热处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响（英文）

采用金相分析、SEM、硬度试验和拉伸试验等方法分析和测试砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金在T6态(固溶后空冷然后时效)下的显微组织和室温力学性能,讨论该合金的断裂机理。结果表明,砂铸Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金在225°C和250°C时效下的最优T6热处理工艺分别为(525°C,12 h+225°C,14 h)和(525°C,12 h+250°C,12 h)。峰时效下T6态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金主要由α-Mg+γ+β′相组成,2种峰时效热处理工艺下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为339.9 MPa、251.6 MPa、1.5%及359.6 MPa、247.3 MPa、2.7%。在不同热处理工艺下Mg–10Gd–3Y–0.5Zr合金断裂的类型不同,峰时效态合金的断裂方式为穿晶准解理断裂。     

超细α相析出对Ti-55531合金力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和透射电镜等研究了Ti-55531合金经890℃固溶2 h后再经过单级时效(580℃×1～12 h)和双级时效(400℃×12 h+580℃×1～12 h)处理后α相的析出粗化行为,并探讨了α相形貌对其室温拉伸力学性能的影响。结果表明:固溶合金组织包含β相和纳米无热ω相,裂纹主要沿着β相内滑移带扩展,导致准解理面的形成,合金强度较低,为755 MPa;而单级时效合金组织由微米条状α相、晶界α相和β相组成,空洞沿着晶内长条α相形核并连接成准解理面,强度和伸长率分别为1352 MPa和5. 3%;双级时效合金由纳米条状α相、晶界α相和β相组成,脆性裂纹主要沿β晶界扩展,强度高达1648 MPa,伸长率仅为1%。     

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。     

热处理对铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金显微组织和力学性能的影响

研究热处理工艺对铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金的显微组织主要由α-Mg、T相和Mg51Zn20相组成;单级等温时效（325°C,10 h）以及双级时效（325°C,4 h）＋（175°C,14 h）处理均未能使T相和Mg51Zn20相溶入基体,且晶粒也未明显长大。在325°C下时效10 h,晶内析出大量短杆状β′1相,延长时效时间将导致β′1相粗化及数量减少。Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金在325°C下时效10 h后具有最高的屈服强度（153.9 MPa）和抗拉强度（247.0 MPa）,相比铸态合金分别增加48 MPa和23 MPa,伸长率降低至15.6%。Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr合金经双级时效（325°C,4 h）＋（175°C,14 h）处理后的屈服强度和抗拉强度与单级等温时效处理（325°C,10 h）的相当,但伸长率有所下降。此外,不同状态下Mg-Zn-RE-Zr镁合金的断裂主要表现为准解理断裂,但局部特征有差别。     

Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr合金中次生α相对强度和塑性的影响

利用EBSD、扫描电镜和透射电镜观测时效处理后新型近β钛合金Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr的次生α相尺寸、形貌和分布,对时效态合金进行室温拉伸试验,研究次生α相对合金强度和塑性的影响。结果表明：时效温度由520℃升高至560℃,晶内析出的α_i相尺寸变化不大但间距明显减小,时效温度继续升高,α_i相宽度和间距明显增大。时效时间由4 h延长至8 h,α_i相宽度增大但间距减小,时效时间延长至12 h,α_i相无明显变化。建立次生α相与合金强度的关系式,并计算次生α相对合金强度的影响项,二者相吻合,表明α_i相间距是影响该合金强度的主要因素。经560℃/8 h时效处理后,α_i相间距最窄,抗拉强度最高为1502 MPa。晶内和晶界析出的次生α相联合影响合金塑性。经560℃/8 h时效处理后,形成最小间距的α_i相和连续的α_GB相,合金塑性最差。经过680℃/8 h时效处理后,形成沿晶界分布且向晶内平行生长的α_...     

