基于不同原始组织预设变形第四代单晶高温合金的再结晶行为

第四代单晶高温合金标准热处理试样和铸态试样压痕后分别在1100,1150,1200,1250,1300℃和1340℃退火处理,采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射仪研究不同条件的再结晶组织。结果表明:1100,1150,1200℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都出现胞状再结晶。1250℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都为混合再结晶。1300℃退火处理后,标准热处理试样再结晶组织全部为等轴再结晶,而铸态试样仍为混合再结晶。1340℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都形成了等轴再结晶。随着退火温度升高,标准热处理试样和铸态试样的再结晶层深度明显增加,标准热处理试样再结晶深度明显大于铸态试样,相同条件下标准热处理试样的再结晶晶粒更容易长大。再结晶与基体的界面为小角度晶界、大角度晶界,而再结晶晶粒之间为小角度晶界、大角度晶界和孪晶界。孪晶在单晶高温合金再结晶的过程中发挥了重要作用。     

表面再结晶对定向凝固DZ4合金疲劳行为的影响

对表面通过喷丸预变形后的定向凝固DZ4板材试样进行1220℃/4h的热处理,以在板材试样表面形成再结晶层.在760℃下进行疲劳试验,以研究表面再结晶层对定向凝固DZ4合金板材的疲劳性能的影响.结果表明,表面有再结晶层的定向凝固DZ4板材试样的疲劳性能大大降低,且疲劳寿命随着再结晶层深度的增大而降低;断口观察表明,疲劳裂纹均起源于表面的再结晶区或其与基体的界面.通过有限元模拟对含再结晶区的板材试样的损伤演化行为进行模拟,结果表明再结晶区的存在改变了试样表面的应力场分布,再结晶区与基体的界面上的应力最大,裂纹一般从此处萌生,并向表面和基体扩展.     

再结晶对DD6单晶高温合金轴向高周疲劳性能的影响

为了研究再结晶对二代单晶高温合金DD6高周疲劳性能的影响,对标准热处理的DD6合金进行表面吹砂处理,然后分别在1120℃和1315℃保温4h,以获得不同类型的再结晶组织。在疲劳试验机上分别测试了光滑和含再结晶的DD6合金试样在1070℃的轴向高周疲劳寿命。采用SEM观察DD6合金再结晶组织及疲劳断口。结果表明:胞状再结晶和等轴再结晶降低了DD6合金的轴向高周疲劳性能,胞状再结晶作用小于等轴再结晶;含再结晶的DD6合金试样的轴向高周疲劳断裂机制为类解理断裂和枝晶间的局部韧窝断裂共存的混合断裂;再结晶使DD6合金试样变为多源疲劳断裂。高温条件下,再结晶晶界的存在加快合金试样的氧化损伤,显著缩短早期疲劳裂纹的萌生和扩展时间,降低合金的轴向高周疲劳性能。     

一种单晶高温合金铸态下的再结晶行为（英文）

一种单晶高温合金试样铸态下压痕后分别在1100,1150,1200,1250,1300和1340℃温度下的真空保温处理4h,用包括电子背散射衍射(EBSD)在内的诸多方法研究了再结晶组织。结果表明,合金经1100,1150和1200℃保温处理后形成胞状再结晶,1340℃保温处理后形成了等轴再结晶,1250和1300℃保温处理后形成了混合再结晶。不连续的胞状再结晶首先在枝晶间的共晶上形成,而等轴再结晶首先在枝晶干形成和长大。1100和1150℃保温处理形成的胞状再结晶晶界大多数为小角度晶界。随着处理温度升高,晶界角度增加。除1100℃其它不同温度处理形成的再结晶晶粒都存在大量孪晶,随着处理温度升高,孪晶数量增多。     

