热处理对锆-钛-钢复合板力学性能及显微组织的影响

为了获得更好的锆-钛-钢复合板的综合性能,研究了热处理对锆-钛-钢复合板的影响。通过对锆-钛-钢界面的剪切强度试验分析,发现剪切强度随热处理温度的降低而减小。垂直于波纹方向的抗剪强度高于平行于波纹方向的抗剪强度。基于正交试验和方法分析,热处理因素对剪切强度和粘接强度的影响主次关系是:保温温度>保温时间>温度变化率。剪切试验的断口形貌为局部脆性断裂的韧性断裂。通过对力学性能、界面组织和显微硬度的分析,500℃,2 h,60℃/h;540℃,1 h,60℃/h的热处理均为合适的热处理工艺。随着保温温度的升高,晶粒变粗,界面富集元素富集区和扩散区,形成脆性金属间化合物Fe Ti。界面的显微硬度随热处理温度的升高而降低。     

热处理对钛-钢爆炸轧制复合板组织和性能的影响（英文）

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、显微硬度计和拉剪实验,研究不同热处理温度对钛-钢爆炸轧制复合板界面组织特征和性能的影响。热处理温度为650、750、850、950°C,保温时间为60 min。结果表明:热处理过程加速界面元素扩散和组织的转变。随着温度的升高,复合板剪切强度下降。在850°C及以下温度热处理时,扩散反应层形成化合物TiC,剪切强度下降缓慢。当热处理温度超过850°C时,扩散反应层形成大量的Ti-Fe金属间化合物(Fe2Ti/FeTi)及少量的TiC,剪切强度明显下降。     

热加工工艺对钛-钢复合板界面力学性能和显微组织的影响

研究了热加工工艺对钛-钢复合板界面力学性能和显微组织的影响。测试了在A，B，C，D4种温度下热轧复合板界面的力学性能，用金相显微镜及扫描电镜观察了界面显微组织并分析了界面的成分。结果表明，在A，B2种温度下轧制的钛-钢复合板界面机械性能良好，延伸率高，其剪切强度不但可保持坯料原有的水平，甚至还略有增加。在C，D2种温度下轧制的钛-钢复合板界面机械性能相对较低，延伸率较高，但剪切强度要比爆炸复合坯料低，尤其是D加热温度，轧制后界面剪切强度急剧下降。热轧的终轧温度也是影响钛-钢复合板界面结合性能的重要因素。在低于相转变温度的合适温区热轧，且终轧温度合适，获得的钛-钢复合板结合界面无爆炸波纹，没有污染，生产的脆性化合物极细小，组织类同于钛材完全退火的等轴组织。     

热处理工艺对锆-钛-钢爆炸复合板粘结性能影响

为得到锆-钛-钢爆炸复合板最优热处理工艺,采用正交试验法研究保温温度、保温时间和热处理升降温速率3个因素对复合板粘结强度和残余应力的影响。结果表明,保温温度540℃、保温时间1 h、热处理升降温速率60℃/h为最优热处理工艺,复合板可以获得最佳粘结强度和残余应力状态组合,保温温度过高,时间太长都会降低粘结强度。此外,还对最优热处理工艺下复合板结合面进行了显微硬度测定,微观组织和断口形貌的观察。分析显示,复合板结合界面附近形成细晶区,显微硬度较大;结合面粘结试验断裂形式为韧性加解理混合型断裂。     

铜-钢爆炸复合板的力学性能及显微组织

采用合适的工艺参数对B30白铜和Q345A钢进行爆炸复合,并对复合板的力学性能和显微组织进行了系统的测试和分析.结果表明:在试验条件下,复合板的抗拉强度达483 MPa,抗剪强度达222.3 MPa,其力学性能可以满足实际使用要求;金相组织观察显示,复合板连接界面呈波状结合,从界面处向母材基体的晶粒逐渐由等轴细晶向粗晶转变,并且在碳钢一侧发生了原子扩散现象;进一步对结合界面进行XRD分析证实,复合板靠近白铜一侧界面并发现有金属间化合物生成,说明文中所采用的爆炸焊接工艺可行,所得复合板具有满意的组织和性能.     

