时效处理对GH4169合金显微组织及高温拉伸变形行为的影响

研究了在900 ℃超温服役的试验条件下,时效时间对GH4169合金的显微组织形貌、显微硬度和高温拉伸性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,δ相先由晶界呈短棒状析出,然后以长针状覆盖整个晶粒。时效初期晶粒有长大现象,随着δ相沿晶界的不断析出,晶粒长大现象消失。900 ℃时效处理使得GH4169合金强化相发生溶解与转化,致使合金显微硬度从44 HRC急剧降至13.6 HRC,但后续保温时间的延长对显微硬度影响较小。δ相的析出对合金的高温力学性能有显著影响,适量的析出提高了合金的抗拉强度和高温塑性,大量析出则导致合金抗拉强度变低,高温塑性变差;不同时效处理后的合金高温拉伸均为典型的弹性-均匀塑性变形,变形断裂机制皆为微孔聚集型断裂。     

时效处理对GH3625合金管材组织及性能的影响

采用OM、SEM、EDS能谱分析、万能拉伸试验机等手段,研究不同温度的时效处理对退火态GH3625合金管材组织及力学性能的影响。结果表明:随着时效温度的升高,晶界逐渐发生宽化,晶界碳化物的长大较为明显;800℃时效时,随时效时间的延长,晶界处析出的碳化物颗粒越来越密集,但是碳化物颗粒的尺寸并未发生明显变化,同时晶界和孪晶界还析出了少量由晶界向晶内延伸的针状δ相;时效处理后GH3625合金管材的晶粒组织仍为等轴晶粒,而时效过程中晶界析出相(碳化物、针状δ相)将会显著影响晶粒生长速率;800℃时效初期碳化物的形成减弱了固溶强化效应,时效后期δ相的析出起到一定的弥散强化作用,从而使合金的强度先降低后升高。     

高温短时时效对TP347HFG钢组织和力学性能的影响

为探究高温短时时效处理后TP347HFG钢组织、性能的变化特点,采用金相显微镜、扫描电镜观察、布氏硬度测试、拉伸测试等试验手段研究了720℃下48、72、96和120 h时效处理后的试样。结果表明,和未时效的相比,时效后材料强度和硬度有明显的提高,变化趋势是随时效时间增加先增加后降低,在72 h时达到最大值。72 h时效处理后,原始粗大的未溶解第二相消失,基体中弥散析出的细小第二相(主要是NbC)逐渐增多,晶界也有少量第二相(主要是Cr_(23)C_6)析出,晶粒大小变化不明显,平均尺寸维持在30μm左右;时效96 h后晶界处第二相数量增多,开始聚集、熔合、粗化,有一部分晶粒异常长大,至时效120 h时晶界处可见大量粗大的第二相,晶粒的平均尺寸约为35～40μm。说明时效处理后TP347HFG的性能的改变与时效后组织的变化(第二相的析出、晶粒的长大)有关。     

时效处理时间对C276合金力学性能的影响

在700℃下对C276合金进行时效处理,研究时效处理时间对合金力学性能的影响。结果表明,在360、720、1 440和2 160 h时效处理之后,较多的针状和块状析出相出现在C276合金的晶界和晶粒内部。合金的塑性随时效时间的延长先下降后上升,在时效时间720 h时达到最大值。     

热处理对Mg-4Y-3R_E合金微观组织和力学性能影响

采用熔铸法制备了Mg-4Y-3R_E-0.5Zr合金,利用固溶处理和时效处理;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了合金的微观组织,利用能谱仪(EDS)对微区成分和析出相进行了分析,采用X射线衍射仪对合金的相组成进行分析。结果表明,Mg-4Y-3R_E-0.5Zr铸态合金由α-Mg和晶界处Mg-Y-Nd三元相组成,析出相为不规则的条状,固溶处理后晶界处三元相溶入基体,晶粒尺寸与铸态晶粒尺寸相差不明显。随着时效时间增加,晶粒尺寸无明显变化,时效2 h后,晶粒内部出现细针状和细小颗粒的析出相,且随时效时间延长析出相的数量明显增加。固溶+时效处理8 h后的合金比铸态合金的拉伸性能提高了30 MPa,而伸长率没有明显变化。     

