双级时效对Mg-2.8Nd-0.4Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM以及硬度测试和拉伸力学性能测试等手段,研究了双级时效对Mg-2.8Nd-0.4Zn-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金经260℃/30 min+200℃/4 h双级时效处理后,其抗拉强度和屈服强度较200℃/14 h单级时效合金分别提高23 MPa和20 MPa,并且达到硬度峰值所需时间缩短9.5 h。主要是由于第一级高温预时效过程中析出β1相,在第二级时效过程中,β1相保留,同时又析出β″相,并且β″相尺寸较单级时效后的合金更细小。在两种析出相同时作用的情况下,其强化效果明显优于单一β″相强化的单级时效处理。     

热变形对Mg-9Zn-2Gd-1Y合金微观组织的影响

对不同冷却速率的铸态Mg-9Zn-2Gd-1Y镁合金进行了恒温恒定压缩速率的热模拟压缩试验,并对样品进行了XRD物相分析以及金相和扫描电子显微(SEM)观察。结果表明合金中的第二相为脆性相,在压缩过程中会被破碎,而快速冷却的合金在压缩变形过程中会形成非均匀变形带,导致组织变形不均匀,原有的层片状共晶第二相被变形带破碎为亚微米尺度的颗粒。分析表明该合金的枝晶和共晶结构容易导致非均匀变形。     

固溶温度对挤压态Mg-13Al-6Zn-4Cu合金组织与性能的影响

采用不同的固溶温度对挤压态Mg-13Al-6Zn-4Cu(质量分数,%)合金进行热处理,然后在(150℃/10 h)条件下进行时效处理,通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、维氏硬度与极化曲线测试,研究固溶温度对挤压态合金显微组织、硬度与腐蚀性能的影响。结果表明:固溶处理促进晶界处的β-Mg_(17)Al_(12)相充分溶入α-Mg基体中。提高固溶温度使基体晶粒再结晶长大,逐渐缩小T-MgAlCuZn相心部的Cu元素富集区,改变β析出相的形态和分布,促进层片状β相在α-Mg晶界析出,从而提高时效态合金的硬度。但固溶温度超过420℃时,合金晶粒粗化并发生过烧。固溶温度升高导致合金腐蚀电位负移,腐蚀电流增大,腐蚀速率加快。     

Y对Mg-5.5Al合金显微组织的影响

研究了Y对Mg-5.5Al合金显微组织的影响。结果表明,加入Y后基体晶粒得到明显细化,同时基体中出现点状Al2Y化合物。加入质量分数为1.2%的Y可使Mg-5.5Al合金的晶粒直径由333μm细化到171μm。当合金中Y加入量超过1.2%时,基体中的Al2Y相逐渐偏聚长大,从而降低晶粒细化效果。     

Al对Mg-5Gd-3Y铸态合金组织和性能的影响

通过X射线衍射、扫描电镜、金相组织分析和拉伸性能测试等方法,研究了Al对Mg-5Gd-3Y铸态合金组织和性能的影响。结果表明,Mg-5Gd-3Y铸态合金的组织由α-Mg基体和共晶相Mg5Gd和Mg24Y5组成。加入Al元素后,有新相Al2Gd、Al2Y析出,对合金的晶粒起到细化作用,有效提高了Mg-5Gd-3Y铸态合金的力学性能。     

热处理对定向凝固CMSX-6合金组织及拉伸性能的影响

采用高速凝固法制备了CMSX-6镍基高温合金定向凝固试样。研究了热处理前后不同部位的显微组织和拉伸性能。结果表明,铸态试样先凝固部分比后凝固部分的枝晶组织更为细密,一次枝晶间距较小,共晶组织含量较少,而抗拉强度高,延伸率较小。热处理后初生相充分固溶形成了成分均一的组织,γ′相得到了明显的细化与均匀化,γ/γ′共晶也发生了溶解并存在固溶微孔。热处理略微提高合金的抗拉强度,但明显提高了合金的延伸率。试样断裂为脆性断裂,铸态为正断型断裂,热处理态为切断型断裂。     

