铸造Ti-45Al-8.5Nb-0.5(W,B,Y)合金组织均匀化处理

采用水冷铜坩埚感应熔炼制备了Ti-45Al-8.5Nb-0.5(W,B,Y)(at%)合金铸锭,研究了铸造合金组织特点及均匀化处理温度对显微组织的影响规律。结果表明,铸锭组织呈全层片,有大量β相网,富Al相等成分偏析;调整热处理温度使合金偏析区域处于α单相区,充分保温后缓慢冷却可消除偏析形成全层片组织;经过1420℃×12 h炉冷,β相与富Al相偏析均得以消除,获得平均尺寸约为320μm,层片间距约为0.8μm的均匀全层片组织。     

大尺寸高铌钛铝合金铸锭的组织

通过金相、扫描电镜、投射电镜、X-射线和能谱等方法对真空自耗 真空自耗凝壳复合熔炼工艺制备的Ti-45%Al-(8～9)%Nb-(W,B,Y)(原子分数)合金大尺寸铸锭的组织进行了分析。结果表明,铸锭组织是由表面细小均匀和大部分存在微观偏析的γ/α2片层团和少量分布于片层团间的γ和β(B2)晶粒组成的近层片组织(NL)。大部分组织含有明显的γ聚集区,片层团的尺寸为75μm,平均片层厚度为700nm。β以不规则形状存在于片层团间或以片状和块状存在于片层团内。另外有大量长达60μm的棒状和针状硼化物。     

TiAl合金片层组织的形成与细化工艺及其机理研究

利用金相显微镜、扫描和透射电镜等仪器表征了TiAl合金的片层组织及结构特征,研究了Ti-48Al at%合金片层组织的形成机制和片层组织细化工艺及其机理。结果表明,Ti-48Al合金单级热处理能够得到全片层组织,平均晶粒尺寸约150μm,片层间距约1.30μm。其形成过程是:γ相在α相晶内(0001)面上通过全位错分解成核,通过不全位错滑移、层错区扩展而长大。循环热处理和双温热处理均能将片层晶粒尺寸细化到30μm,片层间距0.90μm,前者的细化机理为相变重结晶细化了α相晶粒,后者细化片层组织的关键在于低温段(α2+γ)两相区热处理形成细小的双态组织。     

FGH95合金铸锭均匀化处理工艺研究

采用热处理和等温压缩两种工艺对FGH95合金铸锭的均匀化处理进行了研究,分析了FGH95合金铸锭均匀化处理前后的枝晶组织变化及微区成分变化。结果表明:FGH95合金铸锭存在严重的枝晶偏析,经1170℃×20h均匀化处理或在1150℃等温压缩70%后,合金铸锭的组织和成分达到均匀化,铸锭内的枝晶偏析得以消除,并且1150℃等温压缩70%工艺比1170℃×20h工艺所得的组织更加细小,晶粒平均尺寸约为85.28μm。     

含Sc超高强Al-Zn-Cu-Mg-Zr合金均匀化过程中的组织演变

用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射技术（XRD）分析了不同均匀化条件下Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr铝合金的组织演变与成分分布。结果表明：Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr铝合金铸锭中存在严重的枝晶偏析,晶界有许多共晶相,主要元素在枝晶内部区域呈周期性分布;晶界的主要共晶相为Al7Cu2Fe相和T（Al2Mg3Zn3）相;在合金均匀化过程中,随着温度的升高和时间的延长,残留相逐渐溶入基体,这个过程可以用一指数方程来描述;合金的过烧温度为473.9°C;最佳的均匀化处理制度为470°C,24h,这一结果与均匀化动力学方程测算的结果相符。     

