铸态合金组织分析：第三讲 铸态合金的组织分析方法

前两讲介绍了组织组成物的特征及分布,这一讲将讨论如何根据组成物的特征和分布分析组织.1 组织组成物的观察分析合金组织,首先要在显微镜下对试样进行观察,观察的结果是分析组织的依据.所以观察很重要,必须认真、细心,使观察的结果真实.     

铸态合金组织分析：第五讲 有色合金组织分析实例

1 ZHSi80-3合金组织分析ZHSi80-3是硅黄铜,成分是:79%～81%Cu,2.5%～4.5%Si,其余为Zn.图1是ZHSi80-3的两种组织.图1a中可观察到两种白亮物:一种是树枝状白亮物;另一种是带尖角的不规则块状或条状白亮物,这种白亮物数量较少.还可观察到分布于两种白亮物之间的黑色物.如果再仔细观察,可发现黑色物与树枝状白亮物之间的明暗度是逐渐变化的,而且没有明确的界线(如果放大倍数更高一些,这一特征更明显).而黑色物与带尖角的块状或条状白色物之间明暗度是突变的,界线明确.根据上述特征,可以认为树枝状白色物与黑色物是同一个相或者说是同一种组成物,之所以明暗度不同是枝晶偏析所致.带尖角的白色块状及条状物则是另一种组成物.综上所述,由观察可初步判断图1a的组织组成物有两种:一种是存在枝晶偏折的树枝晶;另一种是分布于树枝晶之间的白亮块状或条状物.而且由这两种组成物的分布可知其形成顺序是前一种组成物最先凝固形成,后一种组成物最后凝固形成.图1b的组织特征与图1a相近,其区别在于白色块状、条状物数量极少.仔细观察才可发现树枝晶之间存在极少的白亮细粒状组成物.现在需要分析确定图1中的两种组成物分别是什么合金相或组织.ZHSi80-3合金是在普通黄铜的基础上加入一定量的Si而成.加入Si对组织的影响     

淬火工艺对中碳高硼铁合金显微组织和力学性能的影响

设计一种新型中碳高硼铁合金,研究了淬火工艺对其淬火前后的显微组织和性能的影响。结果表明:中碳高硼铁合金铸态组织由珠光体、硼碳化合物以及马氏体组成,硼碳化合物以M₂₃（B,C）₆为主,并含有少量M（B,C）,M₃（B,C）和M₂（B,C）,体积分数为31.3%。在950℃、1000℃、1050℃和11 00℃淬火,其基体组织转变成马氏体,并含有少量残余奥氏体,体积分数分别为3.5%、4.0%、4.6%和5.4%。在950-1100℃淬火,硼碳化合物的类型不变,局部溶解,出现断网现象,在不同温度淬火后硼碳化合物的体积分数分别为30 6%、29.1%、27.3%和26.4%;随着淬火温度的提高,基体中合金元素的固溶量增加,硼碳化合物逐渐减少,从而减轻了对基体的割裂作用。淬火后,中碳高硼铁合金的硬度和冲击韧性显著提高,在950—1100℃淬火后,冲击韧性提高,硬度呈现先增加后减小的趋势。     

铸态合金组织分析：第二讲 组织组成物的分布

在金相分析中可能存在这样一些情况:有的合金存在形态相近的组织组成物;有的合金存在几种组成物,但侵蚀时,未能显示出某些组成物的特征;还有的合金组成物很细弥,在光镜下不能鉴别组成物的细微特征.在这些情况下,根据组成物的特征识别组织是有困难的,还必须根据组织组成物的分布才能识别.     

钛氮合金的铸态组织与性能

采用熔铸工艺法制备了含氮量为0.045%～0.27%的原位自生氮化物增强钛基复合材料,分析并测试了合金的铸态组织和力学性能.研究结果表明:在Ti-N合金中,随着氮含量的增加,合金中氮化物的形态和相组成发生了明显的改变;当氮含量在0.045%～0.18%时,合金的基体为α-Ti,增强相为TiN0.3;氮含量增加到0.225%时,增强相转变为块状Ti2N;复合材料的硬度、抗压强度和弹性模量均高于纯钛基体且随着氮含量的增加而增加;当增强相由TiN0.3转变为Ti2N时,抗压强度显著增加;由压缩断口分析可知,基体为韧性断裂,随着氮含量增加合金由韧窝 解理断口向具有解理特征的脆性断裂转变.     

