不同温度固溶处理后FeMnSiCrNi形状记忆合金的力学性能和断裂特征

采用组织观察和拉伸试验等手段研究了经不同温度固溶处理后FeMnSiCrNi合金的力学性能与断裂行为.结果表明:经一定温度固溶处理后,铁基合金标准拉伸试样的拉伸断裂过程具有应力诱发马氏体相变和马氏体自身滑移两个塑性变形阶段;当固溶处理温度为1000℃时,该合金具有优良的综合力学性能;其拉伸试样的断裂机制为微孔聚集型延性断裂,断口特征主要表现为大量的韧窝.     

IC10合金的高温拉伸性能

利用力学测试与模拟试验机测得了IC10合金在很宽的温度范围(25～900℃)和不同应变速率(10-5～10-2S-1)下的应力一应变曲线,对曲线进行了分析;用扫描电子显微镜对试样的断口进行了分析.结果表明:室温下IC10合金的流变应力对应变速率不太敏感,而在900℃下对应变速率非常敏感;比较各温度下材料的屈服强度可以发现,当温度低于(含)800℃时,IC10合金的力学性能与室温下相当,而在更高的温度(900℃)下力学性能有所下降;在低于(含)800℃时断口主要以穿晶断裂为主,在900℃下主要为韧窝聚集型断裂,随着温度的增加,断口上韧窝更大、更深、更多.     

不同工艺时效后2A97铝锂合金的组织与性能

对2A97铝锂合金进行自然时效(0~90d)、不同温度的单级人工时效(145,165,185℃)和自然时效(T4)+185℃人工时效的双级时效处理,研究了时效工艺对合金硬化曲线、组织和力学性能的影响,并分析了拉伸断口形貌。结果表明:试验合金经自然时效(T4)处理后的主要强化相为δ′、GP区和δ′/β′复合粒子,此时合金的强度较低、塑性较高,拉伸断口上分布着较多韧窝;经不同温度单级人工时效处理后,合金抗拉强度显著提高的同时塑性明显下降,断口形貌呈冰糖状,其中185℃×10h单级时效处理后的强塑性均较好,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为537,506MPa和7.0%;与185℃单级时效的相比,T4(60d)+185℃双级时效后,合金的硬度出现了先下降后上升的现象,并且达到峰值的时间推迟了20h,但强度和塑性均有所提高,断口为沿晶、穿晶约各占一半的混合型断裂,塑性有所改善。     

铝含量对TB5钛合金组织和力学性能的影响

采用两次真空自耗熔炼技术制备了亚稳定β型TB5钛合金,研究了铝含量对固溶处理(800℃×10 min)和固溶时效处理后(800℃×10 min+540℃×8h空冷)合金组织与力学性能的影响。结果表明:当铝含量(质量分数)在2.8%～3.2%时,固溶后合金的显微组织基本相同,固溶+时效后不同成分合金的组织也没明显差异;随铝含量增多,不同状态合金强度均先升后降;韧性变差;铝含量为3.0%的合金具有最高的强度,固溶+时效态抗拉强度为1 300.0 MPa,伸长率为8.8%。     

热处理对Gr.38钛合金管组织和性能的影响

对挤压态和冷轧态Gr.38钛合金管分别进行了不同温度下的固溶+时效和退火热处理,研究了热处理温度对其显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:挤压管经固溶处理后的组织为由初生α相和β相转变组织组成的双相组织,固溶+时效处理后的抗拉强度和屈服强度随时效温度的升高先增后降,伸长率和断面收缩率则呈上升趋势;经900℃×1h固溶+500℃×4h时效处理后,挤压管达到最佳的强塑性匹配,抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率分别为1 135 MPa,912 MPa,17%,45%;冷轧管经退火处理后的显微组织由等轴α相和晶间β相组成,随着退火温度的升高,其抗拉强度、屈服强度逐渐降低,伸长率逐渐增大;在830℃退火1h后伸长率最高,达到27%,抗拉强度和屈服强度分别为937,807 MPa。     

