热处理方式对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响EI北大核心CSCD

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射及拉伸试验机等研究固溶处理和时效处理对铸态和轧制态Mg-10.6Gd-1.69Y-0.42Zr(质量分数,%)合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:经峰时效处理后合金强度均显著提高,但伸长率有所降低;与200℃峰时效态合金相比,220℃峰时效态合金的屈服强度相差不大,但伸长率明显提高。合金在峰时效阶段的主要强化相为柱面β’相,该相能够有效阻碍位错的基面滑移,提高合金强度。轧制后直接时效的合金能够保留轧制产生的位错,而位错能够促进析出相形核,此时,合金具有最高的析出强化效果,屈服强度和抗拉强度分别为380.0 MPa和416.0 MPa。     

热处理对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响

采用拉伸、硬度、显微组织观察等方法,研究了不同热处理条件对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响。结果表明,铸态Mg-Gd-Y-Zr合金经固溶处理后其塑性提高,δ5提高40%;挤压可以明显改善合金的强度和塑性,相比铸态,σb提高25%,σ0.2提高30%,δ5达到14.9%;时效可使挤压态合金的强度得到进一步提高,峰时效时,σb达到420MPa,σ0.2达到310MPa,但塑性有所降低,δ5降低至7.5%。     

固溶及稳定化工艺对GH738合金碳化物和γ'相析出规律的影响北大核心CSCD

实验研究固溶及稳定化处理工艺对GH738合金碳化物及γ'强化相析出规律的影响。以标准热处理:1020℃×4 h/AC(空冷)+845℃×4 h/AC+760℃×16 h/AC和1080℃×4 h/AC+845℃×24 h/AC+760℃×16 h/AC为基础,调整稳定化阶段保温时间。研究了该合金稳定化过程中碳化物及γ'强化相析出和回溶规律,绘制了γ'强化相长大曲线。结果表明,1020℃固溶后,稳定化时间的延长使晶界析出碳化物增多且呈现半连续分布;而经1080℃固溶后,碳化物析出沿着晶界呈连续状分布;同时,经两种固溶温度处理后,稳定化时间延长,γ'强化相长大符合Oswald熟化规律;经1020℃标准热处理后,合金具有较好强塑性配合,尤其在塑性指标方面有明显优势;而经1080℃标准热处理后,合金持久性能表现更佳。     

挤压参数和Y含量对Mg-Y合金棒材显微组织及拉-压变形行为的影响

通过光学显微镜(OM)、电子背散射(EBSD)及单轴拉-压研究了Y元素含量(1%,5%,质量分数)、挤压温度(ET)、挤压比(ER)对Mg-Y合金挤压棒材显微组织、织构及拉-压变形行为的影响规律。结果表明:当Y含量由1%增加到5%(ET=300℃,ER=9):由"双峰"组织变为细小均匀的完全动态再结晶组织;两种棒材横截面(ED面)和纵剖面(TD面)的平均晶粒尺寸相近,约为(14.1±1.9)～(16.5±1.6)μm;室温拉伸屈服强度(TYS)由173±3 MPa降低到125±6MPa,但断裂延伸率则由(11.0±2.1)%大幅增加到了(31.0±1.2)%,这主要是由于基面丝织构的显著弱化和织构强度的明显降低(～53%)导致;CYS/TYS由0.87变为1.10,材料由通常的正拉压不对称性变为反拉压不对称性。当ER由9增加到32(ET=300℃):Mg-1Y的TYS大幅增加到(242±1) MPa(～40%),同时断裂延伸率增加到(12.9±1.5)%(～17%),这主要与大挤压比使得动态再结晶趋于完全、晶粒更加细小均匀(10.1±1.4μm)以及基面丝织构的显著弱化(～75%)密切相关。增加挤压温度(300～400℃)对Mg-1Y棒材(ER=32)的晶粒尺寸和拉伸力学性能的影响较小,但可提高压缩屈服强度(CYS)至(236±9) MPa(～15%),CYS/TYS由0.85增加到1.02,材料拉压屈服对称。Y含量显著影响材料的变形行为,不同挤压参数的Mg-1Y合金棒材均表现出"S"型压缩曲线,而Mg-5Y则无此现象,变形后组织观察表明"S"型曲线与孪晶主导变形密切相关。     