硼对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织的影响

在Fe-Cr-C耐磨堆焊合金中,加入硼元素可以有效地提高堆焊层的硬度。本工作以高碳、高铬耐磨堆焊合金为基础,在五组不同的堆焊焊条药皮中加入不同含量的硼元素,研究了硼对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金硬度、组织的影响。实验结果表明,在Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金中加入硼,当在0.1%～0.9%时,堆焊层表面宏观硬度随着硼含量的增加而近似的呈线性增加。当硼含量大于1%时,继续加入硼,对宏观硬度的增加影响较小。当含硼量在0.1%～0.9%范围内,硼能显著提高Fe-Cr-C耐磨合金组织中的硬质相密度。硼对硬质相密度影响的敏感成分范围是0.1%～0.9%,当硼含量大于1%时,继续增加硼含量,硬质相含量没有明显增加。在所研究的含硼量范围内,硼对基体组织的硬度影响较小。     

塑性变形对铸态AZ31镁合金组织和性能的影响

为了研究塑性变形对铸态镁合金组织和性能的改善作用,用铸态AZ31镁合金进行了等温压缩实验,并测试了原始试样和变形后试样的组织和性能.结果表明:铸态AZ31合金通过塑性变形可以显著细化晶粒;随变形温度的升高,变形所得试样抗拉强度下降;在同一温度下变形所得试样抗拉强度随变形程度的增加而升高,变形程度达到一定值后,抗拉强度不再升高并有下降的趋势;铸态AZ31合金低温变形(210～240℃)后,可大幅度提高其抗拉强度.     

C含量对IC6合金微观组织的影响

利用带能谱的扫描电镜分析研究了三种C含量IC6合金的铸态组织及1260℃/10h固溶处理后的微观组织及微区成分,并利用X射线衍射仪分析了合金中的相结构.结果表明,三种不同C含量IC6合金的铸态组织主要由γ',γ,NiMo,a-Mo,M3B2及M6C相组成,NiMo,a-Mo,M3B2和M6C相呈骨架状或网络状分布于枝晶间.a-Mo,NiMo,M3B2相随C含量的增多明显减少,而M6C相明显增多,当合金中C含量达到0.20%(质量分数)时,a-Mo相基本消失.经1260℃/10h固溶处理后,三种C含量合金的微观组织发生明显变化,NiMo,a-Mo相消失,M3B2,M6C相由铸态的骨架状、网络状变为条块状.随C含量的提高M6C相明显增多,且在枝晶间连续分布.     

Cr含量降低对H13钢组织与力学性能的影响

对比了Cr含量降低为3%的3Cr-H13钢与Cr含量为5%的传统H13钢性能的差异,利用SEM、TEM、XRD进行微观组织与相组成分析,研究了Cr对H13钢组织性能的影响。结果表明,Cr含量的降低明显提高了H13钢的回火稳定性与高温强度,其原因主要与回火组织中马氏体的回复程度及二次析出碳化物的种类有关。传统H13钢在650℃回火时,马氏体基本回复完全,基体强度明显下降,并在原马氏体板条界和晶界上析出了较多的尺寸为120nm左右的近球形Cr7C3和M6C型碳化物,第二相强化效果降低;而Cr含量降低为3%的3Cr-H13钢在650℃回火后,基体依然为板条马氏体,板条内保持较高的位错密度,同时板条内析出的大量细小弥散的短棒状VC,在起到弥散强化作用的同时还钉扎位错,推迟了马氏体的回复,从而提高了高温性能。     

