TC16钛合金不同退火制度的显微组织研究

对TC16钛合金棒材各种退火制度下的显微组织进行了X射线及显微组织分析.结果表明:不同温度、保温时间及冷却条件下退火后的合金均由α + β两相组成.α + β两相区退火时,组织为片状α和等轴α分布在β基体上.随退火温度升高,α相等轴化程度提高,α晶粒尺寸明显增大;随退火保温时间延长,等轴α含量增加且晶粒尺寸增大;空冷条件下,组织中片状α和等轴α更细小.β单相区退火时,组织为粗大的β晶粒内分布着不同取向α片域,α片间为β中间层,原始β晶粒的晶界为α.     

135°ECAP+旋锻变形工业纯钛的热稳定性研究

对经过135°ECAP+旋锻变形后的工业纯钛100,150,200,250,300,350,400,450℃和500℃下保温1h退火。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸试验机及显微硬度仪等技术研究ECAP+旋锻变形工业纯钛退火后的组织与性能变化。结果表明:在400℃以下退火时,显微组织中位错密度降低,晶界逐渐清晰,变形组织未发生明显变化,材料的抗拉强度和显微硬度略有降低,伸长率增加不明显;在400℃以上退火时,随着退火温度的升高,发生再结晶,晶粒尺寸明显增大,平均晶粒尺寸约为5μm,材料的抗拉强度和显微硬度均出现明显降低,伸长率增加。拉伸断口表明,ECAP+旋锻变形退火后工业纯钛的拉伸断裂均为韧性断裂。随着退火温度的升高,韧窝尺寸变大,韧窝深度变深。     

热处理工艺对Ti6246钛合金组织与力学性能的影响

研究了热处理温度和冷却方式对Ti6246合金显微组织、相组成以及室温拉伸性能的影响。结果表明:固溶热处理后合金的相组成主要与冷却方式有关。在β单相区及(α+β)两相区固溶后水冷,β相均转化为α′′马氏体和少量亚稳β相。空冷组织中的β相转变为含有少量次生α相的β转变组织,随着热处理温度的提高次生α相的含量逐渐增加,尺寸也逐渐增大。时效后组织中的亚稳相发生分解,析出细小的次生α相。固溶后水冷试样的拉伸曲线上出现"双屈服"现象,且随着固溶温度的提高合金第一屈服点逐渐升高。水淬和空冷合金试样在595℃/8 h时效后其室温拉伸强度提高,延伸率及断面收缩率降低,水淬试样室温拉伸性能的变化更大。固溶后空冷且在595℃时效处理的合金,其室温拉伸性能可达到较好的强塑性匹配。     

航空紧固件用Ti-5553合金的组织和性能

采用扫描电镜和透射电子显微镜研究不同热处理制度对Ti-5553高强钛合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:在(α+β)两相区进行固溶处理时,随着固溶温度的升高,Ti-5553合金组织中的初生α相含量逐渐减少,β相的尺寸和体积分数均增加,合金强度逐渐降低。时效后β基体发生转变,晶界和晶内析出大量次生α相。次生α相的尺寸对力学性能产生重要影响,随着时效温度的升高,次生α相逐渐粗化,导致抗拉强度逐渐下降。1240MPa级航空紧固件用Ti-5553的固溶温度应选择Tβ以下,使组织中留有足够的β相,从而时效时在β相中有大量次生α相析出,获得需要的高强度。同时,保留一定含量的初生α相,以便获得良好的塑韧性。经810~820℃,1.5h,水淬+510℃,10h,空冷热处理后,合金可以获得较好的综合性能,抗拉强度达1500MPa,伸长率达14.8%,断面收缩率为38.6%。固溶和时效态的拉伸断口均存在大量韧窝,材料具有良好的塑韧性。     

EB炉熔炼TC4钛合金轧制过程中的组织演变与力学性能

本实验以电子束冷床熔炼炉(EB炉)熔炼TC4钛合金为研究对象,结合实际生产流程,研究不同变形量和不同温度对TC4钛合金板材显微组织与力学性能的演变规律.结果表明:在相同温度下,随着变形量增加,显微组织中α相的体积分数和尺寸减小而β相体积分数增大,合金的抗拉强度和延伸率均增大;当变形量为30％时,显微组织均表现为片层结构,随着变形温度升高,片层α相长宽比逐渐减小,抗拉强度逐渐升高而延伸率变化不大;当变形量增加到90％时,随着变形温度升高,显微组织由较强的B织构(0002)〈1120〉转化为T织构(1010)〈1120〉和锥面织构(1011)〈1120〉,塑性变形由基面滑移转为柱面滑移,显微组织中α相尺寸减小而β相含量增大,合金的抗拉强度和延伸率均增大.当温度升高到1000℃时,α相完全转变为β相,在随后的冷却过程中细针状次生α相从β晶粒析出,合金的抗拉强度和延伸率均增大.     