Al-40Cu合金定向凝固铸锭的宏观偏析研究

通过Al-40Cu过共晶合金在10μm/s的凝固速率下定向凝固,得到了4mm×120mm铸锭。采用光学显微镜、成分分析等手段研究了定向凝固铸锭不同部位的凝固组织、宏观偏析等。结果表明,Al-40Cu合金在10μm/s的定向凝固速率下,铸锭沿生长方向存在凝固组织从有大量初生Al2Cu相到初生Al2Cu相消失转变。这是因为合金中液相的流动造成了Cu元素轴向宏观偏析,利用Scheil方程和BH模型进行了理论计算,试验结果与理论值基本一致。     

真空悬浮熔炼高铌TiAl合金铸锭的成分组织均匀性

从宏观缺陷、化学成分分布、O含量和微观组织等几个方面,分析了真空悬浮熔炼制备高铌Ti Al合金铸锭的冶金质量。结果表明,经过合理设计锭模可以获得集中缩孔面积小、无裂纹的铸锭。真空悬浮二次熔炼获得的铸锭不同部位有成分>1at%的Al宏观偏析;采用优质原料,通过抽真空→熔化→充氩气→精炼的工艺路线可以使合金的含氧量达300μg/g。虽然存在Al宏观偏析,但是不存在原料未熔和在铸锭局部富集的现象,铸锭组织为近片层组织。     

FGH95合金铸锭均匀化处理工艺研究

采用热处理和等温压缩两种工艺对FGH95合金铸锭的均匀化处理进行了研究,分析了FGH95合金铸锭均匀化处理前后的枝晶组织变化及微区成分变化.结果表明FGH95合金铸锭存在严重的枝晶偏析,经1 170℃×20h均匀化处理或在1 150℃等温压缩70%后,合金铸锭的组织和成分达到均匀化,铸锭内的枝晶偏析得以消除,并且1 150℃等温压缩70%工艺比1170℃×20h工艺所得的组织更加细小,晶粒平均尺寸约为85.28μm.     

均匀化退火对ZA27合金组织与性能的影响

采用差示扫描量热法(DSC)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等手段研究了均匀化处理对铸态ZA27合金显微组织及力学性能的影响,确定了该合金的均匀化温度及过烧温度.结果表明,合金铸态组织存在严重的枝晶偏析及明显的非平衡共晶组织,经360℃×12 h均匀化退火后,枝晶偏析及非平衡共晶β相基本消除,晶界处富Cu的ε相溶入基体,布氏硬度为84.5HB,抗拉强度为326 MPa,伸长率为10.2%.ZA27合金铸锭适宜的均匀化处理工艺为360℃×12 h.     

均匀化处理对Al-Mg-Si-Cu合金组织的影响

利用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等方法,研究了不同均匀化制度对Al-Mg-Si-Cu合金铸态微观组织和挤压型材粗晶层的影响。结果表明,适当的均匀化处理可以有效地改善半连续铸造铸锭的枝晶偏析和弥散相分布。当均匀化制度为530℃×6 h时,合金非平衡共晶相溶解效果以及晶内弥散相的数密度分布较好,综合效果最佳;同时,挤压型材粗晶层厚度最小可达29μm。     

铸锭方式对Nd-Fe-B合金铸锭显微结构的影响

研究了NdFeB合金不同的铸锭方式所获得的显微组织结构特征。研究发现，传统工艺获得的炮弹式铸锭晶粒粗大，富钕相分布相对集中，还有α-Fe偏析；改进铸模和冷却方式获得的平板铸锭晶粒较小，柱状晶明显，富Nd相较薄，但某些小区域仍有团絮状的富Nd相。与传统工艺铸锭相比，组织得到明显的优化；快淬工艺得到的NdFeB合金铸片Nd2Fe14B柱状晶组织明显，细小，富Nd相极薄且均匀地分布在Nd2Fe14B的周围，是制备高磁性能尤其是(BH)m≥50MGOeNdFeB的理想显微组织。     