热等静压及退火对铸造TG6钛合金组织和拉伸性能的影响

对熔模精密铸造的近α型TG6钛合金依次进行了热等静压和不同温度退火处理,研究了不同状态合金的显微组织和拉伸性能。结果表明:铸态合金的显微组织主要为魏氏组织,组织中存在缩松缺陷;其室温抗拉强度和伸长率分别为871.3 MPa,0.8%,缩松处为断裂源。900℃热等静压处理消除了缩松缺陷,合金的室温伸长率提高至3.7%,拉伸断口呈准解理断裂特征。经700~800℃退火处理后,合金组织中的β板条部分溶解并析出条状及颗粒状硅化物,在α板条中弥散分布着α2相析出物;其室温伸长率提高到11%以上,室温及550℃拉伸断口为韧性断裂和解理断裂共存的混合型断口,而650℃和700℃拉伸断口呈腐蚀开裂特征。     

时效温度对马氏体不锈钢激光焊接接头组织和性能的影响

对Fe-Cr-Ni-Mo-Ti型(0Cr13Ni7MoTi)马氏体时效不锈钢激光焊接接头进行不同温度时效处理,时效温度选择在420～580℃范围内。激光焊接接头显微组织呈现出焊缝区、热影响区(Heat affected zone,HAZ)和基体三个不同区域。结果显示,在500℃以下时效处理,焊缝区、热影响区和基体主要由马氏体板条组成,在540℃及以上温度进行时效处理,三个区域均有逆转变奥氏体形成,使各区域硬度下降;焊接接头经过时效处理后各个区域的硬度变化规律不一致,时效后硬度低点出现于热影响区或基体;拉伸测试显示,不同时效态的断裂位置均与硬度低点区域一致,屈服强度在460℃时效时取得最大值,此温度时效处理的焊接接头具有最佳的拉伸性能;拉伸断口断裂机制发生由未时效的准解理断裂到时效态的韧性断裂转变。     

双态和全片层组织大尺寸Ti-43Al-9V-Y合金的拉伸性能

采用真空自耗电极电弧炉熔炼技术、均匀化热处理、热等静压处理以及包套锻造工艺制备了大尺寸双态组织(DP组织)Ti-43Al-9V-Y合金锻坯,切取适量锻坯在1 350℃保温8h后得到全片层组织(FL组织),在室温,700,750,800,900℃下对两种组织合金不同位置处的试样进行拉伸试验,并对断口形貌进行观察。结果表明:DP组织合金的均匀性较好,不同位置处的拉伸性能无明显差异;在室温~700℃范围内,随着温度的升高,合金的屈服强度略有下降,但仍保持在较高水平;在700~900℃范围内,随着温度的升高,合金的屈服强度迅速下降,700℃时,DP组织和FL组织合金的平均伸长率分别为8.3%和2.05%,当温度高于700℃以后,合金开始呈现出软化趋势,800℃的拉伸断口表面可见韧窝及明显的氧化膜。     

同步冷却热成形+时效后AA2024铝合金的 显微组织及拉伸性能

在435～505℃下对H18态AA2024铝合金板料进行同步冷却热成形,并在150～230℃下时效处理4～12h,研究了时效后的显微组织和拉伸性能。结果表明:同步冷却热成形+时效后,试验合金中的主要强化相为Al_2CuMg相;随时效温度的升高,Al_2CuMg相的尺寸增大、数量变多,时效时间对该相的影响较小;试验合金的抗拉强度和屈服强度随成形温度的升高而增大,随时效温度的升高先增大后减小;在成形温度不高于475℃条件下,试验合金的抗拉强度和屈服强度随时效时间的延长呈先增大后降低的变化趋势,并在时效8h时达到峰值,在成形温度高于475℃条件下,时效时间对合金强度的影响很小。     

长期时效镍基高温合金的组织与力学性能

对经过标准热处理Inconel751合金,在700℃和850℃进行长时间的时效处理,测试常温和高温下合金的力学性能,对组织和断口进行观察.结果表明,在700℃时效时,合金的硬度、冲击和室温/高温拉伸强度较为稳定,合金的塑性在整个时效过程中无明显变化;在850℃时效初期,合金硬度和室温/高温拉伸强度明显降低,塑性有所升高,500 h～1 000 h基本保持稳定;在整个时效过程中室温冲击吸收功迅速增加,表现出较强的塑性.在730℃/430 MPa条件下持久寿命呈明显下降趋势.对各性能测试断口观察发现,700℃时效合金主要以沿晶断裂方式为主,经850℃时效后的试样断口分布有一定的韧窝.     

