Ti-10Cr合金析出相对硬度的影响

测试Ti-10Cr合金经900℃固溶及400～700℃时效后的维氏硬度,采用XRD和TEM分析析出相的成分及形貌,研究硬度、析出相特征与热处理制度之间的关系。结果表明:经900℃固溶空冷后,析出相为细小、弥散的等轴ω相和少量α相,合金硬度达到HV560;经400℃时效后,ω相和α相长大,合金硬度值稍有下降;经500℃时效后,ω相消失,α相长大为片状,合金硬度明显降低;当继续升高时效温度时,片状α相会进一步长大,合金的硬度缓慢降低。     

TB17钛合金两相区等温时效析出行为研究

采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了亚稳β钛合金TB17在α+β两相区固溶处理后的等温时效析出行为，并分析了次生α相的析出位置、尺寸、形态。结果表明：TB17钛合金在350 ℃等温时效时，发生β→ω相变，ω相呈椭圆状，尺寸在3~5 nm之间；在450 ℃和550 ℃等温时效过程中，主要发生β→α相变。α相首先在亚晶界和亚晶缺陷处形核并长大，最后形成细小的棒状α相，并且两相区固溶时所保留的大量亚晶界加快了时效过程中次生α相的析出响应。     

固溶和时效温度对TC6钛合金显微组织与力学性能的影响

研究了不同温度的固溶和时效工艺对TC6钛合金显微组织和性能的影响。结果表明:800～840℃固溶后,合金由初生α相和亚稳β相组成,两相随着温度升高而长大,合金强度和塑性略有上升;880℃固溶后,亚稳β相依然保留到室温,然而在拉伸过程中出现应力诱变斜方马氏体α″相,导致双屈服现象;920～960℃固溶后,初生α相减少,大量的细针状斜方马氏体α″相在亚稳β相上析出,强度上升塑性下降;当超过β相变点固溶后,主要由粗大针状六方马氏体α?相组成,强度下降同时拉伸为脆性断裂。对于固溶样品经过不同温度时效处理,主要变化过程是亚稳β相分解为次生α相及其长大,300℃时效后,相比固溶态强度上升但塑性下降,亚稳β相中弥散析出次生α相及少量的ω相;当时效温度升高到400℃,强度继续上升接近最大值但塑性最差;500℃时效后,强度最高然而合金元素充分扩散,塑性得到提升;550℃时效后,强度有所下降但塑性明显提升,此时具有较佳的强塑性匹配;600～700℃时效后,初生α相聚集长大并且含量增加,次生α相在β基体上析出且逐渐长大为层片状,强度下降塑性进一步提升。     

时效过程中ω相辅助α相形核及α相对Ti-1300合金力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和显微硬度仪等技术对Ti-1300合金不同热处理工艺的试样进行了观察与表征,研究Ti-1300合金的ω相对时效过程中β→α相转变及微观组织与力学性能的影响。结果表明:固溶处理的试样以4℃/min的速率加热到350℃保温10 min,随后加热到500℃保温4 h,析出α相的平均尺寸(长度)为54 nm;而直接在500℃保温4 h析出α相的平均尺寸(长度)为202 nm。将固溶后的试样随炉加热(4℃/min)到350℃,b相中只有ω相析出;加热到400℃时,在组织中发现了α相依附ω相形核现象,加热到500℃保温4h时,ω相消失,合金获得极为细小均匀的a相。时效过程中析出的α相对合金的硬化作用比ω相的更为显著。     

热处理对含Si蒙乃尔合金组织及硬度的影响

研究了热处理工艺对含Si蒙乃尔合金组织及硬度的影响。结果表明:固溶温度在820～1120℃之间,合金随着固溶温度的升高,晶界处的β-Ni3Si相的数量明显减少;当固溶温度达到1020℃时,晶界处β-Ni3Si相完全溶解;随着固溶温度的进一步升高,当温度达到1120℃时,晶界因熔化而出现了鱼骨状过烧组织。时效温度在500～700℃之间,合金随着时效温度的升高,合金中的β-Ni3Si强化相的数量逐渐增加,硬度也随之增大;在时效温度为600℃时,β-Ni3Si强化相析出的数量最多,合金硬度最高;时效温度为700℃时,合金中的部分β-Ni3Si相聚集长大,合金硬度降低。     

