预时效工艺对Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe钛合金组织与性能的影响

对Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe钛合金分别进行单级和双级时效热处理,对比研究双级时效工艺对高强β钛合金组织与性能影响。单级时效温度为550℃,双级时效工艺采用在400℃预时效之后再进行550℃下的再时效处理。研究结果表明,合金在400℃预时效时析出了ω相,随着预时效时间的延长,ω相最终转变为α相。相比单级时效而言,合金经双级时效后其次生α相显微组织得到明显细化,其原因主要是因为预时效阶段为后续较高温度下次生α相的形核与长大提供了更多的形核质点。双级时效工艺可以大幅提高合金的强度及硬度,但是塑性略有下降。     

固溶时效处理对TiZrNb合金组织和性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度测试和拉伸试验等方法研究了固溶时效处理对Ti-25Zr-25Nb合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:在750℃保温30 min水淬后,合金发生再结晶,并且发生了β+α″→β的相变过程,锻造态中的α″马氏体相完全转变为β相;随后450℃时效处理,合金显微组织中β相晶界出现部分"融合"现象,同时发生了β→β+α的相变过程,此时显微硬度、抗拉强度和伸长率达到了最大值,分别为356 HV、814 MPa和10.5%;进一步升高时效温度到550℃和600℃,合金的显微硬度、抗拉强度和伸长率均随之降低。450℃和500℃时效处理后的合金的拉伸断口呈现韧性断裂,而在550℃和600℃时效处理后,断口呈现为典型的脆性断裂。     

双级时效对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用透射电镜(TEM)、显微硬度计、电导仪等研究了单级与双级时效处理对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:与单级时效相比,双级时效处理的Al-Zn-Mg-Cu合金硬度有所降低,导电率明显提高。双级时效的终时效温度为140～180℃,终时效时间在8～14 h,随着时效温度的升高和时效时间的增加,合金试样的硬度均逐渐降低,导电率均逐渐升高。Al-Zn-Mg-Cu合金经475℃×4 h的固溶处理后,再进行120℃×8 h+160℃×12 h双级时效后,试样导电率达到37.6%IACS,比120℃×24 h单级时效处理试样的导电率提高了25.8%。     

超细α相析出对Ti-55531合金力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和透射电镜等研究了Ti-55531合金经890℃固溶2 h后再经过单级时效(580℃×1～12 h)和双级时效(400℃×12 h+580℃×1～12 h)处理后α相的析出粗化行为,并探讨了α相形貌对其室温拉伸力学性能的影响。结果表明:固溶合金组织包含β相和纳米无热ω相,裂纹主要沿着β相内滑移带扩展,导致准解理面的形成,合金强度较低,为755 MPa;而单级时效合金组织由微米条状α相、晶界α相和β相组成,空洞沿着晶内长条α相形核并连接成准解理面,强度和伸长率分别为1352 MPa和5. 3%;双级时效合金由纳米条状α相、晶界α相和β相组成,脆性裂纹主要沿β晶界扩展,强度高达1648 MPa,伸长率仅为1%。     

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。     

TC21两相钛合金中斜方马氏体的时效分解

研究了TC21两相钛合金淬火后马氏体在时效过程中的组织结构变化及其引起的强化效应。结果表明:合金淬火后得到交错排列的针状斜方马氏体组织,在300-700℃之间时效4h,α″相的分解次序遵循α″→α″+α→α+β规律。低温时效时首先形核析出针状的初生α相,随着时效温度的升高,初生α相在长大的同时其片层之间析出十几纳米宽、几个微米长的细小次生α相,且β相呈10～50nm大小的颗粒状弥散分布在α相之间,随后的时效过程中次生α相和β相迅速长大,最终斜方马氏体完全分解为α+β混合相。显微硬度分析表明,利用斜方马氏体的逆转变,通过在时效过程中均匀地析出细小的次生α相和纳米级弥散分布的β相可使合金具有明显的时效强化效果,500℃时效4h后,TC21合金的显微硬度比淬火态提高了35%。     

TC21合金低温时效过程中的马氏体分解机制

采用透射、X射线及显微硬度分析等方法,研究了TC21合金中淬火马氏体在长时间低温时效过程中的组织演变及马氏体分解机制。研究表明,淬火态TC21合金在400～450℃进行长时间等温处理后,易获得弥散分布的颗粒状α相,显著提高合金性能,而α相颗粒的形核与马氏体中层错的分布密切相关。正交马氏体在低温时效过程中的具体分解方式为α→α+α富→α+β亚稳→α+β。进一步提高时效温度或时效时间α相颗粒将粗化为片层状,降低合金强度。     