热处理工艺对Ti-6Al-7Nb合金显微组织及力学性能的影响

研究了Ti-6Al-7Nb合金在不同热处理工艺后的显微组织、硬度、拉伸性能和疲劳性能。结果表明:在930℃×30 min/水冷+600℃×4 h时效热处理后,亚稳定β相中析出的亚微米尺度片层状次生α相使合金得到强化,而一定比例的等轴初生α相提高了合金均匀塑性变形能力,合金的屈服强度为920.1 MPa,抗拉强度为982.4 MPa,伸长率为16.3%,断面收缩率为47.5%,疲劳极限大于490 MPa,满足外科植入物用钛及钛合金加工国家标准要求。     

焊后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织与性能的影响

对2090铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,热处理工艺为530℃固溶0.5h+190℃时效12h。结果发现,焊接接头的抗拉强度由焊态下的331MPa提高到热处理后的415MPa,焊后热处理使接头的强度大大提高。金相组织观察表明,铝锂合金电子束焊接头经过热处理后焊缝晶粒形貌由焊态下的等轴树枝晶转变成等轴晶,并且在晶粒内部和晶界处析出细小的强化相。XRD相结构分析显示接头焊缝中的强化相主要为δ′(Al3Li)、T1(Al2CuLi)、β′(Al3Zr)等。TEM观察证实,热处理后2090铝锂合金接头焊缝中析出了多量的球状δ′相和针状T1相。拉伸断口分析表明,铝锂合金电子束焊接头在焊态下为带韧窝的穿晶断裂,经过热处理后接头断裂模式转变为沿晶断裂。     

激光冲击近β 型钛合金的室温拉伸和高周疲劳性能及其断裂机理

目的 提高近β钛合金的强度和高周疲劳性能。方法 对两相区固溶时效热处理后的TB6和Ti55531钛合金锻态材料表面进行了激光冲击强化（LSP）,并对强化前后的试样进行室温拉伸和高周疲劳试验。采用扫描电镜（SEM）对拉伸和高周疲劳断口进行了观察和分析。结果 与未LSP的样品相比,LSP后TB6和Ti55531钛合金的抗拉强度（Rm）分别提高了25 MPa和25 MPa,提高比例分别为2.26%和2.02%;屈服强度（Rp0.2）分别降低了48 MPa和30 MPa,降低比例分别为4.58%和2.54%;断面收缩率（A）、延伸率（Z）和弹性模量略有提升。在低应力水平下,LSP后Ti55531合金的疲劳寿命高于TB6合金,而在高应力水平下,TB6合金具有略高于Ti55531合金的疲劳寿命。结论 经过和未经LSP的TB6和Ti55531钛合金的拉伸断裂模式均为微孔聚集型韧性断裂与沿晶脆性断裂混合的断裂模式,表面激光冲击不改变其拉伸断裂模式,近β钛合金在不同应力状态的疲劳寿命差异与材料显微组织差异导致的疲劳裂纹萌生和扩展速率不同有关。     

时效温度对Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr钛合金微观组织及力学性能的影响

研究了Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金经过β相区固溶(880 ℃)、不同温度时效(540~620 ℃)处理后次生α相(α_s)析出形貌及其对力学性能的影响。结果表明:随着时效温度由540 ℃升高至620 ℃,合金中析出α_s相片层厚度由0.030 μm增加到0.142 μm,屈服强度由1353 MPa降低至1074 MPa,断后伸长率由2.5%升高至11.4%,即时效析出的微米级片层α_s能够显著调控合金的力学性能。此外,时效温度升高使合金的拉伸断裂由沿晶脆性断裂为主转变为韧窝穿晶为主的韧性断裂方式。Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金时效析出的片层状α_s相的厚度大于0.1 μm,合金的断后伸长率≥6%。当时效温度为600 ℃时,合金的硬度为387 HV10,抗拉强度为1182 MPa,伸长率为8.5%,具有良好的强塑性匹配。     

热处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0．5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响

