淬火 预时效 时效及高温退火 中温退火 时效.分别测试了Ti40合金在3类热处理工艺下的室温力学性能及500℃、550℃热暴露100 h的热稳定性能,并分析了合金的微观组织.结果表明,不同的热处理工艺下,合金室温力学性能相差不大,而热稳定性能变化较大;直接中低温退火后合金的热稳定性能最好,其原因主要是由于中低温退火后,合金组织中保留一部分锻造的高密度位错等缺陷,并且晶界曲折不平,这使得在热暴露过程中,单位晶界析出物的数量减少,弱化了晶界析出物对合金热稳定性能的不利影响.     

热暴露对Ti3Al/TC11双合金连接界面组织和拉伸性能的影响

对550℃热暴露50h的Ti3Al/TC11双合金拉伸试样用OM和SEM观察连接界面在近等温锻造、热处理和热暴露后的组织与断口形貌。结果表明:梯度热处理条件下,随着变形量的增加,试样热暴露后室温抗拉强度升高;连接界面上锻造形成的细针状α交织组织在热暴露期间发生分解、粗化,同时焊缝中析出更多细小的球状α/α2相。采用梯度热处理的双合金试样热暴露后强度稍高于经双重热处理的试样,双重热处理试样中Ti3Al基合金热影响区的α2相在热暴露期间发生长大。由于氧化造成表面微裂纹,使得试样直接热暴露性能低于毛坯热暴露性能。从拉伸断裂位置可以看出,断裂主要发生在Ti3Al基合金侧。     

热处理对WSTi3515S合金组织和性能的影响

对WSTi3515S合金不同热处理和热暴露条件下的组织和力学性能进行了研究,结果表明,850℃以下热处理工艺对合金的组织和室温力学性能几乎没有影响,950℃热处理后虽然合金组织形态发生明显变化,但室温力学性能没有明显变化,表明WSTi3515S合金具有良好的组织和性能稳定性。不同热处理试样经过570℃热暴露后,合金强度升高,延伸率显著下降,热暴露过程中,析出的第二相很少,并且大都产生在晶界,这些晶界析出物是合金热暴露塑性显著降低的主要原因。     

Al元素对Ti40阻燃钛合金550℃热稳定性的影响

研究Ti-25V-15Cr-0.2Si和Ti-25V-15Cr-2Al-0.2Si两种阻燃钛合金在550℃热暴露不同时间后的力学性能，并应用光学显微镜、X射线衍射、透射电镜对合金组织进行分析。结果表明，Al元素使Ti40阻燃钛合金在550℃的热稳定性能显著降低；对相的分析表明，Al元素可促进合金中Ti5si3和α相的形成。在550℃热暴露200h条件下，出现明显的TiCr2有序相。降低组织的稳定性及使合金在热暴露过程中生成过多的第二相是Al元素降低合金热稳定性能的主要原因。     

Ti40合金热稳定性能的初步研究

研究了热处理制度和少量合金元素Si对β型阻燃钛合金Ti40热稳定性的影响.结果表明含0.2%Si的合金,固溶温度越高,热暴露后析出的Ti5Si3相越粗大,明显降低合金热稳定性能.820℃/0.5 h,WQ+600℃/5 h,AC热处理后,与无暴露相比,含0.2%Si的合金热暴露后析出的Ti5Si3相使合金塑性明显下降;与不含Si的合金相比,含0.2%Si的合金热稳定性能较差.     

β型Ti40阻燃钛合金高温长期作用的第二相及其对性能的影响

研究了β型Ti40阻燃钛合金高温长期作用的第二相及其对性能影响，Ti40合金高温长期作用后，从β相中析出Ti5Si3相和α相，采用常规锻造工艺不高于540℃热暴露100h,Ti5Si3相沿晶界不连续分布，降低合金热稳定性能，700℃热暴露100h，Ti5Si3相明显，大大降低合金热稳定性能，合金呈脆性沿晶界断裂，采用等温锻造工艺540℃热暴露100h，晶内析出粗大的Ti5Si3相和α相，热稳定性能严重降低，呈宏观脆性断裂，采用常规锻造工艺合适的热处理制度，540℃，100h,250MPa蠕变作用后Ti5Si3相沿晶界不连续分布，合金有较好的蠕变性能，若热处理工艺不当，合金中有大量粗大的棒状Ti5Si3相和α相析出，Ti5Si3 相沿晶界连续分布，合金的蠕变抗力明显降低，采用等温锻造工艺蠕变作用后，合金中析出大量粗大的α相，合金蠕变抗力也明显降低。     