时效对挤压变形Mg-6%Al-0.5%Ni合金组织与性能的影响

通过显微组织观察、拉伸性能测试及断口分析,研究了时效处理对挤压变形Mg-6%Al-0.5%Ni合金显微组织及拉伸性能的影响.结果表明,挤压变形Mg-6%Al-0.5%Ni合金时效后,强化相粒子可在晶界处以及晶粒内部析出,有效地提高其高温屈服强度和抗拉强度,但导致合金的伸长率降低;合金的拉伸断口呈现韧性和脆性混合断裂特征,而挤压态Mg-6%Al-0.5%Ni合金的拉伸断口均呈现典型的韧性断裂特征.     

Mg-Gd-Y-Zr合金的高温时效行为研究

通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射等手段分析了金属型及砂型铸造Mg-Gd-Y-Zr合金高温下的时效析出行为.结果表明,经高温时效处理后,合金主要由Gd+Y在Mg中的过饱和固溶体、方块相、少量球状的Zr核及β相组成;高温时效处理几乎不影响合金的晶粒尺寸,随着时效温度的提高及高温时效时间的延长,合金的硬度逐渐降低;在晶内析出了呈三角取向或单一平行取向分布的β相,晶界上出现无沉淀析出带;成形条件并不影响高温时效析出相的分布和趋向.     

固溶和时效处理对热轧态825合金微观组织的影响

利用光学显微镜、扫描电镜与透射电镜研究了固溶温度和时效处理对热轧态825合金晶粒尺寸和析出相的种类及其形态的影响。结果表明:1020~1250℃保温30 min固溶,合金的平均晶粒尺寸由45μm增大到330μm;1050~1080℃和1150~1200℃分别发生一次晶粒尺寸急剧长大的过程;计算出热轧态825合金的再结晶激活能约为279.14 k J/mol。经700℃×50 h时效与800℃×50 h、900℃×50 h时效,合金中晶界处的主要析出相分别为M_(23)C_6相和M_6C相;700℃×50 h时效晶界上析出相呈网状、晶粒内部有大量弥散分布的Ti C颗粒;800℃×50 h时效晶界上的析出相呈链状,900℃×50 h时效过程中发生了再结晶。     

时效处理对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金组织与性能的影响

通过进行透射电镜分析和拉伸试验研究了不同时效处理制度对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金的显微组织及拉伸性能的影响。透射电镜分析结果表明:合金在时效过程中,晶内析出大量弥散分布的Mg Zn2相与Al3(Sc,Zr)相。单级时效状态下,晶内析出相细小,晶界析出断续分布的平衡相,并存在晶界无沉淀区;双级时效状态下,晶内及晶界析出相均长大,晶间无析出带宽化;回归再时效处理状态下,晶内析出相较单级时效略有长大,晶界处组织与双级时效相似。拉伸试验结果表明:单级时效状态下的合金具有较高的强度,但断裂伸长率较小;双级时效状态下的合金强度较单级时效明显降低,但有较大的断裂伸长率;经回归再时效的合金既保证了单级时效的强度,也具有双级时效的伸长率。     

高温长期时效对改型低膨胀Thermo-Span合金热稳定性和性能的影响

研究了高温时效对标准和改型Thermo-Span合金组织和持久性能的影响,在650℃时效1000 h,标准合金的晶内与晶界Laves析出相均发生了粗化,而改型合金的析出相形貌没有改变,当时效温度增高到680℃时,标准合金在时效500 h时,合金的析出相已经发生了严重的粗化,Laves相的形态由圆粒状变成条状,而改型合金的析出相没有变化,当时效到1000 h后,标准合金析出相已经完全粗化,析出相几乎布满了整个晶内,而改型合金晶界只有少量析出相开始发生粗化,经650℃时效1000 h后,改型合金具有较好的组织热稳定性,合金650℃/600 MPa的持久性能比标准合金高109 h。     