拉伸速率对Mg-12Gd-2Y-Sm-0.5Zr合金强度的影响

研究了250℃时不同拉伸速率对高强耐热镁稀土合金Mg-12Gd-2Y-Sm-0.5Zr强度的影响,对时效态合金的显微组织进行了观察分析。结果发现:在研究范围内,拉伸速率对合金力学性能有一定影响,在250℃条件下,随着随拉伸速率从0.5 mm/min升高到4 mm/min,屈服强度有所提高,合金抗拉强度先升高后降低,拉伸速率为2 mm/min时抗拉强度达到最大值314.6 MPa。研究认为,拉伸速率通过改变合金的形变强化及裂纹扩展行为对合金的力学性能产生影响。     

Mg-9Gd-2Y-Sm-0.5Zr合金组织和耐蚀性能研究

通过OM、SEM和XRD实验观察并研究了Mg-9Gd-2Y-Sm-0.5Zr(%质量分数)合金的微观组织和析出相,并采用腐蚀失重实验对合金的耐蚀性能进行了测试。结果表明,Mg-9Gd-2Y-Sm-0.5Zr合金微观组织主要由沿晶界分布的枝状共晶相和少量分布在晶内的小颗粒状相组成;析出相有α-Mg,Mg5Gd和Mg24Y5相。实验研究了该合金在不同浓度的NaCl溶液中的耐蚀性能,结果表明该合金腐蚀程度随着NaCl浓度的增加而增加,腐蚀产物以Mg(OH)2为主,腐蚀速率较低,耐蚀性能较好。     

长期时效温度对一种单晶高温合金组织和拉伸性能的影响

在定向凝固炉中采用螺旋选晶法制备了一种单晶高温合金试棒,标准热处理后分别在980 ℃,1 070 ℃,1 100 ℃和1 140 ℃长期时效处理500 h,研究了不同温度长期时效后合金的显微组织和1 100 ℃的拉伸性能.结果表明合金在不同温度长期时效后,γ′相发生粗化或筏排化.随着时效温度增加,γ′相粗化或筏排化程度增加,γ′相体积分数减少,γ相基体通道变宽.在980 ℃长期时效500 h后,无TCP相析出;1 070 ℃,1 100 ℃,1 140 ℃长期时效500 h后,有针状TCP相析出.随着长期时效温度增加,TCP相含量增加.随着时效温度升高,合金拉伸强度降低,拉伸延伸率先增加后在1 140 ℃时效时又降低.长期时效后γ′相粗化或筏排化、γ′相含量减少和TCP相析出是合金拉伸强度降低的主要原因.      

固溶温度对GH4202合金组织及拉伸性能的影响

为充分挖掘沉淀强化型镍基高温合金GH4202管材性能,以满足我国航天新型发动机的要求,研究了固溶处理温度对合金组织及拉伸性能的影响规律.结果表明,在1 050~1 075℃范围固溶处理后合金晶粒度无明显变化,当固溶温度升至1 100℃时,合金局部出现异常晶粒长大,当固溶温度达到1 150℃时,合金晶粒均匀长大.随固溶温度升高,合金晶界硼、碳化物数量明显减少,由链状向孤立的颗粒状转变.随固溶温度升高,GH4202合金室温及高温拉伸强度均呈降低趋势,尤其以屈服强度降低幅度最为显著.合金的室温面缩率随固溶温度升高而降低,且降低幅度较大,但室温断裂延伸率变化并不显著;700℃下合金的断面收缩率与断裂延伸率随固溶温度的变化均表现为先升高后降低的趋势.GH4202合金最佳固溶处理工艺为1 110℃保温30 min后水冷,此时合金晶粒度为5.0级、晶界碳化物呈细小链状,晶内沉淀强化γ'相弥散析出,可保证合金具有优异的室温及高温力学性能.     

