难变形高温合金GH4175铸态组织及均匀化工艺

采用热力学计算、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对GH4175合金铸锭进行显微组织、析出相和元素偏析情况分析,并研究了均匀化处理过程中合金组织演变和元素再分配的变化规律.结果 表明:GH4175合金铸锭枝晶偏析严重,Nb、Mo、Ti元素偏聚于枝晶间,Nb元素的偏析最为严重,主要析出相为γ'相、M23C6、MC、Laves相及针状8相.合金铸锭在1150℃时出现低熔点相熔化现象,在1200℃时出现枝晶初熔.合金铸锭均匀化应采用低温预处理加高温扩散的两段式,经1140℃×10 h+1190℃×30 h均匀化处理后,合金中的有害低熔点相回溶,枝晶偏析基本消除,是比较合理的均匀化工艺.     

GH4700合金偏析行为及均匀化过程中元素分配的规律

采用热力学计算、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法,分析研究了GH4700合金铸锭的显微组织及元素偏析情况,并研究了均匀化温度与时间对合金元素再分配的影响规律。结果表明:GH4700合金铸锭存在严重的枝晶偏析,Nb、Ti等元素大量偏聚于枝晶间,主要的析出相为γ’相、Laves相、MC碳化物及少量的δ相,热力学计算结果与实际相符;在均匀化过程中,元素发生明显的再分配,随着温度升高和保温时间的延长,Ti、Nb元素逐渐扩散均匀,当热处理制度为1170℃×48 h时,元素偏析基本消除,有害析出相回溶,是可选的均匀化工艺。     

GH4169G合金均匀化过程δ相的析出变化

在研究GH4169G合金 φ120 mm铸锭均匀化制度基础上,介绍了验证合金均匀化效果的三种方法.分析铸态组织后,将试样进行不同程度的均匀化处理.通过文献结合实验确定δ相验证制度为910℃×14h,AC.合金偏析严重时,δ相呈长针状分布在枝晶间,枝晶轴未析出区比例较大;合金均匀化改善时,枝晶间δ相析出面积增大,聚集程度降低,且针状相的长度减少过渡到棒状.均匀化程度更高时,枝晶轴基本上都有δ相析出,析出相呈棒状与粒状分布,主要差别在于枝晶轴/枝晶间析出量多少及部分区域聚集析出.完全均匀化,δ相呈粒状在晶粒内均匀析出,晶界仍有针状δ相析出.     

GH742铸锭偏析及均匀化过程中元素分布规律

为了揭示高合金化难变形GH742高温合金铸锭偏析规律及随后均匀化处理过程中元素分布规律，采用微观组织分析手段分析研究了该合金铸态和均匀化态的显微组织和元素的偏析情况：根据实验中偏析元素Nb，Ti的分布，讨论了偏析指数与工艺参数和材料参数的关系。研究结果认为：偏析指数的变化量舶在枝晶间距为80μm～120μm时减小量最大，并且在枝晶间距为120μm的条件下，合金在1160℃退火8h和16h的Nb元素的占计算值与实验值较符合。     

7075铝合金铸锭组织及均匀化研究

采用光学显微镜察、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察等分析方法,研究了7075铝合金铸锭组织及均匀化工艺。结果表明,Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金的铸态凝固组织由Al基体+Mg(Zn,Al,Cu)2非平衡共晶相组成;均匀化温度在460℃时,合金中枝晶组织部分消失,低熔点相溶解不充分,在470℃均匀化出现过烧现象。合金经460℃×5h+480℃×24h和460℃×5h+490℃×24h均匀化之后,晶界处的共晶组织基本消除,但晶粒显著长大,两种双级均匀化的晶粒尺寸分别约为120μm和150μm。用400℃×5h+460℃×24h+470℃×24h三级均匀化后,基本消除了共晶组织,均匀化效果很好且晶粒尺寸约为75μm,是最佳的均匀化制度。     

铸造Ti-45Al-8.5Nb-0.5(W,B,Y)合金组织均匀化处理

采用水冷铜坩埚感应熔炼制备了Ti-45Al-8.5Nb-0.5(W,B,Y)(at%)合金铸锭,研究了铸造合金组织特点及均匀化处理温度对显微组织的影响规律。结果表明,铸锭组织呈全层片,有大量β相网,富Al相等成分偏析;调整热处理温度使合金偏析区域处于α单相区,充分保温后缓慢冷却可消除偏析形成全层片组织;经过1420℃×12 h炉冷,β相与富Al相偏析均得以消除,获得平均尺寸约为320μm,层片间距约为0.8μm的均匀全层片组织。     