采用金相分析、SEM、硬度试验和拉伸试验等方法分析和测试砂型铸造 Mg-10Gd-3Y-0.5Zr 镁合金在T6态（固溶后空冷然后时效）下的显微组织和室温力学性能,讨论该合金的断裂机理。结果表明,砂铸Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金在225℃和250℃时效下的最优T6热处理工艺分别为（525℃,12 h＋225℃,14 h）和（525℃,12 h＋250℃,12 h）。峰时效下T6态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金主要由α-Mg＋γ＋β′相组成,2种峰时效热处理工艺下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为339.9 MPa、251.6 MPa、1.5%及359.6 MPa、247.3 MPa、2.7%。在不同热处理工艺下Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金断裂的类型不同,峰时效态合金的断裂方式为穿晶准解理断裂。     

Effect of heat-treatment on fatigue property of Al-Li alloy

1　INTRODUCTIONMorethan 80 %ofstructuralmaterials failuresarecausedbyfatiguefailuredirectlyorindirectly [1,2 ] .Al Lialloyhasbeenusedasakindofnewstructuralspaceflightmaterialbecauseofitshighstrengthandlowdensity[3,4 ] .AlthoughalotofresearchesaboutAl Lialloy[58] havebeendoneinthepastfew years ,thede tailedstudyonthefatigueproperty[910 ] hasnotbeendonesomuch .Especially ,therewaslittleresearchonthefatiguecrackinitiatingandpropagatingbehavior.Be causethestrengthofAl Lialloycouldbeaffected…     

Effect of stress ratio on long life fatigue behavior of Ti-Al alloy under flexural loading

A new ultrasonic three-point bending fatigue test device was introduced to investigate fatigue life ranging up to 10^10 cycles and associated fr＇dcture behavior of Ti-Al alloy. Tests were performed at a frequency of 20 kHz with stress ratio R=0.5 and R=0.7 at ambient temperature in air. Three groups of specimens with different surface roughness were applied to investigate the effect of surface roughness on fatigue life. Furthermore, optical microscopy（OM） and scanning electron microscopy（SEM） were used for microstructure characteristic and fracture surface analysis. The S-N curves obtained show that fatigue failure occurs in the range of 10^5-10^10 cycles, and the asymptote of S-N curve inclines slightly in very high cycle regime, but is not horizontal for R=0.5. Fatigue limit appears after 10s cycles for R=0.7. Surface roughness （the maximum roughness is no more than 3 μm） has no influence on the fatigue properties in the high cycle regime. A detailed investigation on fatigue fracture surface shows that the Ti-Al alloy studied here is a binary alloy in the microstructure composed of α2-Ti3Al and γ-Ti-Al with fully lamellar microstructure. Fractography shows that fatigue failures are mostly initiated on the surface of specimens, also, in very high cycle regime, subsurface fatigue crack initiation can be found. Interlamellar fatigue crack initiation is predominant in the Ti-Al alloy with fully lamellar structure. Fatigue crack growth is mainly in transgranular mode.     

热处理工艺对高真空压铸Mg–8Gd–3Y–0.4Zr镁合金组织及力学性能的影响

研究T4和T6热处理状态下高真空压铸Mg-8Gd-3Y-0.4Zr（质量分数,%）合金的微观组织、化合物含量、力学性能及断裂行为。铸态Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金微观组织主要由α-Mg和共晶Mg24（Gd,Y）5化合物组成。经固溶处理后,共晶化合物大量溶解于镁基体,合金主要含过饱和α-Mg及方块相。固溶合金中方块相的含量随固溶温度的升高而增大,力学性能也有所提高。根据微观组织结果,确定475℃,2 h为Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金最优固溶方案。合金的最佳屈服强度为222.1 MPa,延伸率可达15.4%。铸态,T4状态下和T6状态下合金的拉伸断裂模式为穿晶准解理断裂。     

挤压态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金的低温力学性能(英文)

研究多循环低温交变(液氮浸泡处理)和拉伸温度对挤压态Mg10Gd3Y0.5Zr镁合金的微观组织、力学性能以及断裂机制的影响。结果表明,Mg10Gd3Y0.5Zr合金经10d液氮浸泡或10个周期高低温交变循环后,合金室温力学性能基本不变;而经过20个周期高低温循环后,合金的室温抗拉强度由398MPa升高到417MPa。在196°C下拉伸时,挤压态Mg10Gd3Y0.5Zr镁合金的屈服强度和抗拉强度均大幅度提高,分别为349MPa和506MPa,分别增长了18%和27%。合金室温断裂机制为穿晶解理断裂,而低温条件下为韧性断裂和解理断裂并存的混合断裂机制。     