室温停放时间对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响EI北大核心CSCD

采用显微硬度测试、室温拉伸试验,电导率测试和透射电镜等方法,对不同室温停放时间经过人工时效后的Al-Zn-Mg合金的力学性能、电导率和透射微观组织进行研究。结果表明:Al-Zn-Mg铝合金不经过室温停放时性能最优,强度、伸长率和硬度可以达到502.71 MPa、10.20%和173.20 HV;不同的室温停放时间Al-Zn-Mg合金的晶内析出相尺寸、数量以及晶界析出形貌和无沉淀析出带(PFZ)的宽度不同,室温停放3~6 h合金的综合性能优良,强度均能达到450 MPa以上,晶内析出相为亚稳相η′和平衡相η,晶界分布着断续的平衡相,PFZ宽度约为40~50 nm;室温停放的时间会影响后续人工时效GP区的形核。     

热处理温度对Zr_(48)Co_(52)合金微观组织和力学性能的影响北大核心CSCD

利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、万能试验机和扫描电镜(SEM)等仪器研究在不同热处理温度下的Zr_(48)Co_(52)合金的微观组织和力学性能。结果表明,合金在723 K和773 K温度下进行热处理后的相组成和铸态合金相组成相同,主要相仍为简单立方结构的B2相,在基体B2相上析出少量的B33相。另外,铸态合金和在热处理温度为723 K和773 K时,合金的微观组织形貌呈现"麦穗"状、长条状和颗粒状等轴晶,且等轴晶尺寸为2~4μm。在热处理温度为773 K,合金的最大抗压强度为848 MPa,而断裂强度为825 MPa,维氏硬度为396 HV。在对断口进行分析,发现以铸态合金延性断裂为主的断裂机制转变为在723 K和773 K下进行热处理的以沿晶断裂和解理断裂为主,延性断裂为辅的断裂机制。     

时效处理对冷轧铜镍硅合金板带组织及性能的影响北大核心CSCD

利用真空熔炼炉制备得到Cu-2.36Ni-0.60Si-0.13Mg-0.059Zn合金铸锭,采用热锻开坯、再进行热轧得到厚度为12 mm的合金板材,然后经过多道次冷轧得到厚度为1 mm的合金带材,并对其进行不同条件下的时效处理。采用光学金相(OM)、电子背散射衍射(EBSD)、力学性能测试和电学性能测试等手段对合金带材冷轧及时效过程进行微观组织、力学性能和电导率测试。结果表明:随着轧制变形量的不断增加,初始组织向纤维状转变,晶粒破碎,合金硬度升高,当轧制变形量为90%时,显微硬度可达203.8 HV;冷轧板材经过450℃保温6 h时效处理后,可获得较好的综合性能(显微硬度达到281.4 HV,电导率达到46.4%IACS);随着时效温度的升高,第二相的尺寸明显增大,由9.0 nm增大至24.9 nm,且时效处理后基体高斯(Goss)和Z形织构转变为旋转立方(R-cube)和高斯(Goss)织构。     

Al-Mg-Si合金β′析出相的界面原子键络对性能的影响

应用基于价键理论和能带理论建立的固体与分子经验电子理论(EET)和改进的界面TFD理论,对Al-Mg-Si合金的β′析出相内部原子间的价电子成键及其与基体界面间形成的界面键络特征进行研究,计算该析出相的结合能、析出相与基体的界面能。计算结果表明:β′相的键络强度较pre-β″和β″相的有所减弱,因此,β′相对合金的强化作用没有β″相的显著;β′相界面处的电荷密度连续性较弱,使得界面结合较弱,相界面处内应力较大,界面结合不够稳定。本研究将合金宏观性能的研究追溯到原子成键的电子结构层次。     

时效处理对优质GH738合金组织及力学性能的影响

采用力学性能测试与组织观察相结合的方式研究了时效温度和保温时间对优质GH738合金组织及性能的影响规律。结果表明,时效温度和时间均会对γ′相的体积分数和尺寸产生影响。当时效温度在720~800 ℃时,随着时效温度升高,合金强度下降,一次和二次γ′相分别长大30 nm和8 nm,一次γ′相体积分数增加,二次γ′相体积分数减少,时效温度为800 ℃时一次γ′相体积分数达到峰值,约为8%。当保温时间为0~48 h时,随时效时间延长,合金强度先升高后降低,两类γ′相分别长大20 nm和6 nm,一次γ′相体积分数先增后减,二次γ′相体积分数则变化相反。当保温时间为8 h时,两类γ′相体积分数分别达到峰/谷值,含量约为8%和12%。γ′相尺寸和体积分数的变化,特别是体积分数的变化,导致位错的两种强化机制作用效果不同,致使强度发生变化。     