热暴露对Ti55合金显微组织及力学性能的影响

研究了400～800℃热暴露对锻造变形态Ti55合金显微组织和力学性能的影响,并对其高温疲劳断口的显微形貌特征进行分析。结果表明,550℃以下长时间热暴露时屈服强度和抗拉强度基本保持稳定,而伸长率则随着热暴露温度的升高而下降。800℃以下热暴露不改变Ti55合金的显微组织类型,但热暴露温度升高会使Ti55合金中的β相在α相束集交接处发生局部粗化现象。热暴露温度高于550℃以上时,Si明显偏聚于晶界区域,最大浓度可达1%。随着热暴露温度的升高,Ti55合金的高温疲劳断口特征由穿晶韧性向沿晶脆性转变。     

热暴露对航空用2E12铝合金组织演变及疲劳性能的影响

利用维氏硬度检测、疲劳性能测试、视差量热法(DSC)、透射电子显微分析(TEM)等手段,研究了航空用T3态2E12铝合金在150℃下分别暴露10 h,100 h,1000 h组织演变及疲劳寿命变化规律.结果表明:随热暴露时间的增加,合金硬度不断增大,疲劳寿命呈先增后降趋势;T3态及热暴露10 h合金中析出相由GPB区结构组成,热暴露10 h合金中GPB区发生长大,因而具有最长疲劳寿命;热暴露100 h至1000 h后,合金中析出相为S"相及S'相,析出相在晶界处析出,晶界附近形成无沉淀析出带(PFZ);由于S"相及S'相共格性较GPB区低,加之晶界处析出相易形成裂纹源,PFZ与基体协调性差等因素,热暴露100 h和1000 h后,合金疲劳寿命急剧下降.     

WSTi3515S阻燃钛合金热暴露性能

对WSTi3515S合金板坯试样进行550℃/100 h/AC热暴露试验后,分别在室温和100℃下测试其拉伸性能;未经过热暴露的试样,分别在从室温到550℃的不同温度点测试了其拉伸性能。结果表明:经过热暴露后的试样,受到析出相强化的作用,强度略有提高,但塑性指标均存在明显下降,其中,100℃时的拉伸强度低于室温拉伸性能,塑性有所提高,但仍比未经过热暴露的试样测试结果低;热暴露时,晶界处析出第二相是WSTi3515S合金的关键特征,也是WSTi3515S合金热稳定性能降低的原因;在试验温度提高的情况下,光滑拉伸试样强度不断降低,塑性先上升后降低;缺口拉伸试样强度持续下降,塑性没有明显变化,弹性模量持续下降。     

GH4096合金在长期热暴露过程中的组织演化

基于粉末冶金René88DT合金的成分,采用新型定向凝固铸锭变形工艺研制了GH4096合金,并研究了其固溶时效热处理后在700~900 ℃长期热暴露过程中γ′相的粗化和晶界析出相的析出行为。结果表明:GH4096合金在700 ℃热暴露时具有良好的组织稳定性,晶内γ′相的尺寸稳定在70 nm左右,未发现明显的长大行为,晶界上未发现析出相;750 ℃热暴露500 h以上时,二次γ′相开始出现聚集长大现象,晶界开始出现不连续析出相,但γ′相的长大速度和晶界析出相的析出速度均比较低;800 ℃以上长期热暴露时,γ′相的粗化速度和晶界析出相的析出长大速度明显加快。长期热暴露后晶内二次γ′相的尺寸与Larsen-Miller参数近似呈线性关系,晶界析出相以M₃B₂和μ相为主。     

热处理温度对长期服役T23钢CGHAZ微观组织的影响

以服役时间超过6×10⁴ h的T23水冷壁管对接接头作为研究对象,对焊接接头进行不热处理(焊态)、520℃×1 h,580℃×1 h,650℃×1 h,720℃×1 h及760℃×1 h等6种不同参数的热处理试验。为研究不同热处理后粗晶热影响区(CGHAZ)微观组织变化,分析合金碳化物在晶界的分布规律,同时探索CGHAZ再热裂纹形成原因与析出物之间的内在联系,重点对粗晶区进行了显微硬度分析、金相组织分析、扫描电镜形貌分析及能谱分析。结果表明,焊态T23钢CGHAZ为粗大板条马氏体与贝氏体的混合组织,经测算最大晶粒尺寸约100μm,大部分晶粒尺寸30～50μm;在580℃热处理时,由于晶粒细化及析出物在晶内弥散强化作用,CGHAZ出现了二次硬化现象,根据再热裂纹形成理论,此时晶内强度与晶界强度差较大,应力松弛主要集中于晶界,CGHAZ产生再热裂纹的倾向较大;在720℃热处理时,在CGHAZ晶界位置出现了密集孔洞及合金碳化物,并且空洞与合金碳化物之间存在伴生关系,但短时间内孔洞在后续正常服役条件(560～600℃)下能否发展成为再热裂纹有待商榷。     

Ti600高温钛合金600 ℃下组织稳定性研究

对Ti600高温钛合金600 ℃热暴露不同时间的组织和性能进行了研究。结果表明,该合金在热暴露过程中析出物的量不多,主要是硅化物的析出和a相的有序化过程。热暴露过程中,合金塑性的降低主要是硅化物和a2相协同作用的结果,其中a2相对力学性能的影响起主导作用;a2相的稳定化和长大过程是合金塑性下降的主要阶段。     