Homogenization of as-cast Ti-45AI-8.5Nb-0.5 （ W, B, Y） alloy

采用水冷铜坩埚感应熔炼制备了Ti-45Al-8.5Nb-0.5（W,B,Y）（at%）合金铸锭,研究了铸造合金组织特点及均匀化处理温度对显微组织的影响规律。结果表明,铸锭组织呈全层片,有大量β相网,富Al相等成分偏析;调整热处理温度使合金偏析区域处于α单相区,充分保温后缓慢冷却可消除偏析形成全层片组织;经过1420℃×12 h炉冷,β相与富Al相偏析均得以消除,获得平均尺寸约为320μm,层片间距约为0.8μm的均匀全层片组织。     

均匀化处理对Al-Mg-Si-Cu合金组织的影响

利用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等方法,研究了不同均匀化制度对Al-Mg-Si-Cu合金铸态微观组织和挤压型材粗晶层的影响。结果表明,适当的均匀化处理可以有效地改善半连续铸造铸锭的枝晶偏析和弥散相分布。当均匀化制度为530℃×6 h时,合金非平衡共晶相溶解效果以及晶内弥散相的数密度分布较好,综合效果最佳;同时,挤压型材粗晶层厚度最小可达29μm。     

难变形高温合金GH4975的铸态组织及均匀化

应用FESEM、EBSD、萃取相分析及热模拟压缩等实验方法研究了难变形高温合金GH4975的铸态组织,铸态热压缩及均匀化过程中的组织演变。结果表明,GH4975合金铸态组织的主要析出相为γ′相、一次MC碳化物相及共晶相。合金中的主要偏析元素为Ti、Nb和W。铸态合金经热压缩后极易开裂,开裂主要由一次碳化物、共晶相及一次粗大γ′相的不协调变形导致。经1180℃、50 h均匀化热处理后,合金中的元素偏析完全消除。在1180℃均匀化过程中除共晶相回溶外,一次碳化物的数量和形态发生了明显的变化。均匀化后合金中的强化相和一次碳化物发生了综合互协调作用,使合金的热变形能力显著提高。     

Cu-4Ni-2Sn-Si合金的铸态组织及均匀化退火工艺的研究

采用OM、SEM、EDS及硬度测试等分析方法研究了Cu-4Ni-2Sn-Si合金的铸态显微组织,以及均匀化退火对合金显微组织及性能的影响。结果表明,铸态Cu-4Ni-2Sn-Si合金的显微组织枝晶发达,合金元素分布不均匀,Sn呈反偏析现象,且室温组织由α-Cu和δ-Ni2Si相组成。随着均匀化退火温度的升高及保温时间的延长,合金元素的分布趋于均匀化,Sn的反偏析现象基本被消除,有大量δ-Ni2Si析出且趋于均匀化分布,均匀化退火效果受温度影响较大。由此建议Cu-4Ni-2Sn-Si合金较佳的均匀化退火条件为850℃×4 h,其硬度值为HB99.5,电导率为16.64%IACS。     

均匀化工艺对GH5188合金组织及力学性能的影响

利用JMatPro软件、金相显微镜、扫描电镜、能谱分析以及高温拉伸、高温压缩试验等方法,分析GH5188合金铸锭的溶质元素偏析规律、均匀化热处理过程的微观组织演变规律及均匀化过程对GH5188合金力学性能的影响。研究表明,GH5188合金的主要析出相为M₆C和M₂₃C₆,合金中的主要正偏析元素为W和Cr,负偏析元素为Ni和Co。采取1200℃×72 h的均匀化工艺,可以有效消除原始铸态块状析出相,消除W、Cr、Ni、Co等元素偏析,达到最合适的均匀效果。均匀化热处理后,GH5188合金的力学性能得到了提升,在1180℃拉伸、压缩条件下,抗拉强度达到158 MPa,变形抗力为244.29 MPa。     