TB17钛合金初生α相对元素重分布和时效析出的影响

对TB17钛合金进行了亚β固溶处理(固溶温度800℃-835℃,固溶时间0.5h-9h),采用电子探针分析了Al、Mo、Nb元素在初生α相和β基体中的分布,研究了合金亚β固溶时初生α相析出、元素重分布规律及其对时效次生相的影响。结果表明,合金亚β温度固溶时以晶内析出针状初生α相为主,晶界析出少量片层状初生α相。初生α相析出量随亚β固溶温度升高而降低,固溶温度高于825℃时基本不析出α相。初生α相尺寸随固溶时间延长而增大,固溶时间超过2h后,初生α相析出量达到稳态。Al元素倾向于在初生α相中富集,Mo和Nb元素则倾向于β基体富集。初生α相中心部位Al元素浓度较高,边缘部位较低,而Mo和Nb元素中心部位则浓度较低,边缘部位较高。增加初生α相析出量,会使β基体Al浓度降低,Mo、Nb元素浓度升高。初生α相较少(2%)时初生α相周围的次生α相以针状或片层状形貌为主,远离初生α相区域的次生α相以似网篮结构为主,初生α相较多(10%)时次生α相均以片层状形貌为主。     

Ti-1300合金等温时效过程中相结构和组织转变

采用OM、SEM、XRD和TEM等研究了固溶态Ti-1300合金在350~700℃等温时效过程中相结构和组织转变。结果表明,Ti-1300合金在350℃等温时效时,β相基体上开始弥散析出细小的颗粒状ω相,后期ω相消失,出现了片状的α相。亚稳β相的分解方式为:β→ω+β→α+β。在400℃等温时效1 h时,亚稳β相分离出了β′相,继续保温,β′相消失,出现了长针状α相,亚稳β相的分解方式为:β→β′+β→α+β。在500~700℃等温时效时,α相在β晶界和晶粒内亚晶界上快速形核,随着保温时间的延长,晶界α相逐渐向晶内生长为α集束,随着时效温度升高,α相的片层越厚;亚稳β相的分解方式为:β→α+β。     

Ti-5321合金热处理过程中α相的析出行为

研究了Ti-5321合金不同热处理制度下的α相析出行为。结果表明:β单相区固溶后的组织为单一的β晶粒组织,α/β两相区固溶后的组织中含有β基体和分布于β基体的初生α相。这两种组织在后续的时效过程中均析出细小针状次生α相,且其尺寸随时效温度的升高而增加,不同的是,β单相区固溶加时效样品的晶界处析出的次生α相的尺寸明显大于晶内次生α相。合金从910℃缓冷过程中α相首先在晶界处析出,随后片层α集束以晶界α相为核心形核并长大,随后的520℃时效过程中析出尺寸细小的针状次生α相。电子背散射衍射(EBSD)分析表明,缓冷过程中,在两侧β晶粒有平行{110}面的晶界上析出一种α相变体,这种变体与两侧的β晶粒均保持Burgers取向关系,以这种变体为形核核心向晶界两侧生长形成片层α相。在两侧β晶粒没有平行{110}面的晶界上会析出多种α相变体,每种变体只与其中一侧的β晶粒保持Burgers取向关系,且会以这种变体为形核核心向与其保持Burgers取向关系的β晶粒一侧生长形成片层α相。     

固溶时效处理对TC20钛合金α相演变和硬度的影响

采用SEM、TEM、XRD和硬度等技术对先固溶(840 ℃×0.5 h)后不同时效(460 ℃×4 h;320 ℃×15 min→460 ℃×4 h;320 ℃×10 min;460 ℃×10 min)热处理工艺的TC20合金试样进行了观察与表征,研究TC20合金的α相对时效过程中β→α相转变。结果表明:热轧态组织由α相与β相共同组成,固溶态组织相中生成了许多小尺寸α相。采用460 ℃×4 h进行处理试样内形成了片状分布的α相,采用320 ℃×15 min→460 ℃× 4 h处理试样内形成了具有更小长宽比的α相,并且该试样内的大部分α相尺寸均接近100 nm。两种时效方法形成的第二相都是α相,采用320 ℃×15 min→460 ℃×4 h处理具有尺寸更加细小的α相。当温度到达460 ℃时更多α相可以通过ω相进行形核,从而在β基体上形成致密均匀分布状态。采用320 ℃×15 min→460 ℃×4 h处理后合金中的ω相已不存在,同时析出了更多的α相,合金硬度高达503 HV,显著高于β基体的硬度,α相可以促进合金硬度的大幅提升。     

双重时效对TC29钛合金组织和性能的影响

采用OM、SEM、TEM等分析方法,结合不同的热处理工艺,系统分析了双重时效处理对含有初生α相TC29钛合金的显微组织的影响。结果表明：经两相区固溶及时效后,TC29钛合金中析出的次生α相尺寸可达到亚微米级。对于895℃固溶处理的TC29钛合金,单重时效后析出的主要是尺寸约100~300nm的弥散α相;双重时效后β转变组织中存在取向近似的 “α丛簇”,“α丛簇”中的次生α相呈细板条状;与单重时效相比,双重时效处理后TC29钛合金的显微硬度并未得到提高,相反存在小幅度的降低;β相基体在预时效过程中析出了大量ω相,同时在靠近初生α/β相界面处由于合金元素扩散导致局部元素分布不均匀,因此随后的二次时效过程中在相应位置形成了“α丛簇”。     

