利用活塞铸造余热半固溶—时效热处理工艺

0　前言 当前ZL-108合金活塞国内均采用T6处理工艺（淬火加热温度510±5℃、保温4～8小时淬火固溶处理,然后175±5℃、保温6～14小时时效处理）以追求高的常温强度和硬度值,该工艺存在耗能大,产品体积稳定性差等缺点。我们从研究铝合金主要强化相在半固溶一时效状态的弥散强化规律入手,通过试验,摸索不同的冷却介质、不同半固溶淬火温度,以及时效处理的温度、保温时间等工艺参数,选择最佳工艺方案。利用活塞铸造余热进行半固溶淬火,省略原固溶淬火加热工序,提高时效温度,缩短时效保温时间,节约能源并解决原T6处理存在的体积稳定性差的问题。     

对铸态淬火工艺在摩托车活塞生产中应用的商榷

铸造铝硅合金活塞都要通过热处理改善铸件组织的均匀性．提高铸件的机械性能和加工性能,稳定铸件的组织和尺寸。在我原工作的公司中生产的铝硅共晶活塞,采用铸态淬火后人工时效的热处理工艺（T6）。即将刚出模的高温活塞迅速淬入热水中,然后出水空冷。这种淬火工艺与用电炉加热淬火相比,完全省去了加热时的电能消耗,节约生产成本。     

17-4PH钢激光辐照组织的透射电镜微观分析

对17-4PH钢进行固溶+高温时效处理后,再进行激光辐照+低温时效处理,利用透射电镜(TEM)对每步工艺下材料的微观组织进行了分析.结果表明:17-4PH钢经固溶+高温时效后,析出强化相ε-Cu和NbC(N),尺寸介于20～30 nm,并形成逆转变奥氏体;激光辐照+低温时效后,强化相ε-Cu和NbC(N)的尺寸小于20 nm,位错密度很高,激光辐照时间对组织影响不大.     

先进超超临界机组用候选材料Alloy 263的组织稳定性

对用于先进超超临界机组锅炉的候选高温合金Alloy 263在固溶处理、沉淀硬化处理和750℃时效3 000 h过程的组织演变行为进行了研究并分析了其组织的稳定性.结果表明：在固溶处理状态下的Alloy 263组织晶粒度为4~5级,较多的一次（Ti、Mo）C弥散分布于γ基体上,且γ′相形核于晶内;沉淀硬化处理主要在晶内共格析出颗粒状γ′相,在晶界析出大量的M23C6;在750℃长期时效条件下,γ′相发生Ostwald熟化,且与基体的错配度增加,M23C6和MC继续析出与长大;在时效1 000 h下基本处于稳定状态,当时效为3 000 h时,有针状η相生成;高温合金Alloy263在750℃下具有良好的组织稳定性.     

17-4PH汽轮机叶片激光固溶强化抗汽蚀性能研究

为了提高汽轮机叶片的抗汽蚀性能,采用激光固溶+时效的表面强化工艺对17-4PH沉淀硬化不锈钢进行表面处理。在3.5%NaCl溶液中进行超声波汽蚀试验,评估材料的抗汽蚀性能,揭示汽蚀失效机理。利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、VHX-5000超景深三维显微镜等手段分析汽蚀前后表面形貌和组织演变机理,利用显微硬度仪检测材料的硬度。结果表明:通过激光固溶强化可获得约2mm厚的强化层;激光固溶强化后的17-4PH表面硬度显著提高,强化层的最高硬度为491HV0.2,较基体高出116HV0.2;由于弥散强化相ε-Cu的析出,汽蚀试验40h后17-4PH激光固溶强化试样的累积失重量为基体的60%,表面粗糙度为基体的47%。     

激光固溶17-4PH的机理与性能研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪和能量色散谱仪(EDS)分别对经激光固溶处理后的17-4PH材料强化层的显微组织、显微硬度及元素含量进行了分析.结果表明:激光固溶时效后,17-4PH材料的表层平均显微硬度比基体提高了约40%,接近420 HV0.2;表层存在高密度的位错马氏体组织,且马氏体组织中含有Cr、Ni及Cu等合金元素;激光固溶层的耐磨损性能及抗气蚀性能都有一定程度的提高.根据阿伦尼乌斯定律以及菲克第二定律分析了激光固溶的机理,证明:Cu在激光作用下可以在短时间内完全溶入奥氏体,完成固溶过程.     