AZ31B镁合金及其焊接接头的疲劳断裂机理

对AZ31B镁合金进行疲劳实验,在2×106循环次数下,母材、对接接头、横向十字接头和侧面连接接头的疲劳强度分别为66.72,39.00,24.38和24.40MPa。采用光学显微镜对裂纹扩展特征进行分析,结果表明,AZ31B母材的疲劳裂纹宏观扩展路径平滑,但微观观察发现疲劳裂纹扩展方向曲弯,有些裂纹分成两岔;裂纹尖端扩展均为沿晶扩展。焊接接头裂纹均在焊趾部位起裂,对接接头和横线十字接头的裂纹沿着热影响区扩展;侧面连接接头的裂纹起裂位于焊脚部位。采用扫描电子显微镜对疲劳断裂机理进行分析。疲劳断口由准解理或解理台阶组成,均为脆性断裂,断口中存在二次裂纹,对接接头中存在疲劳条纹,其间距约为5μm。     

一种新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的析出行为及性能(英文)

对一种新型高强Al-Zn-Mg-Cu合金在单级时效过程中的硬度、强度、电导率变化及相应的析出行为进行系统的研究。结果表明,电导率随着时效温度的升高和时效时间的延长而不断增高。在时效开始阶段,硬度和强度随着时效的进行迅速升高并达到峰值。在120°C时效时,硬度和强度到达峰值后保持稳定,主要的析出相是GPI区、GPII区和η′相。在120°C长时间(直至24h)时效后,GPI区和GPII区仍能稳定存在。在160°C时效时,硬度和强度到达峰值后迅速下降。与120°C时效相比,在160°C时效时,析出过程更快。在160°C时效1h后,未观察到GPI区及GPII区的存在,主要的析出相为η′相。在160°C时效24h后,主要的析出相为η相。     

精密铸造工业纯Ti的力学性能

研究了热旋锻和退火处理对精密铸造工业纯钛显微组织和力学性能的影响。铸造样品为典型的含有不同形貌的α相组织;而旋锻样品是缠绞的层状组织。在500°C退火处理不会显著改变样品的显微组织,但在700°C和870°C退火会导致再结晶发生和生成等轴晶组织。铸造棒在近表层生成典型的硬化α层,其最大深度达720μm,最大硬度达HV0.5660。旋锻能使铸造样品的拉伸强度从605MPa增加到895MPa。在500°C退火会导致拉伸强度轻微降低,从895MPa降到865MPa。然而在700°C退火会导致拉伸强度显著下降,从865MPa降到710MPa。当退火温度升高到870°C时,拉伸强度的下降不再明显。铸造和热旋锻样品的断裂应变在0.05~0.12的范围内,而退火后的样品在0.25~0.53的范围。铸态和旋锻态样品表现为脆性解理断裂,而退火态样品为穿晶塑性断裂,伴有韧窝的生成。     

Technological special features of methods of supersonic thermal spraying

The effect of accelerated ageing on the toughness and fracture of the longitudinal weld metal of an API5L-X52 linepipe steel was evaluated by a Charpy V-notch impact test, fracture analysis and transmission electron microscopy. Ageing was performed at 250°C for 100–1000 h. The impact results indicated a significant reduction in the fracture energy and impact toughness as a function of ageing time, which were achieved by the scanning electron microscope fractographs that showed a decrease in the volume fraction of microvoids by Charpy ductile failure with the ageing time, which promoted brittle fracture due to transgranular cleavage. The minimum volume fraction of microvoids was reached at 500 h due to the peak age. The microstructural analysis indicated the precipitation of transgranular iron nanocarbides in the aged specimens, which was related to the deterioration of toughness and change in the ductile to brittle behaviour.