铝合金热浸镀Zn-xAl合金凝固组织研究

在本研究中使用Zn-xAl合金液对铝合金表面进行热浸镀,重点研究不同Al含量的Zn-xAl合金液在坩埚中凝固的铸锭组织及在铝基体表面凝固的镀层组织中共晶形貌,分析了不同冷却条件下共晶组织的形成机理及影响因素。结果表明,Zn-xAl合金液铸锭由于冷速较低,属近平衡凝固,共晶组织为典型的片层结构;Zn-xAl合金液镀层的凝固由于冷速过快,冷却速度成为共晶结构的决定因素,共晶组织为非规则共晶形貌,α富Al相呈球形、椭球形或短棒状组织。试验中不同冷却条件下,Zn-xAl合金共晶析出时其领先相均为β富Zn相。     

2D70耐热铝合金显微组织均匀化热处理

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、差示扫描量热、X射线物相分析研究2D70耐热铝合金半连续铸锭的结晶相及合理的均匀化热处理制度。结果表明:合金半连续铸锭中枝晶偏析严重,存在大量非平衡共晶相,其成分为α(Al)+θ(Al2Cu)+S(Al2CuMg),其初始熔化温度为505.4℃;在530℃温度以下进行均匀化时,合金中的难溶相Al7Cu2Fe、Al7Cu4Ni、Al9FeNi含量基本没有变化;合金合理的均匀化热处理制度为(490℃,16 h)+(520℃,16 h)。     

Ti45Al8Nb0.5B0.2C合金的组织及高温氧化行为研究

研究了Ti45Al8Nb0.8B0.2C合金的组织及高温氧化行为。XRD、SEM、TEM及EDS分析表明,合金热等静压后的组织为γ和α2相组成的片层组织,片层团晶粒内部与层片团晶界处存在条状或点状白色相TiB2;高温淬火合金发生α→γm相变,在α+γ两相区时效合金组织由不同取向的细小层片和层片交界处的α2相组成。氧化增重实验及XRD、SEM分析表明,合金在900和1000℃氧化100h,氧化反应常数分别为0.00192和0.31637,幂指数分别为1.1381和2.0076。合金在900℃氧化100h后氧化层厚度大约为4μm,从外到内依次为:不连续的Al2O3层/Al2O3+TiO2混合层/富Nb层/基体。合金在1000℃氧化100h后氧化层厚度大约为5μm,从外到内依次为:TiO2/Al2O3+TiO2/氮化物层/基体。     

7075铝合金铸锭组织及均匀化研究

采用光学显微镜察、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察等分析方法,研究了7075铝合金铸锭组织及均匀化工艺。结果表明,Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金的铸态凝固组织由Al基体+Mg(Zn,Al,Cu)2非平衡共晶相组成;均匀化温度在460℃时,合金中枝晶组织部分消失,低熔点相溶解不充分,在470℃均匀化出现过烧现象。合金经460℃×5h+480℃×24h和460℃×5h+490℃×24h均匀化之后,晶界处的共晶组织基本消除,但晶粒显著长大,两种双级均匀化的晶粒尺寸分别约为120μm和150μm。用400℃×5h+460℃×24h+470℃×24h三级均匀化后,基本消除了共晶组织,均匀化效果很好且晶粒尺寸约为75μm,是最佳的均匀化制度。     

SnIn钎料与Au/Ni/Cu钎焊界面金属间化合物的研究

将InSn49钎料与镀Au/Ni的Cu基焊盘在140℃时进行钎焊,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析研究钎料以及钎焊反应生成的金属间化合物(IMC)的成分及形貌结构。研究发现:InSn49合金钎料为两相组织,分别为富In的β相和富Sn的γ相;当钎焊温度为140℃,保温10s后,还有部分未反应完全的镀Au层,反应生成的IMC成分为AuIn_2,AuIn_2呈多面立方体结构,靠近钎料一侧的AuIn2颗粒较为粗大,分布不均匀,靠近镀Au层方向的AuIn_2颗粒较细小,分布较为致密;钎焊完成后,在靠近IMC区域的InSn49钎料存在明显的γ相偏析现象,偏析区域的γ相的厚度约为60μm。     