退火温度对LH800空冷强化钢组织与力学性能的影响

为获得具备良好冷成形性能的空冷强化钢，以冷轧LH800为研究对象，采用SEM、EBSD、TEM等技术手段，研究了该钢种在罩式退火过程中的组织演变和力学性能变化。研究结果表明：在600～700℃退火得到了铁素体+碳化物组织，拉伸曲线出现明显的屈服平台，并且屈服平台长度随退火温度的升高而减小。随着退火温度升高，铁素体晶内纳米级碳化物数量逐渐减少，晶界粗大碳化物数量逐渐增多，小角度晶界体积分数逐渐减小，且局部取向差(KAM)值逐渐减小。当退火温度超过700℃时，显微组织为铁素体+马氏体+碳化物，拉伸曲线无屈服平台出现。随着退火温度的进一步升高，马氏体体积分数逐渐增加，KAM值也逐渐增大。力学性能结果显示：在700℃退火保温4 h,空冷强化钢的屈服强度和抗拉强度最低，延伸率最高，具备最佳的冷成形性能。本工作基于冷轧LH800退火过程的显微组织和纳米级碳化物的演变，揭示了LH800出现屈服平台现象的本质，并获得了该钢种具备最佳冷成形性能的关键工艺参数。     

固溶温度和冷速对BT3-1钛合金微观组织的影响

利用X射线、光学金相和透射电镜等手段,研究了由各种加热温度、不同冷速(水淬、空冷和炉冷)对BT3-1钛合金微观组织的影响。从β区温度水淬,形成α″马氏体;在(α+β)相区上部温度水淬,得α″和α相;900℃水淬,可得α″、α和β相;由850℃水淬只获α和β相。考察了α″马氏体的点阵常数变化、亚结构变化和硬度的变化。自各固溶温度空冷或炉冷,获得各种形态的α相和β相。     

低温加热对铝合金7150-T77状态性能和组织的影响

针对铝合金7150-T77状态进行了加热实验研究,观察了不同加热温度下其性能和组织的变化。研究结果表明：随着加热温度的升高,材料的电导率升高,硬度和拉伸性能降低;当加热温度大于175℃时,材料的电导率、硬度和拉伸性能开始显著变化;当加热温度升高至185℃时,材料的硬度和屈服强度已经降低为不合格;当加热温度继续升高,材料的硬度和屈服、抗拉强度降低更多。加热温度超过175℃时,α晶粒再结晶、η′相明显长大,因此热成形加热温度不应超过175℃;用来确定机械加工产生的可疑软化区的电导率参考值不应大于38%IACS。7150-T77热成形加热温度应控制在125～175℃范围内。     

大规格SAE4330V-MOD合金钢金矿钻杆执处理工艺

通过对大规格SAE4330V-MOD合金钢金矿钻杆进行不同温度的淬火和回火热处理,探讨研究了该合金钢的调质热处理工艺.结果表明:将该钢先加热到650℃保温3 h,然后升温至860℃保温6 h后淬入不高于70℃水中,最后在620℃回火6 h后出炉空冷,该钢可获得均匀细小的回火索氏体组织,且抗拉强度、冲击功和硬度等达到最佳匹配,各项力学性能均能满足技术要求;若该钢热处理前的原始组织中存在少量的贝氏体,则会导致其热处理后的力学性能不能满足技术要求,因此热处理前应严格控制该钢的原始显微组织.     