热处理对Mg-7Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜以及万能拉力试验机等,研究了Mg-7Gd-2.5Nd-0.5Zr(%,质量分数,下同)合金在固溶+人工时效情况下,显微组织和力学性能的变化。结果表明,铸态合金组织由α-Mg基体和粗大共晶相(α-Mg+Mg_5Gd+Mg_(12)Nd)组成,热处理后,合金组织中的颗粒方块相显著增多且长大,沿着晶界分布;合金组织析出的纳米尺寸颗粒方块相可有效强化合金性能。时效态合金的β'相形态类似纺锤形,彼此相互连接,夹角为120°,且有周期性。不同状态合金的室温抗拉强度分别为:铸态177.9 MPa、固溶态191.4 MPa和时效态247.1 MPa。     

快速凝固AlSi17Fe6Cu4.5Mg0.5合金的组织及性能

采用超音速气体雾化法制备快速凝固高硅铝合金粉末，通过热挤压法对雾化合金粉末进行固结成形，并利用T6处理工艺对挤压态合金进行热处理。对不同状态合金材料的组织及变化特征进行研究，同时对挤压态及T6处理态合金拉伸性能和耐磨性进行测试。     

固溶时效处理对Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、硬度测试、电导率测试和室温拉伸性能测试等分析手段,研究了Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金挤压板带固溶、单级时效和双级时效制度下的组织和性能。研究表明,Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金挤压板带采用475℃/2 h的固溶处理制度,析出相回溶充分,无过烧现象;合金采用475℃/2 h+120℃/24 h的T6时效处理制度,晶内析出相细小弥散,晶界析出相连续分布;合金采用475℃/2 h+110℃/8 h+160℃/28 h的T74双级固溶时效处理制度,晶内析出相以η’和η为主,晶界析出物完全断开。     

短时超温对定向凝固DZ125合金微观组织和拉伸性能的影响

超温是航空发动机涡轮叶片一种常见的服役损伤形式,然而目前国内针对涡轮叶片用定向凝固高温合金在超温条件下的微观组织与力学性能的研究还比较有限。以定向凝固DZ125合金为研究对象,研究了DZ125合金在1100～1270℃温度范围内热处理3 min～2 h的微观组织退化规律,并开展了1100～1240℃温度范围内的拉伸性能测试。结果表明:1100～1230℃温度范围内γ′相短时间便大量溶解,温度超过1160℃时仅5 min后γ′相体积分数便进入稳定状态。随着超温温度升高,γ′相溶解加剧,直至1230℃下枝晶干γ′相完全溶解。温度超过1240℃时残余共晶γ′相开始回溶,1245℃时富Hf元素的MC₂碳化物发生初熔。同样超温热暴露参数下空冷后的γ′相体积分数比水冷样品高约10%。由于超温导致的γ′相大量溶解,使得DZ125合金的拉伸屈服强度从1100℃下的129 MPa降到了1240℃的7 MPa,抗拉强度则从168 MPa降到了24 MPa。超温使得DZ125合金微观组织迅速退化,进而导致力学性能的大幅度降低。     

冷却速度对Mg-9Gd-3Y合金铸态组织与性能的影响

采用KLCOM100型温度记录仪测定砂型、金属型、水冷金属型和液氮冷却金属型在凝固阶段的平均冷却速度,采用金相显微镜(OM),扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析冷却速度对GW93(Mg-9%Gd-3%Y-0.5%Zn-0.5%Zr,质量分数)镁合金铸态显微组织、相组成和力学性能的影响,寻求合金的α(Mg)晶粒尺寸、硬度、抗拉强度及延伸率与凝固冷却速度的定量关系。研究结果表明:GW93合金在砂型铸造条件下凝固冷却速度约为0.8℃·s-1,在液氮冷却金属型条件下,凝固冷却速度可达19.2℃·s-1。GW93室温金相组织的主要相是α(Mg),M24(Y Gd)5和Mg(Gd Y)5。随着冷却速度的提高(0.8~19.2℃·s-1),α(Mg)等轴晶明显细化,第二相尺寸明显减小,分布更均匀,非平衡相Mg3Gd增多。砂型铸造条件下XRD分析未检测到Mg3Gd相,可见对GW93合金,砂型铸造条件下已接近平衡凝固。α(Mg)等轴晶尺寸(D)与凝固冷却速度(v)的关系归纳为D=46.139v-1/3;随着冷却速度的提高,合金抗拉强度、断后伸长率和硬度也明显提高,抗拉强度Rm与冷却速度的关系归纳为Rm=9.6-4.1/(1+exp((v-8.4)/4.9))。     