表面塑性变形对高Nb-TiAl合金扩散连接的影响

采用高能喷丸方法在高Nb-TiAl合金表面引入塑性变形,研究其对高Nb-Ti Al合金扩散连接的影响。结果表明:喷丸处理后待连接表面产生厚度约150μm的变形影响区。表面变形区在扩散连接过程中未发生显著再结晶,但是后续热处理后连接界面处发生强烈再结晶,γ相占据了原始平直界面。室温剪切强度的测试结果表明,表面塑性变形可有效降低高NbTiAl合金的扩散连接温度,连接接头的剪切强度最高达到420MPa。     

喷丸对TNM-TiAl合金组织以及450 ℃下高周疲劳性能的影响

目的 针对TNM-TiAl合金(Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B)服役时受高周疲劳影响的问题,揭示喷丸处理技术对TNM-TiAl合金疲劳性能的影响规律。方法 通过扫描电镜和透射电镜分析喷丸前后的组织演变,测量喷丸前后合金表面残余应力、表面粗糙度和显微硬度分布规律,采用梯度法测量喷丸前后的高周疲劳极限,并分析断口形貌和断口附近组织。结果 喷丸后合金表面粗糙并且存在烧蚀坑,表面附近的片层团发生弯曲,在组织内部引入大量位错、位错缠结以及位错胞等缺陷。喷丸后表面粗糙度明显提高,显微硬度提高了209HV0.05,从表面到内部形成深度为260 μm的硬度梯度。喷丸后试样表面的残余压应力为446 MPa,深度约为85 μm。喷丸后在450 ℃下保温30 h后合金表面最大硬度仍比喷丸前的硬度高166HV0.05,硬化深度约为150 μm。未喷丸光滑试样、喷丸光滑试样、未喷丸缺口试样和喷丸缺口试样的疲劳极限分别为615、637、385、455 MPa,光滑试样断裂类型为穿晶解理型脆性断裂,而缺口试样为穿晶脆性断裂。结论 喷丸能够显著提高最大残余压应力和引入应力的深度,且喷丸引入的组织具有一定的热稳定性,喷丸明显提高了TNM-TiAl合金的疲劳极限。     

高能喷丸对AZ31镁合金耐腐蚀性及硬度的影响

采用高能喷丸对AZ31镁合金棒材端面进行表面自纳米化处理,利用失重法研究了AZ31镁合金喷丸试样和未喷丸试样在中性5%NaCl溶液中的腐蚀行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色谱仪(EDS)对塑性变形层腐蚀后的表面形貌、元素分布进行了表征,利用微观硬度计测试了由喷丸表面到基体的硬度变化。结果表明,喷完后AZ31镁合金试样的腐蚀速率明显大于未喷丸的试样,随着腐蚀时间的延长,喷丸试样的腐蚀率急剧减小,然后缓慢降低,在喷丸表面形成了1层厚度约150μm的塑性变形区,在喷丸表面有裂纹存在。晶粒细化显著提高了母材表面的微观硬度,喷丸表面的微观硬度最高达到135HV,是母材的2倍多。     

镍基单晶合金CMSX-6的再结晶行为及热裂倾向

在不同热处理温度和载荷下,研究了CMSX-6单晶的再结晶现象。结果表明:在低于1 150℃×4 h热处理后,没发现再结晶现象,但在载荷的作用下,单晶退火时γ'相形成元素自发偏析,造成大量的大颗粒γ'相在共晶周围析出;随着热处理温度升高,载荷影响区再结晶经历由压痕周围胞状再结晶、枝晶干再结晶、多个等轴再结晶三个阶段;在高于1 150℃×4 h热处理时,单晶随着载荷的增加,再结晶的范围和深度明显增大;以及随冷却速率的增加,再结晶晶粒之间的热裂倾向增大,致使大量热裂沿晶界分布。     

复合喷丸对铝-铜-镁合金表面形貌和硬度的影响

对铝-铜-镁合金试样进行复合喷丸处理,通过观察喷丸处理后试样的表面形貌和测量试样的表面粗糙度、残余应力、衍射峰半峰宽及显微硬度等参数,分析了复合喷丸处理对铝-铜-镁合金表面形貌和力学性能的影响.结果表明:铝-铜-镁合金试样经复合喷丸处理后表面粗糙度变化不大,由0.70μm增加到2.97μm,试样表面整体细密、均匀,完整...     

