热处理对TiAl基合金相变和显微组织的影响

TiAl基合金净形成形是克服其难加工成形的有效方法，但该合金铸态组织较粗大，不利于提高其综合性能，如何细化该合金的微观组织成为当前研究热点之一。本文重点讨论了通过热处理改变TiAl基合金微观组织的技术途径，包括双相区热处理，双温热处理，循环热处理，快速加热循环热处理等，并分析了各种热处理条件下组织演变的微观机制，其中快速循环热处理对细化原始组织效果最为显著。     

TiAl基合金强韧化原理及新技术的研究

采用现代测试技术,较详尽地研究了TiAl基合金工程材料的强韧化原理、新工艺和新技术。 在合金化方面,探讨了Sb、Pb、Sn和Nd的添加对TiAl基合金显微组织和室温力学性能的影响。其中,Sb具有显著改善 TiAl基合金室温力学性能和高温抗氧化能力的作用。TiAl+Sb合金室温变形时,α_2/γ层片状晶粒的γ板条内形成大量变形孪晶。TiAl+Sb合金的抗氧化性甚至优于Ti-48Al-2Cr-2Nb合金。 在晶粒细化剂的研究中,发现BN可使TiAl基合金铸态晶粒显著细化,其效果优于XD~(TM)技术中的TiB_2。 在TiAl基合金的表面化学热处理的开创性的探讨中,发现渗碳处理可有效地强化TiAl基合金表层,从而明显地提高合金的室温力学性能。多层、复杂结构的渗碳层具有良好的组织热稳定性和抗氧化性,因而使TiAl基合金抗高温长时间氧化能力得到显著改善。 较全面地探讨了TiAl基合金常规热加工和热处理的金属学原理,讨论了常规热处理对热变形TiAl基合金试样的局限性。在此研究基础上,提出了双温热处理新工艺。研究了双温热处理对TiAl基合金热变形试样的显微组织和室温拉伸性能的影响。探讨了双温热处理的金属学原理。     

TiAl基合金的组织演变

针对TiAl基合金是显微组织控制,综述了TiAl基合金中几种常见的组织演变,着重论述了变形TiAl基合金在热处理过程中的晶粒长大及动力学分析,TiAl基合金在冷却时层状组织的形成和全层状TiAl基合金在高温时的非连续粗化这3种组织演变的研究现状和面临的问题。     

直接热处理细化铸态TiAl基合金的研究进展

直接热处理方法具有工艺简单、成本低廉、显微组织易于控制和适用性广等优点，是细化TiAl基合金铸件组织的重要方法之一，概括和总结了直接热处理方法在工艺和机理方面的研究进展，提出了直接热处理工艺存在的问题及解决的途径。     

镁基合金强韧化的新思路

简单回顾了提高镁合金强韧性的常用方法,结合新近发展的镁基合金大块非晶制备技术,提出了从晶化动力学过程来进一步提高镁合金强韧性的新思路.     

TiAl合金全片层组织的热稳定性研究

研究了Al含量、冷却速率和添加硼元素对TiAl合金全片层组织在1150℃的热稳定性的影响。研究表明:Al含量在46%～48%(原子分数,下同)范围的二元TiAl合金的Al含量越高,γ偏析程度越严重,铸造片层组织的热稳定性越差;Ti-48Al合金α单相区固溶处理后炉冷的粗片层组织的稳定性远远优于空冷的细片层组织,空冷细片层组织容易在晶界处发生不连续粗化转变,并且空冷片层晶粒内的魏氏片层(Lw)与基体的界面往往与晶界一同成为片层组织发生分解的起始部位;Ti-48Al合金中添加0.8%B因晶界TiB2相的存在能有效抑制细片层组织的晶界不连续粗化,但γ相从TiB2/基体界面和晶界重新形核生长可使片层组织转变为均匀的细晶近γ组织。     