大规格SAE4330V-MOD合金钢金矿钻杆的热处理工艺

通过对大规格SAE4330V-MOD合金钢金矿钻杆进行不同温度的淬火和回火热处理,探讨研究了该合金钢的调质热处理工艺。结果表明:将该钢先加热到650℃保温3h,然后升温至860℃保温6h后淬入不高于70℃水中,最后在620℃回火6h后出炉空冷,该钢可获得均匀细小的回火索氏体组织,且抗拉强度、冲击功和硬度等达到最佳匹配,各项力学性能均能满足技术要求;若该钢热处理前的原始组织中存在少量的贝氏体,则会导致其热处理后的力学性能不能满足技术要求,因此热处理前应严格控制该钢的原始显微组织。     

Ti-31合金微观结构的TEM研究

用透射电子显微镜（ＴＥＭ）研究了Ｔｉ－３１合金微观结构。结果表明，锻件在８００℃退火缓冷条件下，合金组织存在α、α２、β及富Ｎｉ呈片状的α／β界面相；８００℃退火空冷时，其基本组织为α＋β相和界面相；相成分分析结果还表明，Ｎｉ、Ｍｏ只分布在β相和界面相中，α相中Ａｌ、Ｚｒ含量比β相中的相对高很多，造成α相Ａｌ当量高，可在α相中析出α２相。     

热处理工艺对AFA耐热钢组织和力学性能的影响

为考察热处理工艺对AFA耐热钢组织和力学性能的影响,本文利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射等技术,研究了新型含铝奥氏体耐热钢(AFA)在不同保温温度和冷却方式下的组织演变规律及力学性能的变化.结果表明:加热温度和冷却方式对试样的显微组织均产生影响.随着保温温度的升高,晶粒的平均尺寸逐渐增大.在1 150和1 200℃...     

Targeted heat treatment of additively manufactured Ti-6Al-4V for controlled formation of Bi-lamellar microstructures

Laser powder bed fusion (L-PBF) was utilized to produce specimens in Ti-6Al-4V,which were subjected to a bi-lamellar heat treatment,which produces microstructures consisting of primary α-lamellae and a fine secondary α-phase inside the inter-lamellar β-regions.The bi-lamellar microstructure was obtained as (i)a direct bi-lamellar heat treatment from the asbuilt condition or (ii) a bi-lamellar heat treatment preceded by a β-homogenization.For the bi-lamellar treatment with β-homogenization,cooling rates in the range 1-500 K/min were applied after homogenization in β-region followed by inter-critical annealing in the α + β region at various temperatures in the range 850-950 ℃.The microstructures were characterized using various microscopical techniques.Mechanical testing with Vickers hardness indentation and tensile testing was performed.The bi-lamellar microstructure was harder when compared to a soft fully lamellar microstructure,because of the presence of fine α-platelets inside the β-lamellae.Final low temperature ageing provided an additional hardness increase by precipitation hardening of the primary α-regions.The age hardened bi-lamellar microstructure shows a similar hardness as the very fine,as-built martensitic microstructure.The bi-lamellar microstructure has more favorable mechanical properties than the as-built condition,which has high strength,but poor ductility.After the bi-lamellar heat treatment,the elongation was improved by more than 250 ％.Due to the very high strength of the as-built condition,loss of tensile strength is unavoidable,resulting in a reduction of tensile strength of～18 ％.     

微量Cu和形变热处理对Al-Fe合金性能的影响

观察Al-Fe合金的显微组织并测量其力学性能和导电性能,研究了Cu元素和形变热处理对其性能的影响。结果表明：在铸态Al-Fe-Cu合金组织中,Cu元素在基体内均匀分布,而Fe元素在晶界处偏析;挤压态的Al-0.7Fe-0.2Cu合金其性能最优：导电率为59.90%IACS,抗拉强度为108 MPa,硬度为31.2HV;随着退火温度的提高Al-0.7Fe-0.2Cu合金的抗拉强度急剧降低,在400℃退火时其抗拉强度最低(100 MPa),伸长率最高(31.3%);在250℃退火时导电率出现峰值(62.61%IACS)。在退火Al-0.7Cu-0.2Cu合金中有许多细小针状的θ(Al₂Cu)相析出,并与位错交互缠结。随着退火温度的提高合金中的位错密度降低,晶粒细化。     

变形温度和变形程度对Ti－31合金性能和组织的影响

通过高温和室温拉伸试验，研究了变形温度和变形程度对Ｔｉ－３１合金板材性能和组织的影响。结果表明，合金在７５０～８５０℃的温度下变形５％～２０％空冷后，其室温机械性能均能达到材料的技术指标要求。并发现了材料在９００℃的临界变形区。     

α+β相区高温退火对Ti80合金板材组织与性能的影响

研究了Ti80合金板材在α+β相区较高温度退火时,退火温度与冷却方式对其组织及性能的影响。结果表明,两相区高温退火时,初生α相对温度极为敏感,随着退火温度的升高,其含量急剧下降,而次生α相含量则明显增加。随着退火温度的升高,室温强度逐渐降低,伸长率变化不明显,而冲击功则随着退火温度的升高明显增加。两种冷却方式下,Ti80合金板材冲击断裂方式均为穿晶断裂。两者相比,980℃/60 min,水冷获得了较小的初生α相,以及较薄的次生α相片层,从而导致板材强度明显升高,伸长率略有降低,而冲击功则大幅下降。     