复合喷丸提高等轴状TC4钛合金的疲劳性能

首先对等轴状TC4钛合金疲劳试样表面进行了不同时间的高能喷丸,制备出一定深度的纳米表层,然后采用小尺寸弹丸进行表面损伤修复喷丸,提高纳米表层质量,最后对不同喷丸状态的试样进行了疲劳试验。结果表明:复合喷丸使等轴状TC4钛合金的疲劳强度相比未喷丸状态提高了34%,在单纯高能喷丸纳米化方法的基础上进一步提高了12%;高能喷丸在试样表面形成的损伤阻碍了表层纳米化提高疲劳强度的效果,通过修复喷丸可以修复部分高能喷丸损伤。     

7B04包铝复合板热变形行为及其对组织演变的影响

利用热模拟实验研究7B04包铝复合板在变形温度为380~450℃和应变速率为0.1~30 s^-1的热压缩性能,结果表明:随着真应变的增加,热加工图失稳区逐渐向高应变速率区域扩展。最适宜的热加工区域为:温度380~410℃,应变速率5~30 s^-1。采用EBSD技术对变形后的组织进行表征,结果表明:随着温度的增加和应变速率的降低,再结晶晶粒趋向于晶界平直化及晶界取向差逐渐增加的方向演变。包铝层在变形过程中主要发生连续动态再结晶,而7B04基体中同时存在不连续动态再结晶、连续动态再结晶(含几何动态再结晶)。材料最佳的热变形温度为410℃和应变速率10 s^-1,此时7B04基体和包铝层的晶粒尺寸均保持在较小的范围内。     

Mechanical properties and corrosion behavior of selective laser melted 316L stainless steel after different heat treatment processes

Irregular grains, high interfacial stresses and anisotropic properties widely exist in 3D-printed metallic materials, and this paper investigated the effects of heat treatment on the microstructural, mechanical and corrosion properties of 316 L stainless steel fabricated by selective laser melting. Sub-grains and low-angle boundaries exist in the as-received selective laser melted (SLMed) 316 L stainless steel. After heat treatment at 1050 °C, the sub-grains and low-angle boundaries changed slightly, and the stress state and strength decreased to some extent due to the decrease of dislocation density. After heat treatment at 1200 °C, the grains became uniform, and the dislocation cells vanished, which led to a sharp decline in the hardness and strength. However, the ductility was improved after recrystallization heat treatment. The passive film thickness and corrosion potential of the SLMed 316 L stainless steel decreased after heat treatment, and the pitting potential also decreased due to the accelerated transition from metastable to steady-state pitting; this accelerated transition was caused by the presence of weak passive films at the enlarged pores after heat treatment, especially for an adequate solid solution treatment.     

氧化铝陶瓷的高温磨损与自润滑机理研究

研究了Al₂0₃陶瓷从室温至12000℃在于摩擦条件下的高温摩擦磨损行为。结果表明：在600℃以后的摩擦磨损随温度上升而逐渐减小,在1200℃的摩擦系数仅为室温的60％磨损则降低了两个数量级,表现出良好的高温自润滑特征。在不同温度下,存在三种显著不同的磨损机理．从室温至600℃,主要是磨粒磨损和微断裂,磨损随温度上升而略有增加．在600～1000℃,磨损机理逐渐由脆性断裂过渡到塑性变形和再结晶,在表面形成一个厚度为5～10μm的、类似于纳米材料结构的特殊表面层．随着这种特殊表面层的形成,磨损显著下降．在1200℃,摩擦表面由塑性变形发展到软化状态,出现流体动力润滑,使摩擦磨损进一步降低．     