热处理对大型变形高强耐热镁合金组织与性能的影响

通过拉伸试验和微观组织观察,研究了固溶处理及时效处理对合金成分为Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr的大型变形高强耐热镁合金微观组织和性能的影响。结果表明,合金的最佳热处理工艺为430℃×8h+225℃×16h。当固溶温度为430℃时,会发生动态再结晶,晶粒得到细化,提高了抗拉强度。经过时效,灰色LPSO相数量增多,提高了合金的力学性能。合金轴向抗拉强度为332 MPa,延伸率为11.5%;环向抗拉强度为375 MPa,延伸率为12.3%。     

低成本Fe60(CoCrNiMn)40富铁中熵合金的显微组织与性能

通过增加CoCrFeMnNi合金中的铁含量,制备了低成本富铁中熵合金Fe₆₀(CoCrNiMn)₄₀(原子分数/%),对其进行了1 200℃×3 h均匀化处理、轧制和900℃×1 h退火处理,研究了该合金的显微组织、拉伸性能及耐腐蚀性能等。结果表明：试验合金由面心立方结构的单一奥氏体相组成,再结晶晶粒大小均匀,平均晶粒尺寸约为17.8μm,再结晶晶粒内出现退火孪晶;试验合金在室温下表现出优异的拉伸性能和应变硬化能力以及在NaCl溶液中显著的自钝化行为和优异的耐腐蚀性能,其抗拉强度为603 MPa,屈服强度为226 MPa,断后伸长率为81.6%,在NaCl溶液中的自腐蚀电位为-0.461 6 V,自腐蚀电流密度为2.74×10^-6 A·cm^-2,电荷转移电阻为2.94×10⁵Ω·cm²;与其他富铁多组分合金相比,试验合金的抗拉强度和断后伸长率更大,塑性应变高出10%以上,自腐蚀电流密度更低。试验合金的拉伸断口由均匀分布的韧窝组成,拉伸断裂方式为韧性断裂;在...     

固溶时效对Inconel718合金组织和力学性能的影响

对Inconel718合金进行了(9201 060℃)×1.5h+(650850)℃×(610)h的固溶时效处理,研究了固溶温度和时效温度、时间对合金组织和力学性能的影响,并获得了较理想的固溶时效工艺。结果表明:时效处理后,合金的硬度较固溶态的明显提高;随固溶温度升高,奥氏体晶粒长大,δ相逐渐溶解,较适宜的固溶温度为1 000~1 020℃;随时效时间延长,合金中析出相的弥散强化效果更佳,屈强比提高显著;在1 000~1 020℃固溶+750℃×10h时效处理后,合金的力学性能最佳,抗拉强度超过1 200 MPa,室温冲击吸收功超过120J,硬度超过310HV10。     

700℃先进超超临界机组末级过热器用新型镍铁基高温合金的组织与性能

研究了700℃先进超超临界(A-USC)机组末级过热器用新型镍铁基HT700T高温合金的组织和性能。结果表明:HT700T合金为析出强化型合金,在750℃的组织稳定性较好;合金在750℃时的屈服强度为598 MPa,且热暴露3 000 h后其屈服强度仍约为400 MPa;合金在750℃/105h的持久强度为103 MPa;在750℃热暴露104h后,室温冲击功为50 J·cm-2,较热暴露前的略有下降;合金的750℃抗蒸汽氧化性能达到完全抗氧化级,在750℃/2×105h模拟烟灰/烟气条件下的金属腐蚀深度约为0.2 mm; HT700T合金的综合性能基本满足700℃A-USC机组末级过热器的服役性能要求,其工业试制锅炉管已在试验平台上正常运行超过15 000 h。     

热时效对多元微合金化310S不锈钢显微组织和冲击性能的影响

复合添加钼、铌、钨和钽等元素对310S不锈钢进行多元微合金化,固溶后分别在不同温度(650,800℃)和不同时间(500,1000,2 000h)进行热时效处理,研究了热时效对试验钢显微组织和冲击性能的影响。结果表明:在650℃时效处理后,试验钢显微组织为奥氏体,第二相除了M_(23)C_6相外还存在Fe_2MoC相和Cr_7C_3相;在800℃时效处理后,试验钢晶内有大量针状第二相析出;试验钢在不同温度时效处理后,随着时效时间的延长,其冲击吸收功均逐渐降低;和650℃时效相比,在800℃时效处理后试验钢的冲击吸收功降幅增大,断裂方式由韧性断裂向脆性沿晶断裂转变。     