低频电磁场对半连续铸造Al-Mg-Si-Cu合金显微组织的影响

采用低频电磁场半连续铸造工艺制备Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭,研究了低频电磁场对Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭组织的影响。结果表明,施加低频电磁场可以细化Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭的晶粒组织,减轻晶内元素的偏析程度。与常规半连续铸造相比,施加频率为20 Hz、电流为120 A的交变电磁场后,铸锭中的等轴晶组织增多,枝晶状组织减少,晶粒尺寸变得更加细小,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规半连续铸造的170和259μm分别降至133和187μm,同时有利于提高溶质元素在晶内的分布,很大程度上减轻了溶质元素的偏析。此外,低频电磁场的电磁振荡使得液穴内部温度场和流动场更趋均匀,溶质元素分配系数增大,结晶区间变小,抑制了树枝晶的生长,促进了Al-Mg-Si-Cu合金半连续铸锭中非枝晶组织的形成和溶质元素的强制固溶,并且抑制了溶质元素的偏析。     

Mn元素在7A99铝合金中微观组态分布的研究

通过半连续铸造方式向7A99铝合金中添加0.4％Mn(质量分数)元素,采用SEM、TEM、HRTEM与三维原子探针(3DAP)开展Mn元素在7A99铝合金铸锭、均匀化以及固溶时效过程中的微观组态分布的研究.结果表明,Mn元素在7A99铝合金铸锭中主要以晶界处鱼骨状的含AlZnMgCuMn的MgZn2型非平衡共晶化合物形...     

Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg铸造铝合金的均匀化工艺及组织演变

对Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg铸态合金进行不同双级均匀化处理,采用扫描电镜、电子探针显微分析仪、差示扫描量热仪和光学显微镜等,研究了该合金的铸态组织及其在均匀化过程中的组织演变。结果表明:铸态组织主要由α-Al、粗大Al₂Cu相以及少量AlZnMgCu、Al₇Cu₂Fe相组成,合金元素枝晶偏析严重。经470 ℃×12 h均匀化处理后,AlZnMgCu相已基本回溶至基体;第二级均匀化温度由490 ℃逐渐升高到520 ℃或者延长保温时间,Al₂Cu相逐渐回溶至基体,合金元素分布趋于均匀。合金过烧温度为520 ℃,最佳双级均匀化制度为470 ℃×12 h+510 ℃×32 h,该制度与均匀化动力学计算结果基本一致。     

6070铝合金的均匀化热处理

通过OM、SEM、EDS、DSC和电导率等测试方法,研究了6070合金的均匀化热处理工艺及微观组织演变。结果表明,6070合金铸态组织中,大量非平衡凝固产生的一次相Mg₂Si沿晶界聚集分布,圆盘状Q相分布于晶内。合金经535℃×12 h均匀化处理后,铸态一次相基本回溶,均匀化效果较好。均匀化后合金元素主要以细小弥散相形式在铝基体中析出,导致合金导电率升高。550℃为合金起始过烧温度,合金组织中开始出现近似三角形的复熔相和晶界复熔变宽的过烧特征,随着均匀化温度的升高和时间延长,合金过烧加重,导电率下降,晶粒和含Mn弥散相尺寸变大,同时形成粗大过烧相Q相。     

铌对高强度51CrV钢组织及性能的影响

借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)与万能拉伸试验机等研究了铌元素的添加对51CrV钢奥氏体晶粒尺寸、淬火和回火组织以及力学性能的影响。结果表明:0Nb和0.02wt%Nb试验钢的奥氏体平均晶粒尺寸分别为10.0 μm和3.1 μm,添加0.02wt%Nb的51CrV钢奥氏体晶粒尺寸显著细化、板条马氏体尺寸减小,回火过程中析出碳化物的尺寸更细,两种试验钢850 ℃淬火+400 ℃回火后,屈服强度均大于1300 MPa,抗拉强度均大于1400 MPa。而加入0.02wt%Nb试验钢由于晶粒细化,断后伸长率达到9.50%,不含Nb试验钢伸长率为8.69%。51CrV钢添加微量的Nb元素在保证高强度的同时,塑性得到提高,综合性能比无Nb钢优异。     