双级时效对A1-Zn-Mg-Cu合金组织和力学性能的影响

对A1-Zn-Mg-Cu合金进行了单级和双级时效处理,测试了不同状态下的显微硬度,利用光学显微镜和透射电镜观察了显微组织。结果表明:120℃单级时效合金具有很明显的强化效应,时效4 h硬度达到193 HV,随后趋于平缓,时效时间延长至24 h,硬度增幅不大;120℃单级时效处理后,合金晶内析出相细小弥散,硬化效果较好,晶界析出相呈链状分布;120℃×4 h+160℃×12 h双级时效后,硬化效果更优,晶界析出相呈断续状,并且晶界附近出现无析出带。     

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。     

预时效对粗晶β钛合金微观组织和机械性能的影响

本文研究了预时效时间对粗大晶粒β钛合金组织与力学性能的演变。结果表明：预时效可以辅助次生α相形核,形成细小均匀的次生α,随着预时效时间延长,次生α相变得越细小;β钛合金对预时效处理很敏感,在粗晶条件下,仅经过550℃的单级时效强度仅为1340MPa,而经350℃预时效处理后,再经550℃的双级时效处理,强度可达到1760Mpa,和单级时效相比提高了30%;维氏显微硬度由于次生α相的细化,随着预时效时间的延长而增加。     

TC21合金时效过程中的相变研究

采用XRD、SEM、TEM及显微硬度测试等手段,系统研究了TC21合金固溶处理后的相变以及合金在550～850℃时а"相在时效过程中的分解机制及组织演变规律,结果表明:1000℃固溶30 min淬火后,TC21合金形成а"马氏体,且合金中存在少量β及O相(Ti2AlNb);随时效温度的升高,а"相逐步发生а"→а+а"_高→а+β_(亚稳)→а+β,а"+а'+β_(亚稳)→а+β,а"→а+β等分解过程;TC21合金的显微硬度依赖于时效温度和时效时间,时效时间延长,合金显微硬度先迅速增大,达到最大值后再逐渐减小.时效温度升高时,合金显微硬度达到最大值的时间缩短,且合金最终的显微硬度随时效温度的升高而降低.     

双级时效对超高强铝合金Al-12.26Zn-2.96Mg-2.49Cu-0.183Zr-0.0673Sr挤压材组织与力学性能的影响

采用光学显微镜和X射线衍射仪分析、显微硬度与电导率测试、拉伸试验与断口分析、晶间腐蚀及剥落腐蚀试验,研究了两种双级时效工艺对经预回复处理-逐级固溶-预变形的超高强铝合金Al-12.26Zn-2.96Mg-2.49Cu-0.183Zr-0.0673Sr挤压材显微组织及性能的影响。结果表明:与单级时效相比,双级时效处理后合金的力学性能降低,但耐腐蚀性能明显改善。121℃×5 h+153℃×16 h双级时效后合金的综合性能良好。     

热处理工艺对AZ80镁合金组织和硬度的影响

挤压态AZ80镁合金分别在380、410、440℃固溶处理2h,固溶后的部分镁合金分别进行单级时效及双级时效处理。研究了固溶温度、单级时效及双级时效处理对AZ80镁合金组织和硬度的影响。结果表明:随固溶温度的升高,β-Mg_(17)Al_(12)共晶组织逐渐分解溶入α-Mg基体中,合金硬度也随之升高,440℃时晶粒变粗大;单级时效处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相以连续和非连续的形式从α-Mg基体中析出,导致硬度大幅提高;双级时效处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相的析出数目更多,尤其是晶内β-Mg_(17)Al_(12)相的连续析出,最高硬度能达到88.32 HV。     

不同时效处理对7075高强度铝合金组织性能的影响

对7075高强度铝合金分别进行T6单级时效、双级时效以及回归再时效处理。通过显微组织结构观察、硬度分析、XRD、DSC、强度分析等手段,研究了不同时效处理对其组织性能的影响。结果表明:7075合金经120℃/24 h单级时效处理后,合金在120℃呈现极佳的热稳定性,细小且高密度的η'基地析出,增大合金强度,最高可达680 MPa,但对应力腐蚀较为敏感。双级时效可改善合金的应力腐蚀敏感性,但强度有所降低。回归再时效处理兼顾了T6单级时效和双级时效的优点,维持高强度的同时,提高抗腐蚀能力。     

时效制度对2195铝锂合金组织和力学性能的影响

采用硬度测试、拉伸实验和透射电镜等方法分析不同时效制度下2195铝锂合金组织与力学性能的变化。结果表明,单级时效的峰时效制度为160℃ × 56h和 190℃ × 16h,峰值抗拉强度分别为565MPa、541MPa,延伸率分别为6.3%和7.1%。双级峰时效190℃ × 4h + 160℃ × 32h的抗拉强度和延伸率均优于单级峰时效,分别为588MPa和13.5%。双级时效合金基体中细长T₁相及密集区对强度提升有重要作用,较窄的晶界无沉淀析出带和晶内胞状区域是合金塑性显著改善的主要因素。采用190℃ × 4h + 160℃ × 32h的双级时效制度可获得比单级时效更优异的综合力学性能。     