热处理对高真空压铸AlSi10MnMg合金拉伸性能的影响

分别对高真空压铸AlSi10MnMg合金进行T5(180℃×2 h)、T6(515℃×1 h空冷+175℃×2 h)和T7(460℃×1 h水冷+175℃×2.5 h)热处理,研究了不同热处理条件下该合金的显微组织和拉伸性能。结果表明：经过T5热处理后的铸态试验合金铝基体相长大,圆整度较高,晶粒尺寸主要集中在20～80μm,硅相仍呈细长状,与铸态试验合金相比,试验合金的抗拉强度提高了8.9%,断后伸长率降低了9.1%;经过T6和T7热处理后,铝基体相形状不规则程度降低,晶粒尺寸分别为2～50,2～30μm,组织更均匀致密,硅相由铸态时的细长状演变为规则的圆形,试验合金的抗拉强度分别降低了26.0%和23.9%,断后伸长率分别提高了54.5%和72.7%;铸态和T5态试验合金的拉伸断裂方式均为韧脆混合断裂,T6和T7态试验合金的断裂方式则以韧性断裂为主,其中T7态试验合金拉伸断口中的韧窝细密且深,塑性更好。     

一种析出强化型Fe-C-Mn-Ni奥氏体合金钢的微观组织和力学性能

对Fe-C-Mn-Ni-X(X为铬、钒等元素)奥氏体合金钢锻材进行固溶和时效处理,研究了时效温度(650,700,750℃)和时效时间(0～25h)对合金钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:固溶态和时效态合金钢显微组织形态相差不大,时效处理后,合金钢中析出大量与奥氏体基体呈共格或半共格位向关系的纳米VC相;固溶态合金钢表现出很强的时效硬化能力,随时效温度升高,硬度达到峰值的时间缩短,峰值硬度降低;时效处理后,合金钢的屈服强度和抗拉强度显著增加,断后伸长率和加工硬化指数则明显下降,拉伸失效模式由韧性断裂转变为韧脆混合断裂;随时效温度升高和时效时间延长,合金钢的强度有所降低,但加工硬化能力增强。     

热处理工艺对Ni36CrTiAl合金组织和力学性能的影响

为研究时效处理工艺对Ni36CrTiAl显微组织和力学性能的影响,对Ni36CrTiAl冷轧合金分别进行600℃、630℃、650℃、680℃、700℃时效处理,通过金相显微镜分析组织特征并测试力学性能指标。结果表明,650℃～680℃时效处理,析出的强化相细小均匀,强度和塑性都明显增加,而大于700℃时效后,强化相尺寸增大,强度和塑性随时效温度的升高而下降。确定680℃×3h时效处理后,具有适宜的强化及塑性的配合。     

Fe-13Cr-2.5Mo阻尼合金的热处理工艺

研究了热处理工艺对冷拉态Fe 13Cr 2.5Mo阻尼合金的微观组织、力学性能和阻尼性能的影响。研究发现:水淬温度为900℃和1100℃时对数衰减率各有一个相近的峰值;900℃时由于合金组织完成了回复再结晶,阻尼性能保持较高的水平;而1100℃时,合金中碳化物溶解,晶粒快速长大,导致较大尺寸的磁畴形成,使得合金的内耗值很高。淬火温度的提高,使合金的强度和塑性逐渐降低。合金的较佳热处理工艺为900℃×2h水淬。     

热冲压成形后22MnB5钢的组织与拉伸性能以及拉伸时的微观形貌演变

对比研究了22MnB5钢经890℃热冲压成形前后的显微组织与拉伸性能,采用原位拉伸试验观察了热冲压成形后试验钢在单向拉伸过程中微观形貌的演变.结果表明:热冲压成形前试验钢的显微组织为铁素体和珠光体,热冲压成形后组织转变为马氏体,试验钢的强度和强塑积提高,塑性下降;在拉伸过程中,试验钢先发生颈缩,随后原奥氏体晶界破坏,微裂纹萌生,夹杂物脱黏形成孔洞型裂纹,随着拉伸的继续进行,裂纹扩展长大并相互连接,试验钢断裂;热冲压成形试验钢的拉伸断口存在大量韧窝,断裂形式为微孔聚集型断裂.