热处理参数对超高强钢PH13-8Mo组织及性能的影响

文章对Mo含量小于0.6%的PH13-8Mo合金的热处理性能进行了探讨,研究表明:当固溶温度在850℃~950℃之间时,随着固溶温度的增加,低Mo含量的PH13-8Mo合金的晶粒尺寸逐渐增大,当固溶温度大于950℃时,合金的晶粒尺寸急剧增大,从而显著降低合金的力学性能。当时效温度大于540℃时,合金的抗拉强度及屈服强度开始显著下降,冲击韧性得到提升。Mo含量为0.57%的PH13-8Mo合金经过合适的热处理,其抗拉强度、塑性及韧性能达到Mo含量为2.3%的PH13-8Mo合金的标准。     

IN783合金热处理工艺的热动力学评估及成分设计

采用材料性能模拟软件JmatPro 5.0与相应的Ni基高温合金数据库,对IN 783合金的相析出行为进行了分析,探讨标准热处理工艺的合理性.结果表明:标准热处理工艺的固溶温度对含名义成分的IN783合金是合理的,在该温度下能保留适量β-NiAl以限制晶粒长大,但对实际Nb、Al含量较高且含C的合金则偏低.β时效对汽轮机用IN783合金是必要的,它不仅能改善抗晶界氧化性能,还可减缓γ'相析出、抑制有害η相形成.Cr和Fe元素可稳定γ'相,高C0、Nb含量则降低γ'相稳定性,促进η相析出.     

铝—铅曲轴轴承合金

铝—铅合金在浇铸生产过程中快速冷却,可获得细小的显微组织,并且能大大提高轴承的疲劳寿命。 在连铸和粉末冶金工艺中,A1—Pb合金被用于制造有钢背的轴承合金,因此在一段时间内,A1—Pb合金被认为是发动机曲轴轴承理想的材料来源。 然而,A1—Pb系合金在结晶期间,显示出一种特殊的冶金状态,即在A1—Pb合金结晶时当第一个固溶相出现时,仅有1.5％Pb溶于铝基体中,多余的Pb则以溶融状态的小溶滴沿着合金周围析出,这些液滴由于密度不同而产生偏析,并均匀分布在铝基体上,这种结构不可能获得供使用的正常铸造工艺。     

时效对IN 625合金组织结构及拉伸性能的影响

研究了IN 625合金在760℃时效过程中组织结构的变化及其对室温拉伸性能的影响.结果表明:时效后,晶内析出少量M23C6和γ'相,晶界析出大量M23C6和向晶内延伸的γ"相.在时效过程中,晶内析出相基本稳定;时效时间延长导致γ"相沿长度方向明显长大且数量显著增多,晶界M23C6碳化物聚集长大;基体γ和γ"之间的点阵错配度大,共格应力导致的强化作用明显,合金屈服强度提高幅度大于抗拉强度;在时效3 000 h后,γ"相尺寸、数量达到最大值,从而导致合金屈服强度和抗拉强度均达到最大值;晶界M23C6碳化物和γ"相弱化晶界,使晶界成为断裂的发源地,从而导致IN 625合金的拉伸塑性降低,合金的断裂模式由塑性断裂转变为脆性断裂.     

燃煤电站用FN3合金长时组织稳定性研究

FN3是基于617合金改进优化而来的固溶强化型镍基合金,具有较好的制造和焊接工艺性、抗蒸汽氧化性能和高温长时持久强度,是650~725℃燃煤发电机组的重要候选材料之一。针对FN3合金开展高温长时时效和持久性能的测试与研究。研究表明:FN3合金725℃、10万h的持久强度超过100 MPa。分别在650℃和725℃下经历12000 h时效后,FN3合金仍保持着良好的强度和塑韧性。通过分析FN3合金高温长时时效和持久前后微观组织的演变规律,进一步验证了FN3合金在650~725℃具有较好的组织稳定性,可以满足超超临界燃煤电站关键高温部件的使用要求。     

铸铝轿车轮子的先进热处理设备

铸铝轿车轮的热处理设备由固溶热处理炉及人工时效炉组成,固溶热处理炉采用直接燃气加热,炉壳由4.76mm碳钢板制成,背衬为127mm厚的矿渣棉和     

ZG1Cr10MoVNbN铸钢高温长时持久性能试样组织分析

为了掌握ZG1Cr10Mo VNb N钢的强化机理及长时组织稳定性,采用Olympus-PMG3型光学显微镜、VEGA TESCAN型扫描电镜、FEI Tecnai G2 F30型透射电镜对钢的高温长时持久性能试样进行了组织分析。结果表明,(1)钢采用马氏体强化、固溶强化、沉淀析出强化、晶界或亚晶界等4种机制复合强化;(2)经过持久试验后,M23C6等第二相粒子均有所长大;(3)应力对于第二相粒子的长大有明显的促进作用;(4)钢在高温长时试验条件下,由于析出了有害的粗大Laves相,钢的长时蠕变持久强度会有所降低。     