镍基高温合金热塑性变形晶粒细化与粗化的博弈关系及演进

为深入揭示Ni80A镍基高温合金热塑性变形过程中晶粒细化与晶粒粗化之间的博弈关系及演进,基于晶粒细化等温变形实验和晶粒生长粗化实验分别建立了动态再结晶和晶粒生长数学模型.结合所建数学模型和有限元分析发现,Ni80A镍基高温合金在热塑性变形过程中动态再结晶晶粒细化和晶粒生长粗化的博弈关系及演进共同决定了晶粒尺寸的非线性演变.本工作绘制了两种晶粒尺寸演变机制的博弈关系图并分析其对晶粒尺寸的单独及耦合作用.结果表明:变形初期晶粒生长粗化占主导地位,变形中后期动态再结晶晶粒细化占主导地位,整个热塑性变形过程中二者相互博弈,共同影响试样的晶粒尺寸.     

γ-TiAl基合金快速熔凝组织转变的规律

采用激光表面快速熔凝技术处理了γ-TiAl基合金的拟连接表面，原位观察了激光处理组织在不同温度下保温过程中组织转变的特点，研究了处理温度对组织转变速度的影响以及组织细化的规律，结果表明，用激光表面快速熔凝处理所得到的γ-TiAl基合金拟连接表面的枝晶组织，在一定的温度下可转变为细小的等轴晶粒组织，为后续的超塑连接提供了良好的保障。     

Ti-45Al-8.5Nb-W-Mo-Y合金的组织转变

研究了Ti-45Al-8.5Nb-W-Mo-Y合金的相结构。该合金铸态组织大部分由α2 γ片层域团组成，同时含有少量的B2 ω相。经过1200℃，2h处理后，B2相全部转变成ω相。合金经过70%-80%热变形后，组织由等轴γ晶粒，残余高温B2 ω相，少量的变形片层域团α2 γ片层组成。变形组织再经过1280℃，2h的热处理，其中高温相大幅度减少，同时α2板条增加。挤压态组织由变曲的片层及少量的等轴γ晶粒组成。循环热处理技术细化组织。     

TiAl合金复合韧化及其复合材料研究进展

TiAl合金具有低密度、高比强度及优异的高温性能等特点,成为航空航天领域极具发展潜力的轻质高温结构材料。然而,TiAl合金在室温下断裂韧性较低及800 ℃以上时热稳定性不佳等问题限制了该合金的应用,解决这些难题的重要方向之一是发展TiAl基复合材料。介绍了近年来国内外对TiAl基复合材料研究的进展情况,主要包括颗粒、连续纤维及改性涂层纤维增强增韧TiAl基复合材料的研究,并对未来TiAl基复合材料的发展方向提出展望。     

Coarsening unstructured meshes by edge contraction

A new unstructured mesh coarsening algorithm has been developed for use in conjunction with multilevel methods. The algorithm preserves geometrical and topological features of the domain, and retains a maximal independent set of interior vertices to produce good coarse mesh quality. In anisotropic meshes, vertex selection is designed to retain the structure of the anisotropic mesh while reducing cell aspect ratio. Vertices are removed incrementally by contracting edges to zero length. Each vertex is removed by contracting the edge that maximizes the minimum sine of the dihedral angles of cells affected by the edge contraction. Rarely, a vertex slated for removal from the mesh cannot be removed; the success rate for vertex removal is typically 99.9% or more. For two‐dimensional meshes, both isotropic and anisotropic, the new approach is an unqualified success, removing all rejected vertices and producing output meshes of high quality; mesh quality degrades only when most vertices lie on the boundary. Three‐dimensional isotropic meshes are also coarsened successfully, provided that there is no difficulty distinguishing corners in the geometry from coarsely‐resolved curved surfaces; sophisticated discrete computational geometry techniques appear necessary to make that distinction. Three‐dimensional anisotropic cases are still problematic because of tight constraints on legal mesh connectivity. More work is required to either improve edge contraction choices or to develop an alternative strategy for mesh coarsening for three‐dimensional anisotropic meshes. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

定向凝固A1-Bi偏晶合金中第二相的粗化行为

为了获得第二相弥散分布的偏晶合金,在定向凝固条件下,对Al-Bi偏晶合金的凝固行为进行了研究,考察了第二相体积分数对凝固组织的影响,并对第二相粒子的粗化因素进行了分析.研究结果表明:用定向凝固方法可以制得具有弥散第二相分布的偏晶系Al-Bi合金;在一定的生长条件下,第二相粒子的半径随体积分数的增大而增大;第二相体积分数以及熔体中存在的Stokes流和Marangoni对流是引起第二相粒子粗化的主要因素.     