AZ91镁合金的形变热处理

用金相显微镜、扫描电镜等分析手段及力学性能测试,研究了形变热处理对AZ91合金组织及力学性能的影响。结果表明,AZ91镁合金拉伸变形主要是以孪生的方式进行。拉伸变形后的合金经时效处理时,β-Mg17Al12首先在孪晶内及孪晶界处弥散析出,随着时效时间的延长,析出物的量不断增加。当孪晶内析出物的量达到一定值时,在晶界处出现了非连续的片层状β-Mg17Al12相,晶内也出现了少量的连续析出的β-Mg17Al12相。未发生变形的AZ91镁合金时效处理时,β-Mg17Al12相仅在晶界处以非连续的方式呈片层状形式析出。AZ91镁合金变形试样经时效处理后,其室温抗拉强度均高于经过相同工艺时效处理后的未变形试样,且当时效时间为12 h时达到最大值。     

热处理对热等静压Ti1023钛合金拉伸性能的影响

采用热等静压制备Ti1023(TB6)钛合金制件,再进行固溶时效处理,研究固溶时效前后Ti1023钛合金热等静压制件的拉伸性能和组织变化。结果表明,经固溶时效处理后,热等静压制备的Ti1023钛合金晶粒减小,晶粒呈等轴状,β相基体及晶界处有大量α相析出,晶粒内部析出α相为板条状,合金的强度显著增加,塑性减小。     

长期时效对镍基合金的组织及高温拉伸性能的影响

研究了一种新型镍基合金在750 ℃、800 ℃、850 ℃长期时效过程中的高温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织、高温拉伸断口进行了观察和分析.结果表明,该合金在750～800 ℃时效有针状TCP相析出;在750 ℃时效时,随着时效时间的延长,TCP相的析出量呈增加趋势且尺寸不断长大,当时效温度达到800 ℃后,随时效时间的增加TCP相的析出量先增加后减少,最后消失.另外,在长期时效过程中由于γ＇相析出的数量变化不大,750 ℃高温拉伸强度基本保持不变;合金的塑性与TCP相的析出有关,同时受到γ＇相尺寸及晶界碳化物析出的综合影响.试验合金的750 ℃高温断裂基本呈韧性断裂.     

热轧态Inconel625合金热处理后的组织及硬度

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和硬度仪研究了经960~1040℃固溶处理、700~900℃短时时效处理Inconel 625合金的微观组织和硬度。结果表明:随着固溶温度升高,晶粒尺寸逐渐增大,合金的硬度逐渐降低;固溶态的合金中存在较多富含Nb、Ti一次相颗粒;经700~900℃×50 h时效,晶界处的析出相主要是M_6C碳化物;在900℃×50 h时效的合金中晶界处发现了M_6C碳化物孪晶;在800℃×50 h时效态合金中,晶界附近有大量与晶界垂直的棒状第二相,晶粒内部有尺寸较小Ti的碳化物颗粒。     

Ti-38644合金中硅化物的溶解析出及对力学性能的影响

研究了Ti-38644合金中硅化物的溶解和析出行为及其对室温拉伸性能的影响,并利用扫描电镜和透射电镜对显微组织、析出相及拉伸断口进行了观察和分析。结果表明,合金中的杂质Si导致(TiZr)_6Si_3硅化物的形成。在700~950℃之间固溶1 h后,合金中的硅化物随固溶温度升高逐渐溶解,而950℃固溶样品中未观察到硅化物。由于硅化物的溶解和β晶粒长大,800~950℃之间固溶后的合金强度随固溶温度升高而降低。合金经1100℃固溶1 h,再经750~900℃时效1 h后,硅化物在晶界处析出,而在700℃和950℃时效1 h的样品中未见硅化物的析出。800~950℃之间时效后的合金强度基本不变,晶界硅化物对合金抗拉强度影响不大,但合金塑性随晶界硅化物含量减少而提高,断裂模式由脆性断裂转变为韧性断裂。     

时效处理对Cu-3Si-2Ni合金组织及性能的影响

通过室温拉伸性能测试、X衍射和断口分析等方法研究了时效工艺对Cu-3Si-2Ni合金组织性能的影响.结果表明:Cu-3Si-2Ni合金时效后,强化相粒子可在晶界处及晶粒内部析出,有效提高室温屈服强度和抗拉强度,但导致合金的伸长率降低,室温拉伸断口呈现韧性和沿晶脆性混合断裂特征,而固溶态合金的室温拉伸断口均呈现典型的韧性断裂特征.根据实验结果,得出该合金较佳时效工艺为450℃×2 h.     