热处理对FeCrNi激光熔覆涂层显微组织和力学性能的影响（英文）

采用FeCrNi合金粉末在FV520B钢的梯形槽内构建多道激光熔覆涂层,并研究热处理对FeCrNi激光熔覆涂层的显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,1073 K到1273 K热处理的二次淬火效应能够细化基体材料的晶粒,从而除去熔合区和母材之间的硬度软区。当热处理温度为1073 K时,抗拉强度达到了最大值。然而这种高温热处理对涂层的耐磨性有一定程度的不利影响。     

热处理对Q345B钢基堆焊复合板显微组织及力学性能的影响

采用CO₂气体保护焊方法,在Q345B钢基体表面堆焊YD212型焊丝形成复合板。研究了淬火、正火和喷液淬火+回火3种热处理工艺对复合板显微组织与力学性能的影响,并与未热处理复合板进行比较。结果表明：3种热处理工艺均使复合板的熔合层和堆焊层显微组织发生了改变,同时也使基板层珠光体含量发生变化。热处理使复合板的各层硬度均有不同程度的提高,其中正火处理的提升幅度较小。采用喷液淬火+回火热处理得到的复合板,其基板层珠光体含量较高,硬度和韧性显著提高,熔合区韧性明显改善,堆焊层硬度优良,其冲击吸收能量是未热处理复合板的1.57倍。     

热处理对TC21钛合金显微组织的影响（英文）

对TC21钛合金进行双重固溶+时效热处理,研究固溶冷却速率、温度对合金显微组织的影响。研究表明,初生α相形貌主要受一次高温固溶温度控制,高温固溶冷却速率对次生α相含量及长宽比有显著的影响。高的固溶冷却速率可以保留更多的亚稳定β相,从而在时效过程析出更多细小的次生α相,导致强度增加,塑性及韧性下降。二次低温固溶温度对合金后续的时效响应有显著的影响,高的固溶温度可以保留更多的β相,促使更多细小的转变α相在时效中析出;低的固溶热处理温度导致固溶残余β相含量减小,时效敏感性降低。时效过程导致残余β相的分解,特别是大块亚稳定β相区。     

热处理对SIMP钢的显微组织和力学性能的影响

SIMP钢是先进核嬗变系统(ADS系统)散裂靶用候选结构材料,优化热处理工艺可以提高其力学性能。本文研究了正火温度和回火温度对SIMP钢组织与力学性能的影响,结果表明:当正火温度从980℃提高至1050℃时,原奥氏体晶粒尺寸和板条束的宽度增大,材料的冲击性能降低,但蠕变性能却大幅提高;当回火温度从760℃降至700℃时,马氏体板条的回复程度降低,析出相更加弥散,蠕变性大幅提升,但韧脆转变温却明显上升。     

热处理对定向凝固Nb-Ti-Si基合金组织及力学性能的影响（英文）

在熔体温度为2323 K,抽拉速率为100μm/s的条件下对Nb-Ti-Si基超高温合金进行了有坩埚整体定向凝固(DS),然后对定向凝固试样进行了2种不同工艺的热处理:即1723 K/50 h高温均匀化处理(HT1)和1623 K/50 h+1723 K/50 h+1373 K/50 h复合热处理(HT2)。采用XRD,SEM和EDS等分析手段研究热处理对定向凝固合金微观组织及其力学性能的影响。结果表明,热处理后合金中大尺寸初生硅化物的体积分数下降,2种方式的热处理均能有效减轻甚至消除合金中的成分偏析。热处理后原DS试样中Nbss+(Nb,X)_5Si_3共晶胞的边界完全消失。相比HT1处理,HT2处理后试样中硅化物的分布更加均匀。与DS试样相比,经HT2处理后试样的室温断裂韧性值增加了12.3%(约19.2 MPa·m~(1/2)),且其抗拉伸强度增加了26.6%(最大值达到933.2 MPa)。力学性能的改善主要归因于热处理后组织中(Nb,X)_5Si_3颗粒弥散分布以及韧性Nbss相的形状、尺寸及含量均发生变化。     