热处理对网状结构TiB_W/Ti60复合材料组织与性能的影响

使用大尺寸球形Ti60钛合金粉与细小TiB2粉,通过低能球磨与反应热压烧结,成功制备了增强相呈网状分布的TiB晶须增强Ti60合金基(TiB_W/Ti60)复合材料。对TiB_W/Ti60复合材料进行热处理,以改善其组织结构与力学性能。结果表明:随着固溶温度的升高,TiB_W/Ti60复合材料基体中初生α相(密排六方相)含量减少,相应地转变β组织(α′(马氏体)+残留β相(体心立方相))含量增加,TiB_W/Ti60复合材料的抗拉强度升高,塑性降低;经过1 100℃/1h固溶处理之后,TiB_W/Ti60复合材料的室温抗拉强度为1 470 MPa,延伸率为1.9%。经过时效处理后,转变β组织中的α′相分解成细小α+β相。经过1 100℃/1h固溶+600℃/8h时效处理后TiB_W/Ti60复合材料的硬度达到HV538,抗拉强度达到1 552 MPa,延伸率为1.5%,经过1 000℃/1h固溶+600℃/8h时效处理,其抗拉强度达到1 460 MPa,延伸率为2.2%。     

Microstructure and mechanical properties of novel Al-Y-Sc alloys with high thermal stability and electrical conductivity

The microstructure and mechanical properties of novel Al-Y-Sc alloys with high thermal stability and electrical conductivity were investigated.Eutectic Al3 Y-phase particles of size 100-200 nm were detected in the as-cast microstructure of the alloys.Al3 Y-phase particles provided a higher hardness to as cast alloys than homogenized alloys in the temperature range of 370-440℃.L12 precipitates of the Al3(ScxYy) phase were nucleated homogenously within the aluminium matrix and heterogeneously on the dislocations during annealing at 400℃.The average size of the L12 precipitates was 11±2 nm after annealing for 1 h,and 25-30 nm after annealing for 5 h,which led to a decrease in the hardness of the Al-0.2 Y-0.2 Sc alloy to15 HV.The recrystallization temperature exceeded 350℃and 450℃for the Al-0.2 Y-0.05 Sc and Al-0.2 Y-0.2 Sc alloys,respectively.The investigated alloys demonstrated good thermal stability of the hardness and tensile properties after annealing the rolled alloys at 200 and 300℃,due to fixing of the dislocations and grain boundaries by L12 precipitates and eutectic Al3 Y-phase particles.The good combination of strength,plasticity,and electrical conductivity of the investigated Al-0.2 Y-0.2 Sc alloys make it a promising candidate for electrical conductors.The alloys exhibited a yield stress of 177-183 MPa,ultimate tensile stress of 199-202 MPa,elongation of 15.2-15.8%,and electrical conductivity of 60.8%-61.5% IACS.     

Ferrite recrystallisation and intercritical annealing of cold-rolled low alloy medium carbon steel

Static recrystallisation of cold-rolled AISI 4130 medium carbon steel in the ferritic regime and its response to intercritical annealing treatment are studied. A fine and recrystallised microstructure with improved mechanical properties is obtained via subcritical annealing of cold-rolled sheet, where the subsequent intercritical annealing results in the enhancement of tensile strength via the formation of dual-phase microstructure. Intercritical annealing of the cold-rolled sheet is characterised by an initial drop in hardness due to recrystallisation and subsequent rise in hardness as a result of austenitisation. It is revealed that continuous martensite phase can result in a higher deformation resistance. Finally, the effects of intercritical annealing at temperatures below pearlite dissolution finish temperature (Ac_1f) are discussed.     

大规格铜镍合金无缝管材成品退火工艺研究

选用6个典型规格的铜镍合金无缝管材经拉拔生产后,按拟定的退火试验方案进行退火试验,退火后取样进行性能测试.通过检测拉伸强度、屈服强度和伸长率,以及布什硬度和洛氏硬度,并进行金相试验,观察合金是否由加工态组织变为单相再结晶α组织.结果表明:小于等于700℃的退火温度无法保证获得完全再结晶的单相α组织.退火温度大于730℃...