S275低合金钢焊接接头的组织与力学性能

通过拉伸、冲击、硬度测试和金相检验等方法对S275低合金钢熔化极活性气体保护焊(MAG)焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用JM一56焊丝对S275低合金钢进行焊接时,接头具有较好的抗剪强度;开45。坡口,拉伸后均断在离焊缝位置较远的母材上,焊接接头抗拉强度满足技术要求。焊缝组织晶内为细小密集的针状铁素体,有极少量珠光体,焊缝局部有魏氏组织;熔合区、过热区为沿晶界析出的块状先共析铁素体和向晶内生长的条状铁素体以及少量的珠光体;正火区组织为细小的铁素体和珠光体;母材组织为铁素体和珠光体,晶粒也比较细小。最后得出S275低合金钢用于转向架焊接构架是可行的。     

冷却过程对AZ61镁合金凝固组织的影响

将AZ61镁合金液态凝固过程分为高温熔体和凝固两个阶段,研究各阶段冷却速率对铸态组织的影响,不同冷速下铸态合金枝晶间距的变化及其对显微硬度的影响。结果表明:在高温熔体阶段随着冷却速率从0.65℃/s增加到15.9℃/s,枝晶组织不断细化且尺寸更均匀,一次枝晶间距从230μm逐渐减小到80μm,二次枝晶间距从12.8μm逐渐减小到9.2μm;凝固阶段在7.8℃/s至23.0℃/s不同冷却速率下,一次枝晶间距从105μm逐渐减小到73μm,二次枝晶间距从10.6μm逐渐减小到8.8μm。两个阶段显微硬度值随冷却速率增大都呈增高趋势。相对于凝固阶段,高温熔体阶段的冷却速率变化对铸态凝固组织的影响更显著。     

放电等离子烧结高合金工具钢的组织与性能

本文研究了放电等离子烧结（SPS）参数对HGSF01高合金工具钢致密度、硬度的影响规律,以及烧结态HGSF01高合金工具的显微组织、抗弯强度和摩擦磨损性能。结果表明：材料的致密度随烧结温度的升高和保温时间的延长呈上升趋势,而硬度则是先升高后降低;经SPS得到的材料晶粒细小,晶粒尺寸约为5μm,碳化物颗粒细小、均匀、弥散分布在基体上;烧结态材料的抗弯强度比电渣重熔态材料提高了一倍,耐磨性比电渣重熔态材料略有提高。     

Mg-Zn-xCu-Ce镁合金铸态组织与力学性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析了Cu元素对Mg-Zn-xCu-Ce合金铸态组织的影响,并用显微硬度仪测试合金的显微硬度。结果表明:Cu含量的增加可以显著细化晶粒。当Zn,Cu质量比小于1时,合金枝晶间共晶组织由薄层状α-Mg+CuMgZn组成;当Zn,Cu质量比等于1时,合金中出现Mg2Cu相,同时共晶组织开始粗化;随着Cu含量的升高(Cu质量分数大于Zn),合金枝晶间共晶组织由α-Mg+CuMgZn+Mg2Cu组成,在形态上由薄层状转变为蜂窝状。合金的显微硬度随着Cu含量升高而增加。     

淬火速率对Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金挤压棒材组织及硬度的影响

通过硬度测试、扫描电镜、透射电镜研究淬火速率对Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金挤压棒材组织及硬度的影响。结果表明:淬火速率低于100℃/s时,硬度开始明显下降;2℃/s淬火时,硬度下降了43%。淬火速率低于100℃/s时,随着淬火速率降低,冷却过程中(亚)晶界及晶内弥散粒子处非均匀形核析出η平衡相的数量和尺寸明显增加,时效强化效果明显降低。相同淬火速率时,晶内η平衡相尺寸大于晶界η平衡相尺寸。在所研究的淬火速率范围内建立起硬度值与η平衡相面积分数间的定量关系。     

锰、铜含量对锌铝合金组织与性能的影响

研究了不同含量的锰和铜对锌铝合金的组织与力学性能的影响。结果表明：锰和铜含量较低时,对合金的力学性能无显著影响;随着锰和铜含量的升高,合金的硬度大幅提高,冲击韧度基本不变。