Ti-12Nb-12Zr-2Mo合金铸件微观组织与性能研究

采用水冷铜坩埚真空感应熔炼炉及氧化锆陶瓷壳型,制备Ti-12Nb-12Zr-2Mo合金人体假肢关节精密铸件,分别进行真空退火和淬火处理。利用光学显微镜XRD,TEM观察和分析微观组织,在25,0,-25,-50 ℃下测试材料抗拉性能和弹性模量。结果表明：铸态和退火状态下合金的组织均为α+β相组成,淬火状态下合金组织由β+α′相组成。室温下铸态合金具有较高的抗拉强度和伸长率,淬火处理使强度增加、伸长率降低;随着试验温度的降低合金的强度升高,伸长率降低,弹性模量保持在70~73 GPa。     

钢中的低碳马氏体及条间奥氏体

<正> 一、绪言 低碳(一般为增加淬透性常含有少量合金元素)钢经淬火后得到的组织为条状马氏体,具有相当高的强度(屈服强度为100～130kgf/mm~2,抗拉强度120～160kgf/mm~2),良好的塑性(δ_5≥10％,ψ≥40％)和韧性(α_κ≥6kgf·m/cm~2)以及较好的冷加工性、可焊性和热处理变形小等优点。一般淬火钢中低碳(条状)马氏体具有良好韧性的原因主要由于存在条间残余奥氏体,它钝化裂纹的扩展、具有TRIP作用,并呈γ/α的     

冷速对固溶态ZA27合金组织与阻尼性能的影响

对铸态ZA27合金进行365℃×3 h的固溶化处理后分别随炉冷却和空冷。利用扫描电子显微镜观察合金的室温组织,采用悬臂梁共振法测试室温下合金的声频阻尼性能。结果表明,固溶态ZA27合金炉冷后的室温组织由层片状α+ η+ε三相组成,而空冷后的室温组织由层片状α相+η相及少量没有完全分解的β相组成。空冷后的合金的层片间距比炉冷后的合金的小。阻尼测试结果表明,空冷后的合金阻尼能力高于炉冷后的合金阻尼能力,空冷合金的阻尼能力比炉冷合金的阻尼能力高约40%。分析认为空冷合金与炉冷合金阻尼能力的差异是由于组织中层片间距不同造成的。     

8090铝锂合金挤压材显微组织研究

利用透射电镜、光学显微镜、电子探针及DSC热分析仪,系统地研究了8090铝锂合金自铸态经均匀化、热挤压、热处理直至最终使用状态下的显微组织变化。深入研究了T_2相的结构转变,首次提出了T_2→O→R的转变机制,揭示了8090合金过烧的微观产生原因,即此合金在547℃因发生Lα+R反应而出现过烧现象。     

热处理对356铝合金阻尼性能影响的研究

研究了热处理对 35 6铝合金的组织和阻尼性能的影响。结果表明 ,铸态变质组织由发达α相枝晶和α +β共晶体组成 ,其中硅相 β呈块状和短条状。经过 5 35℃保温 5h后水冷的固溶化处理 ,硅相基本变成了细小圆形质点相 ,而α相枝晶宏观组织变化不明显。在 15 0～ 2 5 0℃的温度区间内进行的时效处理对硅相形态和α相的宏观组织亦没有明显影响。 35 6合金铸态试件的阻尼值较低 ,仅为 5 .5 4× 10 -4。固溶并淬火态合金阻尼为 6 .4 7× 10 -4。对合金在 15 0℃下保温 4h后空冷的退火处理 ,阻尼增至 1.11× 10 -3 ,但当时效温度过高时 ,阻尼反而下降。 35 6合金的阻尼主要是位错阻尼引起的 ,即外加交变应力作用下的位错振荡耗能     

Mg-Y-Si合金制备及组织分析

在热力学计算分析的基础上,用SiO2粉末和纯镁制备Mg-3%Si(质量分数)中间合金,并用光电直读光谱仪测定制备的中间合金Si的含量,表明其含量稳定且可控。用普通重力铸造法制备了Mg-2Y-1Si合金和Mg-3Y-1Si合金,该合金的铸态组织由α-Mg相、(α-Mg+Mg2Si)共晶组织以及在晶内、枝晶间少量分布的点状Mg24Y5相组成。通过对α-Mg晶格常数的计算及通过原子尺寸、电负性、晶体结构的对比,证明Y固溶在基体中形成固溶体。研究表明,Y通过依附在生长界面前沿,有效抑制基体的生长速度,细化基体组织,且随着Y添加量的增加,细化效果更加明显。     