工业纯铁自纳米化组织的EBSD分析

运用高能喷丸技术实现了工业纯铁表面自纳米化,利用电子背散射衍射（ElectronBackscatteredDiffraction,EBSD）对自纳米化组织的结构特征进行了分析,在此基础上探讨了工业纯铁自纳米化机理。结果表明,工业纯铁自纳米化组织由三个典型区域组成,分别含有大量残存住错,大角度晶界及大量小角度晶界。自纳米化组织含有再结晶织构和形变织构,但由于晶粒取向差不同,变形难易程度不同导致两种织构的比例不同。位错运动、晶粒取向差不同导致变形不同步及发生再结晶是工业纯铁表面自纳米化过程中晶粒细化的主要原因。     

ZrO2-膨化石墨/焦炭复合材料的结构和制备

运用两种不同技法制备了ZrO2纳米粒子改性的膨化石墨/焦炭复合材料,应用XRD、SEM和TEM对所得ZrO2改性炭材料进行了表征.技法1:在ZrO(NO3)2及NH4OH溶液中反复交替地浸渍低密度膨化石墨/焦炭块体,随后在1200℃氮氛中热处理,以使在炭块自由表面沉积ZrO2纳米粒子的薄层.技法2:将可膨胀石墨、酚醛树脂粉和ZrOC2 O4-改性的纤维素纤维混合物封装于一容器中,使之经受900℃热激震,随后在氮氛中1200℃热处理,获得改性复合材料.结果表明:复合材料中ZrO2纳米粒子呈现三种尺寸:6nm～30nm为单独的纳米粒子和小微粒;200nm～1000nm为长树突状结构物;1μm～40μm为形如纤维素前驱体的杆状物.     

钴铬钼多孔关节烧结工艺的研究

研究了钴铬钼合金关节与珠粒烧结时不同冷却制度对零件组织和性能的影响.即A组铸件按照原生产工艺经固溶处理后,进行1280℃高温真空烧结,炉冷;B组铸件直接进行1280℃高温真空烧结,随炉冷却至1200℃充入氩气快速冷却至室温;C组铸件于铸模中缓慢冷却后不进行热处理;D组铸件进行1200～1240℃固溶处理,油冷;彼此作为...     

Effects of rejuvenation heat treatment on microstructure and creep property of a Ni-based single crystal superalloy

Both surface and internal microstructures of a second-generation Ni-based single crystal(SX) superalloy were studied after creep and rejuvenation heat treatment(RHT).It is indicated that the microstructures,such as the dislocation network,the γ phase and the γ' phase,can be recovered to those after the standard heat treatment(SHT).It is found that RHT affected zone(RAZ) formed at the surface is composed of theγ'-free layer,the transition layer and the recrystallization(RX),which are less than 20 μm in depth totally.Such depth of the RAZ doesn't affect the properties of the superalloy.The morphology of γ' phase at the RAZ is related to the composition of the elements.The average creep life after RHT is close to the average life after SHT.It is concluded that RHT could effectively repair SX parts and increase the total life of the sample after a damage by creep.     

Al2O3保护层对高温下Pt/ZnO/Al2O3电极导电稳定性的影响

本工作研究了Al₂O₃保护层的厚度对高温下声表面波器件电极导电稳定性的影响, 采用激光分子束外延方法在Pt/ZnO/Al₂O₃电极上制备了不同厚度的Al₂O₃保护层。通过测量样品高温环境中的实时电阻, 发现Al₂O₃缓冲层的厚度对电极在高温下的导电稳定性的影响非常大。结果表明, 没有Al₂O₃保护层时, Pt/ZnO/Al₂O₃电极的电阻升温至800 ℃时开始急剧地增加。当包覆40 nm的Al₂O₃保护层时, 电极在升温至900 ℃以上才出现电阻值剧烈增加的现象。而随着Al₂O₃保护层厚度的增加, 电极的电阻在高温下的导电性能也更加稳定。SEM测试结果表明, 经过1000 ℃、1 h的高温测试后, Al₂O₃保护层越薄的Pt/ZnO/Al₂O₃电极, 结块形成的Pt颗粒越大与不连续的Pt空洞更多。这些结果为制备高温下稳定工作的声表面波器件提供了一条新的思路。