抽拉速率对Co-Al-W基单晶高温合金凝固行为的影响EI北大核心CSCD

系统地研究抽拉速率(50~300μm/s)对Co-7Al-8W-1Ta-4Ti单晶高温合金枝晶间距、显微组织、显微偏析行为与凝固特征温度等凝固行为的影响规律;同时,基于Kurz-Fisher方程计算了单晶高温合金的平均液相扩散系数。结果表明,随着抽拉速率的提高,合金的一次和二次枝晶间距均显著细化。Co-7Al-8W-1Ta-4Ti合金的平均液相扩散系数与一代镍基单晶高温合金接近,低于高x(Al)/x(W)的CoNi基单晶高温合金,但高于含Re的二代镍基单晶高温合金。合金中Al、W、Ta和Ti元素的显微偏析倾向以及枝晶间析出相的面积分数均随着抽拉速率的提高总体呈现先增大(50~200μm/s)后降低(200~300μm/s)的趋势。随着抽拉速率的提高,合金的液相线温度基本不变,但固相线温度呈现先降低(50~100μm/s)后保持不变(100~300μm/s)的趋势。此外,抽拉速率未改变实验合金的凝固路径。     

热处理对LF2合金组织与性能的影响

通过扫描电镜、透射电镜、微细相分析以及力学性能测试等,研究了固溶温度、时效温度、时效时间对LF2合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明：LF2合金是以奥氏体为基体,主要的析出相有γ´、MC、Laves相,γ´相是合金中最主要的强化相。采用固溶温度990 ℃,时效温度760 ℃,时效时间10 h的热处理制度,合金可以获得最佳的性能,此时合金的抗拉强度为1201 MPa,屈服强度为772 MPa,断后伸长率为21.8%,断面收缩率为32%。     

Ag对Al-Cu-Mg合金组织与性能的影响

通过硬度测试、拉伸测试和透射电镜(TEM)分析,研究了Ag对Al-Cu-Mg合金室温力学性能与显微组织的影响.结果表明,Ag的添加加速了合金的时效过程,使合金的室温强度得到明显提高.在165℃峰时效时,含Ag的合金析出相是与基体共格的片状Ω相及少量θ'相组成,未含Ag的合金析出相主要是θ'相.Ag促进合金强化的原因在于Ω相具有很好的沉淀强化作用,在长时间时效时具有较好的抗粗化能力.     

Ce含量和T6热处理对Al-0.3Fe-0.1Si合金组织与性能的影响北大核心

研究了稀土元素Ce和T6热处理工艺对Al-0.3Fe-0.1Si合金组织和性能的影响。结果表明，添加适量的稀土Ce和T6热处理均可抑制晶粒长大，并有效细化Al-0.3Fe-0.1Si合金的晶粒尺寸。当稀土Ce的加入量为0.2%时，铸态合金的抗拉强度为81.7 MPa，比加入量为0.1%时提高了10.7%。稀土Ce的加入量为0.3%时，T6态合金的电导率为58.13%IACS，比铸态合金提高了2.3%。热处理前后的Al-0.3Fe-0.1Si-0.1Ce合金与Al-0.3Fe-0.1Si-0.3Ce合金的电导率接近。当稀土Ce的加入量为0.1%～0.2%时Al-0.3Fe-0.1Si合金获得较好的综合性能。本研究的结果可为导电Al-0.3Fe-0.1Si合金制备提供理论和试验参考。     

时效工艺对2099合金组织性能的影响北大核心CSCD

采用维氏(HV)硬度测试、力学性能测试、透射电镜(TEM)观察等技术手段,研究了双级时效工艺对2099合金组织性能的影响。结果显示,双级时效处理能够显著改善2099合金的综合力学性能指标,合金屈服强度和抗拉强度的增幅分别达144 MPa和98 MPa,而塑性降低0.6%。终时效温度由146℃升高到170℃,达到峰时效态的时间缩短24 h,综合强塑性指标波动较小。时效过程中析出相的演化规律为:预时效态,基体析出相以δ'相为主,T1相较少;峰时效态,以T1相为主,δ'相次之,θ'相很少;过时效态,T1相和δ'相略有粗化,且δ'相数量减少。     