微量Mn及均匀化工艺对Al-Mg-Si合金铸锭微观组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和定量图象分析仪研究了微量Mn和均匀化工艺对Al-Mg-Si合金铸锭微观组织的影响。结果表明:Al-0.60Mg-0.65Si合金铸锭组织主要由树枝状的α-Al固溶体、块状Mg_2Si、过剩Si和针片状的β-AlFeSi相组成。均匀化处理后铸锭组织中枝晶偏析基本消除,块状Mg_2Si相和低熔点共晶组织溶解,粗大的长针状β-AlFeSi相转变成细小的α-AlFeSi粒状相。这种β→α相变与化学成分、均匀化温度和时间密切相关,添加0.30%Mn能显著促进此相变,Al-0.63Mg-0.66Si-0.30Mn合金合适的均匀化处理工艺为580℃×4 h。     

高强高韧铝锌镁钪合金板材制备及其组织性能演变

采用力学性能测试和电子显微分析技术研究了不同加工处理条件下Al-5.4Zn-2.0-Mg-0.25Cu-0.1Sc-0.1Zr合金的显微组织及性能演变。结果表明:在半连续激冷铸造条件下,铸锭存在晶界偏析,形成了富Zn、Mg的非平衡相和富Fe、Si、Mn的杂质相;经470℃、12 h均匀化处理后,富Zn、Mg的非平衡相溶入基体,仅剩下少量富Fe、Si、Mn的杂质相;与此同时,铸锭合金固溶体分解析出纳米级的Al3(Sc,Zr)相,470℃、12 h是研究合金合适的铸锭均匀化制度;铸锭热变形过程中,随试验温度升高合金强度逐渐降低,伸长率则先增加而后降低,350~400℃的温度范围内合金具有较稳定的热变形抗力和塑性,是合宜的热变形温度范围;合金冷轧板材经470℃、1 h固溶处理后,热变形过程中形成的大量非平衡相溶入基体形成过饱和固溶体,时效过程中脱溶顺序为αsss(α过饱和固溶体)→GP区→η′相→η相。合金板材最佳固溶-时效工艺为(470℃,1 h)固溶+(120℃,24 h)时效,在此条件下,试验合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别可达533 MPa、494 MPa和15%。试验合金的高强度主要来源于η′相析出强...     

GH141合金的凝固偏析特性及均匀化处理

利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪分析了经真空感应+真空自耗冶炼的GH141合金自耗锭的铸态组织及凝固偏析特性,并研究了均匀化处理温度和时间对GH141合金微观组织、析出相、元素偏析情况的影响规律。结果表明,GH141合金铸锭存在明显枝晶偏析,Ti、Mo偏聚于枝晶间,Al、Co、Cr偏聚于枝晶干;枝晶间主要析出相为MC和M₆C+M₂₃C₆碳化物。在均匀化过程中,随着均匀化温度的升高和时间的延长,枝晶组织消除、碳化物回溶、偏析元素逐渐扩散均匀;经1190 ℃×48 h均匀化处理后,合金成分基本均匀,大部分碳化物已回溶。     

TiAl合金全片层组织的热稳定性研究

研究了Al含量、冷却速率和添加硼元素对TiAl合金全片层组织在1150℃的热稳定性的影响。研究表明：Al含量在46％～48％（原子分数,下同）范围的二元TiAl合金的Al含量越高,γ偏析程度越严重,铸造片层组织的热稳定性越差;Ti-48AI合金α单相区固溶处理后炉冷的粗片层组织的稳定性远远优于空冷的细片层组织,空冷细片层组织容易在晶界处发生不连续粗化转变,并且空冷片层晶粒内的魏氏片层（LW）与基体的界面往往与晶界一同成为片层组织发生分解的起始部位;Ti-48A1合金中添加0．8％B因晶界TiB2相的存在能有效抑制细片层组织的晶界不连续粗化,但γ相从TiB2／基体界面和晶界重新形核生长可使片层组织转变为均匀的细晶近γ组织。