重型燃气轮机用Ni-Cr-Co基高温合金组织稳定性研究

采用Thermal-Calc(TCW2)软件结合Ni基数据库(2003P)对Haynes 282合金的平衡凝固组织进行计算,并提供了Haynes 282合金等温时效组织转变曲线(TTT曲线),采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子衍射和综合相分析方法研究了Haynes 282合金经过高温长期时效处理和在持久试验断裂后的微观组织。结果表明：Haynes 282合金在800℃下经过长期时效处理后会析出TCP相;Haynes 282合金中析出的针状相均为富含Mo元素的μ相;温度为700～800℃时,Haynes 282合金中μ相析出的尺寸和含量均会随时效时间的延长和温度的升高而增大,表明Haynes 282合金在高温长时应力作用下的组织不稳定性。     

曲轴圆角感应加热淬火新技术简介

我国某内燃机制造厂消化引进国外曲轴圆角感应加热淬火新技术,自行设计制造出回线型半圈圆角淬火感应器,用于曲轴圆角感应加热淬火强化。这种感应器在曲轴旋转时对轴颈分别进行加热、加热到淬火温度时     

合金元素对奥氏体耐热钢晶界反应的影响

一 绪言 奥氏体耐热钢为了固溶强化和析出强化,目前广泛采用添加C和N的方法,特别是现在通用的21—4N之类的排气阀钢,都是添加大量C和N的。但是,一般认为,含N量高时容易发生晶界反应型析出。作者们现在正在研究晶界反应对机械性能的影响[1],晶界反应量（面积率）大约超过10％时机械性能可能恶化。     

过共晶铝硅合金活塞的热处理

过共晶铝硅合金是铸造活塞用的理想材料，本文所介绍的是为结合国产JT30型（即日本雅马哈）摩托车活塞的测试，对其使用材料的热处理规范所进行的研究。首先借助“定位金相观察法”，确定了对这类合金适宜的固溶化温度范围，进而按L9（3^4)正交表设计“固溶化－时效”方案，进行优选，考虑到活塞的工作条件。我们决定从所获强度与尺寸稳定性两方面，用“极差法”作综合分析，终于推荐出过共晶铝硅合金用作活塞材料时的最佳热处理规范。反复试验的数据表明，按此工艺热处理后所获得的各项性能皆优于日本雅马哈活塞的质量检验标准，而且已经达到或超过了西德马勒公司活塞手册中的相应指标。     

Haynes282合金在长期时效和持久过程中的组织稳定性

分别在700℃、760℃、800℃下对Haynes282合金进行长达10 000h的时效试验,在700~850℃、80~520 MPa的范围内对合金进行持久试验,采用扫描电子显微镜、能谱仪和透射电子显微镜观察和分析了合金的显微组织,研究了合金在高温时效和持久过程中的组织稳定性.结果表明:当Haynes282合金在760℃以下温度时效时,其γ′相长大较慢,在800℃下时效时,γ′相长大较快;在700℃、760℃、800℃下,时效时间超过1 000h后,冲击性能均下降较快;在800℃长期时效及850℃持久试验过程中,晶界和晶内会析出针状或长条状富Mo的μ相,且发生MC碳化物退化.     

航空用TC4合金组织与性能中热处理的影响机制分析

TC4是钛合金中两相合金的典型代表,在航空领域的应用十分广泛,主要是用在制造压气机叶片、盘件、设备紧固件等方面。而随着TC4合金组织与性能的不断优化,其用途越来越宽泛,工业前景广阔。钛合金在使用过程中,热处理工艺是有效调整材料强塑比的主要方式,其中固溶处理与时效强化相结合,可以在很大程度上提高材料强度,并降低塑性。现阶段,我国对于TC4钛合金的高温性能、热温性能、蠕变性能等研究十分重视,但是,基于热处理工艺满足航空用TC4合金使用性能的相关探究却寥寥无几。因此,通过不同热处理制度在TC4合金组织与性能中的影响研究,得出结果,在固溶温度不断升高的趋势下,显微组织从两相区固溶转变成了单相区固溶,其中的σ1和σ2也显著提高了,断后伸长率与断面收缩率都在一定程度上有了缩减。而且在时效温度不断上升的趋势下,显微组织开始越来越均匀,其中α相的等轴化程度有所提升,而σ1和σ2都呈现下降趋势,断后伸长率与断面收缩率都逐渐升高。     

ZL—8铸铝活塞淬火入水前空中停留时间的控制

我厂生产的BJ212及东风140汽车活塞材料系用ZL—8铸造铝硅合金。该合金热处理时要求尽量缩短淬火入水前的停留时间,以免降低温度,影响性能。而ZL—8合金加热温度低,不能象钢材一样由零件火色来判断低温程度,只能用时间来控制。但在热处理手册及书中规定不明确,有些也只规定了变形铝合金淬火时,出炉至入水前时间间隔小于30秒钟。在实际生产中由于各种意外情况往往拖延了时间。为了保证质量必须搞清时间长短对质的影响。我们对BJ212汽车活塞进行了不同停留时间的试验。