PHASE TRANSFORMATIONS IN Ti-10V-2Fe-3Al NEAR β-ALLOY DURING AGING

Ti-10V-2Fe-3Al合金水淬后,在250—450℃的时效温度范围内,随温度的升高或时间的延长,逐步发生α″→β,ω_a→ω→α,β→β+ω→β+α和β→β+α等相变过程,并波此重叠.当时效温度高于450℃,发生β→β+α转变。考察了时效组织的形态与分布,给出了α相和β相的点阵常数变化与时效温度的关系,以及硬度与时效的关系。     

预时效对粗晶β钛合金组织性能的影响（英文）

研究了预时效时间对粗大晶粒β钛合金(Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe)组织与力学性能的演变。结果表明:预时效可以辅助次生α相形核,形成细小均匀的次生α相,随着预时效时间延长,次生α相变得越细小;β钛合金对预时效处理很敏感,在粗晶条件下,经过550℃的单级时效,强度仅为1340 MPa,而经350℃预时效处理后,再经550℃的双级时效处理,强度可达到1760 MPa,和单级时效相比提高了30%;维氏显微硬度由于次生α相的细化,随着预时效时间的延长而增大。     

不同组织类型对TC21合金强-塑性的影响

测试了不同冷却方式下固溶时效后3种组织类型的TC21合金室温拉伸性能,采用金相显微镜和扫描电镜对微观组织进行分析,研究了合金的室温拉伸性能与显微组织的关系。结果表明:强-塑性匹配最好(屈服强度>1000MPa)的热处理制度和组织分别为:920℃/1h,FC+550℃/4h等轴组织;920℃/1h,FC+550℃/4h网篮组织;960℃/0.5h,FC+550℃/4h片层组织。通过调整热处理工艺,控制恰当的α相体积分数、形貌、丛域尺寸及丛域内α条厚度等组织参数,可获得强-塑性匹配良好的TC21合金。     

形变热处理对Cu-15Ni-8Sn系合金组织结构与性能的影响

利用力学、电学性能测试,金相显微分析、扫描和透射电镜观察等手段研究均匀化退火和形变热处理工艺对Cu-15Ni-8Sn-1.0Zn-0.8Al-0.2Si合金组织结构与性能的影响。合金铸锭经830℃,2 h+850℃,2 h双级均匀化退火处理,热轧变形后合金板材经850℃,1 h固溶处理,冷轧变形60%后,分别在400和450℃时效处理。当450℃时效时间为30 min时,合金硬度为3780 MPa,电导率8.0%IACS,抗拉强度1144 MPa,屈服强度1098 MPa,延伸率3.29%;在400℃时效1 h时,合金硬度为3900 MPa,电导率7.4%IACS,抗拉强度1164 MPa,屈服强度1112 MPa,延伸率3.05%。合金的强化效应主要来源于调幅分解强化、析出强化和亚结构强化的共同作用,同时,溶质原子的析出使基体固溶度降低,合金电导率提高。合金经双级均匀化退火处理后为均匀的等轴晶组织,在400℃,1 h时效过程中发生调幅分解,同时析出具有L1_2结构的β-Ni_3Sn析出相,其与Cu基体的晶体取向关系为:(002)_(Cu)‖(00 1)_β,[110]_(Cu)‖[110]_β;(220)_(Cu)‖(110)_b,[112]_(Cu)‖[112]_β。     

时效热处理对建筑铝合金型材组织与性能的影响

采用显微硬度计、拉伸试验机、电导率测试仪、透射电镜、晶间腐蚀和电化学腐蚀等手段,研究了单级时效、双级时效和回归再时效对Al-6. 6Zn-2. 2Mg-2. 0Cu-0. 1Zr合金组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,T6态合金的硬度、抗拉强度和规定塑性延伸强度高于双级时效态合金;随着回归时间的延长,合金的硬度先增加而后减小、电导率逐渐增加,抗拉强度和规定塑性延伸强度都呈现单调递减趋势,RRA工艺下试验合金的强度要低于T6态,但是明显高于双级时效态。T6态合金的晶间腐蚀最严重,RRA 175℃×3 h和RRA 195℃×1 h合金的晶间腐蚀较轻且与双级时效态相当,除T6态合金的腐蚀等级为4级外,RRA态和双级时效态合金的腐蚀等级都为3级。RRA 175℃×3 h、RRA 195℃×1 h合金和双级时效态合金的极化曲线相似、腐蚀电位较为接近,且腐蚀电位都较T6态合金发生正向移动,而腐蚀电流密度都明显低于T6态合金; RRA 175℃×3 h、RRA 195℃×1 h合金和双级时效态合金的耐腐蚀性能相当,且都明显高于T6态合金。