3003-H16铝合金卷材生产过程中的组织演变

利用热分析仪、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等方法研究了3003-H16铝合金卷材生产过程中的组织演变。结果表明,晶粒尺寸、二次枝晶间距和金属间化合物尺寸从铸锭心部至铸锭表层逐渐减小。当均匀化温度为590 ℃时,α-Al晶体内析出细小颗粒状的Al₆Mn;随均匀化温度的提高,颗粒状析出相不断溶解并促进针棒状析出相长大;当均匀化温度为640 ℃时,针棒状析出相开始溶解,至650 ℃时完全溶解。金属间化合物Al₆(Fe,Mn)和Al₆Mn随均匀化温度的升高而变得圆滑球化,部分Al₆(Fe,Mn)在均匀化过程中转变为Al(Fe,Mn)Si。3003铝合金热轧卷材的晶粒组织在厚度方向上存在不均匀性,冷轧和中间退火后有所改善。3003铝合金卷材中的化合物沿轧制方向成行排列,具有明显的方向性,其中大尺寸化合物的比例随加工率的增大逐渐降低。均匀化可以改善3003铝合金的成分和组织均匀性,改善合金的塑性。变形加工在提高3003铝合金强度的同时降低了合金的塑性。中间退火过程中纤维状的变形组织转变为再结晶组织,消除了硬化现象,合金的塑性得到改善。     

固溶处理对Ni48Cr21Cu2Mo合金组织与力学性能的影响

采用材料分析模拟软件(JMatPro)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等研究了Ni48Cr21Cu2Mo合金棒材随不同制度固溶处理后组织性能的演化规律。平衡相图计算结果显示,温度超过990 ℃时,合金基体组织基本已为γ相,在870~1008 ℃存在Laves相,870 ℃以下析出δ、γ′和σ相。合金显微组织研究结果显示,随着固溶温度的升高,晶粒尺寸不断长大、颗粒相逐步回溶,经1010 ℃固溶处理后的显微组织最均匀且其中颗粒相已基本回溶。时效后,合金中析出γ′相和γ″相,晶界出现粒状δ、σ复合相。经1010 ℃×1 h固溶并在718 ℃×8 h+622 ℃×8 h时效处理后的Ni48Cr21Cu2Mo合金具有优良的综合力学性能。     

时效工艺对WE43镁合金组织与力学性能的影响

研究了WE43稀土镁合金在不同热处理工艺下显微组织、力学性能的变化规律,从而得出最佳的热处理工艺。研究结果表明WE43稀土镁合金铸态组织为等轴状晶粒,比较均匀,平均晶粒尺寸为40 μm;铸造冷却凝固的过程中,在晶界处形成了离异共晶组织;经520 ℃×8 h固溶处理后的组织,共晶相的数量和形态发生了明显的变化,枝晶偏析基本消除,晶界上仍有少量未溶的第二相。230 ℃×8 h时效后稀土第二相的数量增加,并且在晶粒内部析出了点状弥散的稀土相;经过250 ℃×16 h的时效后,合金的硬度达到了峰值,随着时效时间的继续延长,合金的硬度下降。固溶处理后WE43稀土镁合金的抗拉强度为162.59 MPa左右,断后伸长率约为5.0%;而经过250 ℃时效处理后,其抗拉强度明显增加,断后伸长率在4%左右。     

高温合金Inconel718、Inconel706和Inconel706M电渣重熔组织均匀性

对比研究了高温合金Inconel 718、Inconel 706和Inconel 706M电渣重熔铸锭的枝晶组织和析出相差异。结果表明,在3种高温合金中,718铸锭中心区域的枝晶间距与边缘区域的差值最小,并且主要偏析元素Nb和Ti在铸锭中心的偏析率与边缘的差异也最小,718铸锭的宏观组织均匀性最好;706M铸锭中心与边缘的枝晶间距差值最大,且铸锭中心的Nb元素偏析率与边缘的差异达到0.91%,铸锭宏观组织均匀性最差。718铸锭枝晶间易富集正偏析元素Nb和Mo,最高含量分别达到6.82%和3.01%;706、706M铸锭枝晶间最高Nb含量均低于4%,Ti元素含量最高均达到2%以上,同时706及706M铸锭组织中Nb的偏析率依然很大。706铸锭组织中Laves相最多,中心位置Laves相含量达到3.9%,边缘含量降低超过2%,分布不均匀;706M铸锭组织中Laves相最少,中心及边缘含量均低于2%,含量分布比较均匀。与718和706相比,706M铸锭中心区域的碳氮化物平均长度与边缘的差异最大,且组织中存在更少的针状相。