固溶和时效处理对粗晶Ti-22Al-25Nb合金显微组织的影响

通过一系列固溶和时效热处理试验,研究了不同温度和时间对粗晶Ti-22Al-25Nb合金组织显微组织演变的影响。结果表明:在(O+B2)相温度区间进行固溶时,随着温度的升高,合金的O相含量逐渐增加,尺寸逐渐变大,在外观形态上由针状逐渐长大为球状;在(O+α_2+B2)和(α_2+B2)相温度区间进行固溶时,随温度升高合金表现为α_2相颗粒的增多和长大。合金在730℃进行短时时效时,主要表现为α_2相的析出和初生O相的形成,时效时间越长,α_2相和O相的长大越明显;在870℃进行短时时效时,表现为晶界α_2相的聚集和晶粒内部条状O相的形成,随着时效时间的延长,α_2+β→O的转变程度增加,α_2相含量出现明显的降低。     

固溶温度对新型亚稳β钛合金组织与性能的影响北大核心CSCD

通过光学显微镜、扫描电镜及拉伸性能测试等方式研究了固溶温度对一种新型亚稳β钛合金（Ti-3Al-8V-4Mo-4Cr-4Zr-2Nb-2Fe）组织与拉伸性能的影响。结果表明,在660-720℃范围内,随着固溶温度的升高,实验合金组织中的初生α相数量减少,β基体尺寸增大,抗拉强度降低,塑性升高。合金经460℃低温时效处理后,组织中的次生α相以短棒状和长针状两种形态析出,前者在初生α相密集区析出,后者在β晶内析出。随着固溶温度的升高,次生α相的厚度增加,长宽比减小,致密度降低,形态由针状向短棒状转变,同时,初生α相的含量不断减少;当固溶温度升至740℃时,晶内已无初生α相析出。合金经720℃×30 min/AC＋460℃×12 h/AC处理后,具有良好的强韧性匹配。720℃为该合金的最佳固溶温度。     

热处理工艺对Ti62421s高温钛合金组织与力学性能的影响

研究固溶温度和时效温度对Ti62421s高温钛合金显微组织、相成分和常温拉伸性能的影响。结果表明:在两相区进行固溶处理时,随着固溶温度的升高,合金组织中的α相减少,β转变组织(βt)增多,当固溶温度进入β相区后为篮网状β转变组织;随着时效温度的升高,α相长大;随着固溶温度和时效温度的升高,β转变组织中只有Al含量升高,其他合金元素的含量都下降;随着固溶温度的升高,强度和断面收缩率先升高后迅速降低,伸长率逐渐下降;经(980℃,1h,AC)+(550℃,8h,AC)热处理后,合金可以获得较好的综合性能,抗拉强度达1077.04MPa,伸长率达13.6%,断面收缩率为26.02%。     

热处理对TLM钛合金管材组织及力学性能的影响

采用规格为Ф4.0 mm×0.3 mm冷轧TLM(Ti-25Nb-3Zr-3Mo-2Sn,TLM))合金细径薄壁管材,分别在660,720℃进行固溶处理以及对720℃固溶态管材在510℃进行时效处理,利用金相显微镜、XRD、室温拉伸及断口观察分析了固溶、时效对管材组织、力学性能的影响。不同固溶态管材均为等轴组织,随着固溶温度升高,平均晶粒尺寸增大。相变点以上的固溶组织由β相和α'相组成,相变点以下固溶组织还有少量α相。时效过程中,针状的α相在晶界析出更快,合金相变化过程为β+α'→β+α'+α→β+α,时效时间大于3 h时,α相的析出使应力-应变曲线的"双屈服"特征减弱;随着时效时间的延长,抗拉强度、屈服强度及弹性模量升高,而延伸率降低。综合分析表明:720℃+510℃,3 h时效态具有较好的综合力学性能。     

不同温度时效对QCr0.5铜合金纳米相析出的影响

通过将QCr0.5铜合金在不同温度下进行时效处理,分析其析出相时效析出过程,结果表明:QCr0.5铜合金在固溶变形处理后,400℃及以下由于析出动力不足,难以形成有效的析出相结构,材料保持形变结构特征;425℃时效2 h材料内部形成GP区,450℃开始析出共格的纳米析出相,475℃纳米析出相的析出比较均匀,大小在4～6 nm左右,材料的强度和导电率均达到较高的水平;当温度升至500℃时,2 h时效后析出相出现共格失配现象,随着温度的进一步提高,析出相开始长大,完全失去共格效应,同时材料的硬度出现明显的下降。     