冷变形和热处理对TC21钛合金显微组织和力学性能的影响（英文）

研究冷变形、不同冷却速率的固溶处理以及时效处理对TC21钛合金(6.5Al-3Mo-1.9Nb-2.2Sn-2.2Zr-1.5Cr)显微组织、硬度和磨损性能的影响。对退火后试样进行15%(高度降低)的室温冷变形处理;然后,将样品在920°C下进行15min固溶处理,再分别进行不同冷却速率的水淬(WQ)、空冷(AC)和炉冷(FC)至室温;最后,将样品在590°C下时效4 h。结果发现,对于经固溶处理、空冷和时效处理后的样品,其残余β相中有二次α片状晶体析出。WQ和时效处理样品的硬度最高,为HV 470,这是由于存在大量残余β相(69%),而FC样品的硬度最低,为HV328。固溶处理后再时效处理可显著提高试样的耐磨性能,经水淬和时效处理后试样的耐磨性能可达到退火试样的122%。     

偏压对钛薄膜显微组织及力学性能的影响(英文)

为了研究纳米结构金属Ti的纳米力学性能,在偏压为0~140 V的范围内,采用磁控溅射方法制备纯钛薄膜。并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)表征钛薄膜的显微组织。结果表明:钛薄膜呈现非晶与纳米晶的混合结构,且晶化程度随着偏压的升高而增大。纳米压痕测试结果表明:钛薄膜的硬度与晶粒尺寸在6~15 nm的范围内符合Hall-Petch关系。但其Hall-Petch关系的斜率与采用其他强烈塑性变形法制备的超细晶纯钛相比,明显偏小,且呈现软化趋势。此外,讨论偏压对钛薄膜生长取向的影响。     

冷轧及热处理对AA 5052铝合金组织及力学性能的影响（英文）

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、硬度实验和拉伸实验等方法,研究不同轧制变形量及后续退火处理对均匀化态5052铝合金组织与性能的影响。研究结果表明,随着轧制变形量的增加,等轴晶沿着轧制方向明显地被拉长。由于轧制变形量的增加,加工硬化效应导致合金强度升高,硬度下降。当轧制变形量为87%时,抗拉强度可达325 MPa,但是伸长率只有2.5%。经退后处理后,大量的第二相析出。随着退火温度的升高,第二相析出增多,并且明显弱化加工硬化效应。当经过300°C处理4 h后,伸长率可达~23%,抗拉强度降至212MPa,此时综合力学性能恢复到均匀化状态。     

固溶-时效热处理工艺对近β钛合金显微组织演化与力学性能的影响（英文）

研究钛合金Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr(Ti-55531)在不同固溶(760～820℃)与时效(580～640℃)热处理条件下的显微组织演化、力学性能及断裂机理。结果表明,初生α相(α_p)的体积分数随固溶温度的升高而降低,而次生α相(α_s)的长度随时效温度升高而降低,其宽度则随时效温度升高而增加。Ti-55531合金的屈服强度和抗拉强度随固溶温度升高而降低,但随时效温度的升高而增大。合金在800℃固溶2 h、640℃时效8 h的条件下获得的抗拉强度(1434 MPa)与韧性(伸长率7.7%)达到最优匹配。随时效温度和时间的增加,α_s相发生粗化,使微观裂纹扩展路径变得曲折、崎岖,从而提高裂纹扩展阻力,最终提高合金的韧性与断裂韧性。     

添加La、B对钛基复合材料显微组织和力学性能影响规律（英文）

通过添加不同质量分数(0.36%,0.72%,1.45%)的镧(La)和不同质量分数(0.17%,0.34%,0.68%)的硼(B)到Ti6Al4V基体合金,经过普通的真空自耗电弧熔炼和热锻技术成功制备了TiB+La2O3颗粒增强钛基复合材料,并对材料热处理后的显微组织和力学性能进行了分析。利用XRD对试样进行了物相分析,应用金相显微镜和扫描电镜对复合材料显微组织进行了观察,特别探讨了增强体的演变特征,测定了材料的室温力学性能和高温力学性能。结果表明,La、B的添加对复合材料的显微组织和力学性能的影响巨大,制备的复合材料表现出优异的力学性能,抗拉强度可提高148 MPa,能显著地强化基体合金。     