FGH113A (WZ-A3) 粉末高温合金长期组织稳定性研究

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等观察分析了760℃和815℃长期时效下,FGH113A(WZ-A3)合金的晶粒组织、γ′强化相、碳化物等演变规律,通过力学性能测试分析了长期时效对合金拉伸性能的影响。结果表明：760℃和815℃长期时效对合金的晶粒尺寸与形貌均无明显影响。760℃长期时效后合金的γ′强化相尺寸与形貌无明显变化,但815℃长期时效至440h,γ′相开始长大且形貌由近立方状向近球形转化。760℃长期时效2020h后,碳化物由弥散分布的颗粒状,转变为晶界聚集析出连续型碳化物;815℃长期时效440h后,晶内开始析出针状碳化物,2020h后明显可见颗粒状碳化物在晶界富集,晶内针状碳化物持续增多。在704℃和760℃拉伸测试条件下,长期时效760℃/440h和760℃/2020h合金抗拉强度相当,屈服强度在2020h后反而有小幅提升;长期时效815℃下,合金拉伸性能表现出类似规律,拉伸强度较好与晶粒度保持稳定和晶界碳化物的钉扎作用有关。新型镍基粉末高温合金FGH113A在760℃和815℃长期时效下表现出优异的稳定性。     

Ti-38644中硅化物的溶解析出及其对力学性能的影响

研究了Ti-38644合金中的硅化物的溶解和析出行为及其对室温拉伸性能的影响,并利用扫描电镜和透射电镜对显微组织、析出相及拉伸断口进行了观察和分析。结果表明：合金中的杂质Si导致(TiZr)₆Si₃硅化物的形成。在700～950 ℃之间固溶1 h后,合金中的硅化物随固溶温度升高逐渐溶解,而950 ℃固溶样品中未观察到硅化物。由于硅化物溶解和β晶粒长大,800～950 ℃之间固溶后的合金强度随固溶温度增加而降低。合金经1100 ℃固溶1 h,再经750～900 ℃时效1 h后,硅化物在晶界处析出,而在700 ℃和950 ℃时效1 h的样品中未见硅化物的析出。800～950 ℃之间时效后的合金强度基本不变,晶界硅化物对合金拉伸强度影响不大,但显著降低合金塑性,断裂模式为脆性断裂。     

Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr合金的显微组织与力学性能

对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZ30K)合金铸态、固溶态(T4)和时效态(T6)的显微组织、室温力学性能和断裂行为进行了研究。研究结果表明,NZ30K合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg12Nd相组成;固溶处理态时由过饱和α-Mg固溶体和晶粒内部细小的含Zr化合物组成;时效处理态时细小片状析出相从棱柱面析出,同时晶粒内部细小的含Zr化合物仍然存在。不同的时效处理工艺下时效析出相种类不同,200℃峰值时效态时为β″亚稳相,250℃×10h时效态时为β′亚稳相。合金经过200℃峰值时效处理后具有最佳的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为142MPa、305MPa、11%。合金的断裂方式与其状态有关,铸态合金以沿晶断裂为主,固溶处理态和200℃峰值时效态合金以穿晶解理断裂为主,250℃×10h时效态合金为穿晶和沿晶混合型断裂。     

C-276合金650 ℃下持久抗力的显微分析

利用SEM和TEM,对固溶强化合金Hastelloy C-276的初始组织和在650 ℃、不同拉应力下持久断裂试样进行显微组织分析。结果表明：试样的断口以典型的韧窝形貌为主,局部有少许晶间断裂现象,显示出C-276合金具有良好的高温韧性。在C-276合金的初始组织中,有退火孪晶和大量位错存在;在经受高应力拉伸过程中,晶体内产生大量形变孪晶;同时,发现在晶界和晶内有细小弥散的析出物。因此,C-276合金在650 ℃下优越的高温持久抗力是固溶强化、沉淀强化以及可能的孪晶强化综合作用的结果。