7050-T7452锻件模拟高温服役环境下组织性能的演化

通过拉伸试验和微观组织观察等方法对经过不同温度和时间模拟高温服役环境热暴露处理后7050-T7452锻件的室温拉伸性能以及合金金相组织、析出相的变化情况进行系统研究。结果表明：7050-T7452锻件在100~175℃下热暴露处理后,合金的强度随热暴露温度的提高和时间的延长而降低,伸长率随之增加;当热暴露温度超过125℃后,变化更为明显;随热暴露温度和时间的变化,合金的晶粒尺寸以及再结晶程度没有明显改变;当热暴露温度≤125℃时,合金晶粒内部析出相的尺寸和种类没有明显变化;随热暴露时间的增加,晶界无析出带的宽度略有增宽;当热暴露温度超过125℃时,合金晶内的析出相随温度以及热暴露时间的增加而迅速粗化,η相的体积分数增加,晶界无析出带加宽,合金的强度明显下降。     

热暴露对7475-T7351铝合金组织与性能的影响

通过对不同热暴露制度下合金的常温拉伸力学性能测试和微观组织演变的观察,分析热暴露制度对7475-T7351铝合金微观组织和性能的影响.结果表明,热暴露温度和时间不同,对合金力学性能的影响也不同.当热暴露温度超过7475-T7351合金末级时效温度163℃时,合金强度明显下降而塑性明显提高,175℃热暴露100和500h后.合金强度分别下降29.7%和40.4%;当热暴露温度低于末级时效温度时,如果热暴露时间比较短,合金力学性能变化小大,但是如果热暴露时间很长,合金强度也下降而塑性也有所上升.125℃热暴露100和500h后合金强度分别下降0.9%和3.2%,150℃热暴露100和500h后合金强度分别下降11.4%和19.0%.热暴露条件下7475-T7351合金力学性能衰退的主要原因是晶内主要强化相η(MgZn2)粗化以及晶界附近的无沉淀析出带(PFZ)的宽化.     

Ti-25V-15Cr-2Al-0.2C合金的组织、性能及其变形机制

对Ti-25V-15Cr-2Al-0．2C阻燃β钛合金的微观组织、拉伸性能和变形机制进行了研究。结果表明：(Ti，V)C和α相是β基体上的2种主要析出相；高温长期热暴露(540℃，100h)后的合金晶界上形成连续的α膜，其塑性因此急剧下降；β基体在热暴露过程中发生微弱的短程有序化(SRO)转变，这在一定程度上破坏了合金的热稳定塑性；该合金室温变形以普通位错滑移为主要形变机制，热暴露后的变形结构中出现少量平面滑移带，位错的交滑移和攀移是合金540℃高温变形的重要形变机制。     

Ti40阻燃钛合金热处理的研究

针对Ti40阻燃钛合金环件设计了5种不同的热处理工艺,测试了合金在不同热处理工艺下力学性能和组织特点.结果表明,该合金的热处理不具备传统强化效果,只起到调节组织、使晶界稳定的作用,其主要原因是因为Ti40合金具有极高的Mo当量.推荐Ti40合金环材室温使用时的最佳热处理工艺为850 ℃×1 h水冷 550 ℃×6 h空冷.     

一种Al-Cu-Mg-Ag合金欠时效态的耐热性能

研究了欠时效态(165℃,2 h)Al-Cu-Mg-Ag合金在热暴露、高温持久过程中组织与性能的变化.结果表明,试样在200℃,200 MPa高温持久下,随时间延长,其剩余强度先上升后下降,强度峰值出现在持久20 h.延伸率变化与强度变化基本相似.持久100 h后,合金力学性能相对欠时效态无明显下降,显示出优良的热稳定性;合金欠时效状态的组织为细小分布的Ω相,随着高温持久时间的延长,θ'相与Ω相竞争析出.无析出带(PFZ)逐渐增宽,同时发现晶界上有颗粒状析出物.在200℃热暴露下,其剩余强度的变化趋势与高温持久相同,但延伸率随时间延长而下降,其组织为过时效组织.     

K403镍基铸造合金热暴露后的微观组织与性能

采用扫描电镜研究了K403镍基铸造高温合金在850℃下,热暴露50～200 h后的微观组织,并分析了力学性能的变化.结果表明:热暴露前后的组织均为典型的树枝晶组织,热暴露后(γ+γ’)相共晶特征趋于不明显,MC碳化物部分发生分解,在枝晶间、晶界附近和碳化物周围析出有害的TCP脆性相即针状σ相,并且随着热暴露时间的延长,针状σ相析出量增多;合金的名义屈服强度和抗拉强度随热暴露时间的延长而下降,硬度略有提高,塑性降低;针状的σ脆性相的析出是导致合金力学性能下降的主要原因之一.