镁-钢异种金属MIG焊接头的显微组织与力学性能（英文）

采用熔化极惰性气体保护电弧焊方法(MIG)实现镁合金和低碳钢的连接,并研究焊接热循环特点和镁-钢对接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,在焊接过程中,接头的温度场分布是不均匀的。镁合金焊缝金属为细小的等轴晶结构。在镁/钢界面存在主要由AlFe、AlF_3和Mg(Fe,Al)_2O_4相组成的过渡层,这一过渡层是镁-钢接头的最薄弱环节。焊接线能量和焊缝Al含量对镁-钢接头的抗拉强度具有明显的影响。焊接线能量由1680J/cm增至2093J/cm,接头强度明显增加,这主要归因于镁/钢界面反应。增加焊缝Al含量至6.20%,镁-钢接头强度可达192 MPa,为AZ31镁合金母材强度的80%。因此,选择合适的焊接线能量和焊缝Al含量有利于改善镁-钢接头的抗拉强度。     

Zr对二元钛铝合金组织和力学性能的影响（英文）

采用非自耗真空电弧熔炼炉制备不同Zr含量的Ti43Al与Ti47Al合金,研究该合金的显微组织和力学性能的变化。结果表明:Zr对Ti43Al合金的组织形态无明显影响,Ti47Al合金则由枝晶组织演变成等轴晶组织。Zr元素的添加能细化晶粒。Zr能促进γ相的形成,Zr在Ti43Al和Ti47Al合金γ相中的固溶度分别为12.0%和5.0%(摩尔分数)。经过分析,Ti43Al-x Zr中的γ相由β相转化而来,Ti47Al-x Zr中的γ相则由α相转化而来。细晶强化和固溶强化作用使压缩强度提高;然而,严重的显微偏析会导致力学性能下降。Zr元素极大的固溶度对合金的塑性具有不利的影响。Ti43Al-x Zr和Ti47Al-x Z合金的最大压缩强度分别为1684.82MPa(x=5.0%)和2158.03MPa(x=0.5%),而Ti43Al-x Zr合金的压缩应变无明显变化,Ti47Al-x Zr合金的最大压缩率为35.24%(x=0.5%)。两组合金均呈脆性断裂特征。     

热处理对电弧增材制造Inconel 625合金显微组织和力学性能的影响（英文）

研究电弧增材制造Inconel 625合金热处理前后的显微组织和力学性能。未热处理样品的显微组织中形成枝晶镍基固溶体相、(Nb,Ti)C碳化物、Laves相和δ-Ni₃Nb二次相。固溶热处理导致Laves和Ni₃Nb相的溶解。此外,枝晶被大柱状晶取代。时效热处理导致晶界M₂₃C₆碳化物和纳米γ’’晶的析出。未经热处理试样的硬度、屈服强度、抗拉强度和伸长率与铸态合金的接近,其断裂为穿晶韧性断裂。固溶热处理能提高合金的硬度和屈服强度,降低伸长率,但对抗拉强度影响不大。此外,时效热处理导致拉伸性能变差,断裂模式转变为穿晶韧性断裂和沿晶脆性断裂的混合模式。     

Cu含量和热处理工艺对Al-Si-Mg-Mn-xCu铸造铝合金显微组织和力学性能的影响（英文）

采用三维X射线显微镜、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及硬度测试系统研究Cu含量及热处理工艺对真空压铸Al-Si-Mg-Mn-xCu合金显微组织和力学性能的影响。研究发现,虽然Cu含量增加会提高铸锭中气孔的密度和尺寸,但是Cu添加将促进凝固过程中含Cu初生相(Q-Al₅Cu₂Mg₈Si₆和θ-Al₂Cu)的形成,从而提高合金性能。合金中形成5种不同结构的初生相,包括共晶Si、α-Al(Fe,Mn)Si、β-Mg₂Si、Q-Al₅Cu₂Mg₈Si₆和θ-Al₂Cu相。随着Cu含量增加,θ相的面积分数迅速增加,α-Al(Fe,Mn)Si相面积分数首先降低,随后缓慢增加,而Q相的变化趋势与α-Al(Fe,Mn)Si相相反。这些初生相在热处理过程中会出现不同的演变规律。在随后的时效处理过程中,Q’和θ’相的协同析出能显著提高合金的时效硬化潜力。