时效温度对Ti1023和Ti5553合金微观组织与析出硬化的影响规律

研究了Ti1023和Ti5553钛合金经过固溶与低温时效处理(ST-SQA)获得的微观组织和析出硬化行为。采用扫描电镜和透射电镜观察了不同温度时效处理后α相的析出形貌以及分布特点,统计了时效析出次生α相的析出密度和宽度随时效温度的变化情况,并测试了合金的维氏硬度。结果表明:Ti1023合金时效处理时次生α的析出温度低于Ti 5553合金。Ti1023合金在300℃时效时α相已经析出,400℃时效时α相析出密度到达峰值;Ti5553合金在450～500℃时效α相开始析出,在550℃时效α相的析出密度达到峰值。Ti1023合金硬度随着时效温度的增加先升后降,400℃时效硬度最高;在相同的时效温度范围,Ti5553合金硬度变化出现双峰规律,硬度峰值分别对应于350和550℃时效温度。2种合金的硬度变化规律源于合金时效中第二相的析出行为:时效温度低于400℃,Ti1023合金的硬度取决于α相和ω相,而Ti5553合金的硬度取决于ω相;时效温度高于400℃,2种合金的硬度均主要取决于次生α相的数量与尺寸。     

不同状态的Mg-6Gd-2Y合金的显微组织特征

综合运用OM、XRD、FEGSEM和HRTEM手段深入分析了Mg-6%Gd-2%Y(质量分数)(记为GW62)合金铸态、固溶态和时效态的显微组织特征及演变过程。GW62合金铸态组织主要由α(Mg)和呈不连续网状的Mg_5(Gd,Y)相组成,在紧邻Mg_5(Gd,Y)处有少量非平衡凝固相Mg_2(Gd,Y);对合金进行520℃固溶处理,随着固溶时间延长,半连续状Mg_5(Gd,Y)相尺寸逐渐缩小,直至溶解,并在晶界形成大量细小fcc结构的富稀土相Mg(Gd,Y)_2,明显阻止了α(Mg)晶粒的长大;合金在175~225℃时效处理时,175℃时效硬化效果最明显,时效析出过程包括:时效初期(4~32 h),过饱和α(Mg)析出β″相;快速析出期(32~100 h),α(Mg)析出β′相,100 h达到峰值时效,析出相为β″、β′相;过时效期区(100 h),β′相尺寸逐渐增大,并转化成β_1和向稳定的β相转变。     

热处理对Ti30Nb5Ta6Zr合金组织和力学性能的影响

根据β稳定化系数kβ和d-电子理论设计了低弹性模量、中高强度、良好塑性和生物相容性的新型牙科种植用近β型Ti30Nb5Ta6Zr合金,研究了合金在β相区固溶和时效处理后组织和力学性能的变化规律。结果表明,在β相区固溶水淬后组织为亚稳β相。低温时效时析出ω相,随着时效温度的升高,逐渐析出α相。合金的强度和弹性模量随时效温度的升高先升高后下降;延伸率先降低后升高。合金在800℃固溶+500℃时效后综合力学性能优良,可以满足牙科植入要求。     

Ti_3Al-Nb合金的有序转变

研究了Ti_3Al-Nb合金在高温下的有序化,冷却过程高温β相转变及时效过程亚稳定β相分解的行为,结果指出,在1060℃固溶处理时,合金形成初生α_2和β高温有序相;在固溶处理后的冷却过程中,合金发生β→α_2+ω型转变;在700℃时效过程中,合金发生(β+ω型)亚稳→(α_2+β)稳定分解。     

固溶和时效对Ti2041合金组织与硬度的影响

研究了不同温度的固溶和时效工艺对Ti2041合金组织和硬度的影响。结果表明:当固溶温度为700℃时,随着保温时间增加,组织中初生α相(αp)的含量逐渐增多,晶粒尺寸逐渐增大;当固溶温度为750℃时,随保温时间增加,发生了静态再结晶,且有次生α相(αs)析出,晶粒尺寸也逐渐增大;当固溶温度为800℃时,晶粒内部出现α′马氏体,形貌由等轴状变为板条状。在不同固溶温度下硬度值变化也不同,当固溶温度为700℃时,随着保温时间的增加,硬度(HV)值从3016 MPa降到2852 MPa;在固溶温度为750℃时,硬度值随着保温时间的增加先升高后降低,最大值为3082 MPa;在固溶温度为800℃时,硬度值随着保温时间的增加逐渐增大,最大值为3314 MPa。在经时效处理后,不同时效温度下均出现了次生αs相。随时效温度的升高,次生αs相尺寸越小,显微硬度值逐渐增大,最大值达到4517.5 MPa,主要强化机制为第二相(次生αs相)弥散强化。