Cu-2.7Be合金均匀化热处理及扩散动力学研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射分析手段研究Cu-2.7Be合金的铸态以及均匀化过程中的显微组织、相演变规律,确立Cu-2.7Be合金的均匀化制度。并从理论出发,研究该合金的扩散动力学过程,建立Cu-2.7Be合金的均匀化扩散方程。结果表明:铸态Cu-2.7Be合金内存在严重的枝晶偏析,其物相组成为α、β和γ,均匀化后室温水冷样品的相组成为α和β,而随炉冷样品的相组成为α和γ;当均匀化温度由750℃升至800℃时,合金枝晶偏析的消除加快;在800℃下均匀化20 h后样品的枝晶偏析基本消除,考虑到材料的后续可加工性确定最佳的均匀化工艺为800℃×20 h随炉冷。建立Cu-2.7Be合金均匀化时间t与枝晶间距(2L)、均匀化温度T之间的关系,即t=7 075.76L2exp(23 529.47/T),由此式得到的理论均匀化制度(800℃×23 h)与实验所得结果基本吻合。     

紫铜表层Fe-Al共渗工艺研究

利用固体法Fe-Al共渗工艺,对紫铜表层进行强化处理。用JSM-6380LA型扫描电镜J、ED-2300能谱仪和HMV显微硬度计分析渗层的组织形态、成分和显微硬度,用MLD-10型动载磨料磨损试验机对三种试样进行耐磨性试验,结果表明:在塑性好的α1或α1+(α2+γ2)亚共析组织基体上,均匀分布有Fe、Al共渗的(α2+γ2)共析相,其耐磨性好于单渗Al和未渗的试样。随着加热温度的升高、保温时间的增长,渗层越深。     

稀土Nd变质对Al-（18、22、26）Si合金摩擦磨损性能的影响

采用稀土Nd对3种不同Si含量Al-(18、22、26)Si的过共晶铝硅合金进行变质处理,研究Nd对合金的铸态组织以及摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着硅含量的提高,组织中初晶硅含量变多,尺寸增大;加入0.5%的Nd使组织中的初晶硅得到明显细化,合金组织中较大的板状和多面体状的初晶硅变为细小的多面体状,而且其尖锐的棱角变得圆滑;随着硅含量的增加,合金的耐磨性得到提高,合金的磨损率分别由变质前的1.457 3、1.118 1、0.966 2 m3(/N·m)下降为1.284、0.853、0.785 m3(/N·m)。     

快速凝固Ni_3Al在结构强化和研制新型高温合金中的应用

本文设计了一种用Ni_3Al做为强化相的镍基高温合金和一种以Ni_3Al为基体的Ni-Al合金,分析、比较了常规铸态凝固和快速凝固后各合金的微观组织结构。实验结果表明,应用快速凝固技术不仅可以明显改善合金的微观组织结构,增加镍基高温合金中弥散强化的Ni_3Al相的数量,还有可能通过控制Ni_3Al的尺寸、形态和亚稳相的形成研制出性能更好的、以Ni_3Al为基体的新型高温合金。     

稀土Nd变质对Al-（18、22、26）Si合金摩擦磨损性能的影响

采用稀土Nd对3种不同Si含量Al-（18、22、26）Si的过共晶铝硅合金进行变质处理,研究Nd对合金的铸态组织以及摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着硅含量的提高,组织中初晶硅含量变多,尺寸增大;加入0.5%的Nd使组织中的初晶硅得到明显细化,合金组织中较大的板状和多面体状的初晶硅变为细小的多面体状,而且其尖锐的棱角变得圆滑;随着硅含量的增加,合金的耐磨性得到提高,合金的磨损率分别由变质前的1.4573、1.1181、0.9662 m3/（N·m）下降为1.284、0.853、0.785 m3/（N·m）。     

大塑性变形AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织与力学性能

研究大塑性变形对AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织和性能的影响,探讨基体组织和Mg2Si颗粒的细化机制。AZ31-1%Si-0.5%Sb合金铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg2Si组成。正挤压变形可以细化合金微观组织,基体晶粒约为2μm,正挤压提高AZ31-1%Si-0.5%Sb合金力学性能。往复挤压4道次后再进行正挤压,得到4μm晶粒细小均匀分布的等轴晶组织,抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度较单次正挤压态分别提高了21.8%、19.8%、43.6%和21.5%。力学性能的提高得益于基体组织、Mg2Si和β-Mg17Al12的进一步细化。     

Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金微观组织及力学特性的研究

利用光学显微镜、XRD衍射分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机等仪器设备研究了Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金铸态、固溶态和峰时效态的微观组织、室温和高温力学特性及断裂行为。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg41Nd5和Mg24Y5组成;经固溶处理,共晶组织完全溶入基体,仅残余方块相Mg24Y5;再经时效处理,晶内弥散析出大量β″和β′相,有效强化了合金,对应的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为292、215 MPa和4%;随着拉伸温度的提高,峰时效态合金的强度逐渐降低、伸长率逐渐增加,室温断裂类型为解理断裂,而250℃的断裂方式表现为准解理断裂。     

Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金微观组织及力学特性的研究

利用光学显微镜、XRD衍射分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机等仪器设备研究了Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金铸态、固溶态和峰时效态的微观组织、室温和高温力学特性及断裂行为。结果表明：合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg41Nd5和Mg24Y5组成;经固溶处理,共晶组织完全溶入基体,仅残余方块相Mg24Y5;再经时效处理,晶内弥散析出大量β″和β′相,有效强化了合金,对应的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为292、215 MPa和4%;随着拉伸温度的提高,峰时效态合金的强度逐渐降低、伸长率逐渐增加,室温断裂类型为解理断裂,而250℃的断裂方式表现为准解理断裂。     

激光表面熔凝对铝-硅共晶合金组织与性能的影响

本文利用大功率CO_2连续式激光器,研究了Al-12.7％S_1共晶合金表面快速熔凝处理的组织与性能。试验结果表明,激光功率密度与激光扫描速度,对Al-Si合金表面熔凝层的组织细化具有重要作用。在快速熔凝条件下,其熔凝表层为极细的α+(α+Si)亚共晶组织,次表层为具有方向性分布的柱状树枝晶组织。由于表层组织的细化,使其显微硬度得到明显提高(由HV50→HV90),而耐磨性与未经处理的铸态组织相比、可提高一倍以上。     

M2高速钢凝固组织的研究

本文运用TEM、SEM研究了M2(W6Mo5Cr4V2)高速钢共晶碳化物的空间形态、生长过程及枝晶心部组织的形态与结构。结果表明:M2高速钢铸态组织中的共晶碳化物的层片状形态与共晶碳化物的结构有关,碳化物片的端部有明显的二度生长台阶。枝晶心部组织中没有δ共析组织,常出现一些小共晶,包晶奥氏体在冷却过程中先析出M_6C和M_2C碳化物,随后转变为马氏体和贝氏体组织。     

喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的显微组织和力学性能研究

通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、拉伸试验机对喷射沉积工艺制备的Mg-9Al-4.5Ca锭坯沉积态和挤压态的显微组织、相组成与力学性能进行研究。结果表明:喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的组织较常规铸态细小,经热挤压加工后组织进一步细化,沉积态合金的组织为等轴晶,晶粒度为3～5μm;沉积坯的相组成为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Ca2Mg6Zn3和MgZn2,经热挤压后相组成转变为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Mg17Al12和MgZn2;合金挤压态的力学性能较常规变形镁合金MB7有显著提高,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为470MPa、390MPa、8%。合金的强化机制主要为细晶强化,固溶强化和弥散强化。     

稀土对铝镁硅合金铸态组织的影响

本文采用阳极复膜、光镜、电镜、图象仪、DSC法等手段,系统研究了混合轻稀土(0～0.36％)对Al-Mg-Si合金铸态组织的影响。结果表明,稀土细化枝晶组织有一临界含量,当稀土量大于该含量时,稀土才会较显显地细化枝晶组织;稀土细化晶粒在低含量时最为明显;随着稀土含量的升高,液体表面张力减小,(FeSiAl)相中的Fe逐渐被Ce和La所取代。从铸态组织考虑,Al-Mg-Si变形铝合金中以加入0.15～0.30％RE为宜。     

高速冲击载荷作用下AZ80镁合金抗弹性能研究

以Mg-Al-Zn系中价格较低廉但强度较高的AZ80合金为研究对象,选用3种不同热加工状态的AZ80合金作为靶板材料,进行高速冲击载荷作用下AZ80镁合金抗弹性能研究。结果表明,AZ80合金靶材上的弹坑深度大小依次为铸态、均匀化、变形+热处理态。AZ80合金靶材上弹坑根部均产生了塑性形变带,形变带宽度由大到小顺序为热压缩+T6态、均匀化、铸态。硬度测量表明,形变带部位硬度升高。AZ80合金靶材的抗弹性能强弱顺序是:变形+热处理态、均匀化、铸态。     

锌合金模具材料组织结构及强化相的分析

用电子显微镜、X-射线能谱仪分析了ZMB合金的组织结构及合金中主要强化相ε-CuZn3的结构。结果表明,该合金的显微组织为η-基体上分布有β-初生相,α-Al相,二元共晶β+η相,β+ε相,三元共晶η+β+ε相;其主要强化相ε-CuZn3相为六角密排结构,呈细小弥散分布在基体η相上,这种多相结构和弥散分布的强化相大大提高了材料的综合性能。