Nontraditional grain refinement through phase transformation in an Al‐Zn alloy

Abstract

Grain size is an important factor affecting the mechanical properties of polycrystalline engineering materials. By conventional methods grains can be refined only by recrystallization following large amounts of plastic deformation. In the present study it will be shown how thermal cycling through the discontinuous precipitation reaction (discontinuous precipitation followed by continuous dissolution) can be utilized to obtain grain refinement in an Al‐Zn alloy without any plastic deformation.     

少量硼对钛合金组织影响的研究进展

硼作为一种显著影响钛合金组织的元素,已经在钛合金应用研究领域引起材料工作者的广泛关注。国内外近几年的研究工作主要围绕少量硼对钛合金的晶粒尺寸、组织稳定性以及相变点的影响展开。对含硼钛合金研究的最新进展进行了综述,分析了硼显著改变钛合金组织的机理,并提出了当前研究存在的不足以及今后潜在的发展方向。     

Improvement of mechanical properties of cast pure titanium by repeated heat treatment

ABSTRACT

Pure titanium components fabricated by casting have a coarse grain microstructure. To improve the mechanical strength of pure titanium components by refining the grain size, the cast samples were repeatedly heat-treated. During the heat treatment, the titanium samples were repeatedly heated above the alpha-to-beta (α–β) transition temperature and cooled to room temperature to undergo phase transformation. The heating cycle was performed 1, 3, 5, and 7 times. As the number of heating cycles increased, the grain size decreased. The tensile strength was 267.9?MPa in the as-cast sample and improved to 343.4?MPa after 7 heat-treatment cycles owing to the grain size refinement, while the elongation was maintained during the heat treatment.

This paper is part of a thematic issue on Titanium.     

Zr+Er及Zr+Y对Al-Mg-Si-Cu-Mn-Cr合金组织和拉伸力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸强度试验研究了0.3%Zr+0.2%Er和0.3%Zr+0.2%Y(质量分数)两种元素组合对Al-0.6Mg-0.9Si-0.5Cu-0.5Mn-0.2Cr合金热处理前后微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,两种元素组合的加入均能细化铸态晶粒,其中Zr+Y改性合金的晶粒细化更明显,且两种改性合金铸态的强度和塑性均较基体合金提高。在热处理过程中,两种元素组合会影响合金中弥散相的析出,降低合金的弥散强化效果。最终,Zr+Er改性合金的强度较基体合金提高,而Zr+Y改性合金的强度则较基体降低,两种合金的塑性均较基体降低。     

含钇Mg-Al系镁合金的研究现状和进展

综述了钇(Y)对Mg-Al系合金的组织、室温和高温力学性能、铸造性能以及耐腐蚀性能的影响.添加适量Y不仅可以细化镁舍金的基体组织,生成高熔点强化相Al2Y,还可以改善β相(Mg17Al12)的形态,有利于铗合金室温力学性能的提高,而Y的固溶强化作用和Al2Y颗粒相的弥散强化作用既有利于室温力学性能的提高,又有利于合金高温力学性能的提高.添加适量Y也可以改善Mg-Al系合金的铸造性能和耐腐蚀性能.Y和Ce、Ca和Nd等合金元素的复合加入可有效改善镁合金的力学性能.指出了含钇Mg-Al系合金目前存在的问题,并展望了其发展前景.     

变形镁合金材料的研究进展

综述了变形镁合金及其变形特性，讨论了镁合金的高温塑性、变形镁合金的热处理、晶粒细化原理，简单介绍了变形镁合金的应用领域及发展前景。