时效处理对新型Al-Li-Cu系合金组织和性能的影响

采用TEM研究了时效处理对一种新型Al-Li-Cu系合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:合金中的强化相主要有δ’相、T1相、θ’/θ″相、δ’/β’(Al3Zr)和T1/θ’相。随着时效时间的延长,首先析出大量θ″相和少量θ’相、δ’/β’相,35 h时θ″相减少,θ’相和δ’/β’相增加,37 h时主要为少量θ’相、T1/θ’相和大量T1相;随着时效温度的升高,首先析出大量δ’/β’相和少量θ″相、θ’相,143℃时以δ’、δ’/β’相和θ’相为主,148℃时主要为少量θ’相、T1/θ’相和大量T1相,合金的强度和塑性在143℃×35 h的时效条件下达到了较好的匹配。     

低温变形量及热处理制度对Cu-Cr-Zr合金组织性能的影响北大核心CSCD

为了满足液体火箭发动机燃烧室内壁的使用需求,根据其生产工况,开展了Cu-Cr-Zr合金材料组织性能控制方面的基础研究。研究了不同低温变形量与热处理工艺以及钎焊与焊后热处理工艺对合金微观组织、显微硬度及力学性能等的影响。试验结果表明:Cu-Cr-Zr合金是一种典型的形变和析出复合强化的合金材料,热处理与变形对合金的组织性能影响较大,适当地增加低温变形量能够显著提高合金的力学性能;钎焊后,合金的强度和显微硬度显著降低,但是,合金钎焊后再进行热处理,可以使合金的性能得到部分恢复。研究结果为优化发动机燃烧室内壁的旋压变形及热处理工艺流程提供了理论支撑。     

T6热处理对6061铝合金大型锥筒形件的力学性能及组织的影响

研究了T6热处理对成形后6061铝合金构件组织和力学性能的影响。在经过不同的T6热处理后,通过电子拉伸实验研究构件力学性能的变化规律,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对热处理温度和时间对组织结构的影响进行分析。结果表明,固溶处理的合金中存在β-Al₅FeSi和Mg₂Si相。固溶处理温度和时间对合金的拉伸性能及塑性有显著影响。随着固溶温度及时间的增加,在560℃固溶4 h时抗拉强度及塑性最好,分别为211.62 MPa和和38.3%;相对于人工时效保温时间,人工时效温度对合金的拉伸性能及塑性的影响更大,在170℃人工时效10 h时力学性能最好,屈服强度和抗拉强度分别为145.26和363.30 MPa,伸长率为18.32%。     

时效处理对Fe-Ni基奥氏体合金耐点蚀性能的影响

针对Fe-Ni基奥氏体合金在740℃时效处理后的析出相随时效时间的演变进行探究;并通过电化学腐蚀试验以及Mott-Schottky分析,研究了时效处理对合金耐腐蚀性能的影响。结果表明：740℃时效处理可以促进γ′沉淀强化相[Ni₃(Al,Ti)]在合金中的析出;随时效时间的增加,γ′析出相的密度和尺寸增加;同时,时效处理会增加合金表面点缺陷数量,降低合金钝化膜致密性,从而导致合金耐点蚀性降低;通过恒电位阳极极化处理能够有效降低合金表面点缺陷数量,提高合金耐点蚀性。     

拉晶速率对DZ417G合金高温氧化性能的影响北大核心CSCD

采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)方法研究了拉晶速率对DZ417G合金γ'相和碳化物形态,以及对合金900℃下氧化行为的影响。结果表明,随着拉晶速率的增大,合金中γ'相细化,碳化物由细小颗粒变成棒状,合金900℃下100 h的氧化速率呈逐渐降低再升高的趋势。合金氧化层主要由3层组成,氧化外层主要为Ni、Co、Cr和V的氧化物,而在过渡层中富含Cr、Al元素,形成Cr、Al的氧化物,内层形成Ni的氧化物。当拉晶速率为7 mm/min时,合金的氧化速率最低,合金过渡层中致密的Cr、Al的氧化物层阻碍了氧的向内扩散,使合金具有良好的抗氧化性能。     

预拉伸对Al-Cu-Mg-Ag合金析出相与力学性能的影响

研究时效前预拉伸对Al-Cu-Mg-Ag合金析出相和力学性能的影响。结果表明:165℃时效前的预拉伸可提高合金的峰值硬度及强度,延长峰值时效的时间;合金的主要强化相是Ω相和θ′相,预拉伸引入的位错抑制了Ω相的析出与长大,细化Ω相的尺寸,同时促进θ′相的析出;时效前未经变形时,合金出现峰值的时间是10h,对应的σb为492MPa;时效前经4%预拉伸变形后,合金出现峰值的时间是18h,对应的σb为508MPa。