烧结温度对Fe-Cu-Mo-C合金组织和性能的影响

采用机械球磨混粉和真空烧结相结合的方法制备了Fe-Cu-Mo-C合金,研究了不同烧结温度对粉末冶金Fe-Cu-Mo-C合金材料的显微组织、密度、抗拉强度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着烧结温度由1 000℃升高到1 100℃,Fe-Cu-Mo-C合金烧结体组织孔隙数量减少、孔隙尺寸明显降低;当烧结温度提高到1 150℃时,烧结体组织中孔隙尺寸增大。随着烧结温度升高,烧结体的密度、硬度、抗拉强度和伸长率先增大后减小,磨损量先降低后升高。最佳烧结温度为1 100℃,此时烧结体的密度为6.90 g/cm3,抗拉强度为319 MPa,洛氏硬度为34.7 HRC,磨损量为0.087 g。     

微量Nd和Sc对Al-6.5 Mg-0.5Mn 合金组织及力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等手段研究了微量Nd和Sc对Al-6.5Mg-0.5Mn合金的显微组织及力学性能的影响.结果表明:分别单独添加Nd, Sc使合金的抗拉强度均有所提高;同时添加Nd和Sc可使合金的抗拉强度、屈服强度分别提高65 MPa、55MPa,但合金的伸长率有所降低;合金中晶界上形成含Nd或Sc的化合物,这些化合物钉扎亚晶界、从而抑制合金的再结晶晶粒的形成.     

固相合成纳米级xSiC/Mg-5.5Zn-0.1Y合金组织及力学性能

通过固相合成的方法制备纳米级SiC颗粒增强Mg-5.5Zn-0.1Y合金,研究了SiC颗粒质量分数对Mg-5.5Zn-0.1Y合金组织及力学性能的影响。结果表明：随着SiC颗粒质量分数的提高,SiC颗粒分布状态变得更团聚,产生了明显的钉扎作用,具有显著细化晶粒的效果。SiC颗粒附近区域产生了大量位错,为添加质量分数2.0%SiC颗粒的Mg-5.5Zn-0.1Y合金再结晶形核提供有利条件,促进晶粒细化。提高SiC颗粒质量分数,合金硬度增大,加入质量分数2.0%SiC颗粒时,合金获得了最高硬度（HV 82）。提高SiC颗粒质量分数,降低了合金裂纹数量,SiC颗粒和Mg-5.5Zn-0.1Y合金发生界面脱粘现象,形成裂纹源并引起断裂。提高SiC颗粒质量分数能够使合金获得更高的强度与伸长率。     

Ca含量对Mg-8Sn合金组织与力学性能的影响

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段观察分析了铸态Mg-8Sn-xCa合金组织,并且通过显微硬度及压缩强度等性能,研究Ca含量对Mg-8Sn合金力学性能的影响。研究发现,Ca的添加使得Mg-8Sn合金组织中形成明显的棒状及针状CaMgSn相,随着Ca含量的增加,CaMgSn相尺寸明显变大,并且其有效细化了基体的晶粒尺寸。Ca含量的添加使得合金强度明显提高,但使合金塑性降低;Mg-8Sn-1Ca合金在强度明显提高的同时,保持了较好的塑性;当Ca含量大于1%时,合金强化效果减弱,材料塑性下降明显。     

含银Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu合金的强化固溶行为

采用拉伸力学性能测试、金相显微观察、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金的强化固溶行为。结果表明:经强化固溶处理后,合金固溶态的抗拉强度和屈服强度以及伸长率分别较常规固溶的低15 MPa、16 MPa和1.7%;峰值时效态的抗拉强度和屈服强度较常规固溶的分别高62 MPa和68 MPa,伸长率低0.8%。;强化固溶可使Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金固溶后的第二相粒子减少,但使其时效后的强化相数量增多,密度增大。