热处理对Gr.38钛合金管组织和性能的影响

对挤压态和冷轧态Gr.38钛合金管分别进行了不同温度下的固溶+时效和退火热处理,研究了热处理温度对其显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:挤压管经固溶处理后的组织为由初生α相和β相转变组织组成的双相组织,固溶+时效处理后的抗拉强度和屈服强度随时效温度的升高先增后降,伸长率和断面收缩率则呈上升趋势;经900℃×1h固溶+500℃×4h时效处理后,挤压管达到最佳的强塑性匹配,抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率分别为1 135 MPa,912 MPa,17%,45%;冷轧管经退火处理后的显微组织由等轴α相和晶间β相组成,随着退火温度的升高,其抗拉强度、屈服强度逐渐降低,伸长率逐渐增大;在830℃退火1h后伸长率最高,达到27%,抗拉强度和屈服强度分别为937,807 MPa。     

超声冲击处理对S355钢表层组织及力学性能的影响

通过超声冲击处理技术对S355钢表面进行处理,分析不同处理时间对材料显微组织、表层残余应力及拉伸性能的影响规律。结果表明,超声冲击处理能够有效地消减S355钢的残余拉应力,引入残余压应力,且引入的残余压应力随着超声冲击时间的增加而增加,在冲击时间达到10 min时,x轴、y轴的残余应力消除值分别为194.81、200.46 MPa。此外,超声冲击处理能够提升材料的抗拉强度和屈服强度,在冲击时间为10 min时,抗拉强度和屈服强度分别增加了16、13 MPa。经超声冲击处理后,试样表层晶粒得到了细化,且观察到明显的加工硬化层。超声冲击处理后材料内部位错密度增加、晶粒细化是导致残余拉应力转变为残余压应力和拉伸性能提升的本质原因。     

激光选区熔化成形铝合金的组织、性能与倾斜面成形质量

采用优化工艺参数对AlSi10Mg铝合金进行激光选区熔化(SLM)成形,对平行于和垂直于SLM成形方向的显微组织、拉伸性能、冲击性能以及相对密度进行了对比研究;分析了SLM直接成形不同倾斜角度倾斜面的成形质量。结果表明:平行于SLM成形方向的显微组织与垂直于SLM成形方向的在生长方向上存在差异性;沿垂直于SLM成形方向截取试样的平均抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、冲击功分别为364 MPa,303 MPa,6.7%,5.1J,高于平行于SLM成形方向的;当倾斜角度不大于45°时,倾斜面成形质量较好,当倾斜角度大于50°时,倾斜面下表面出现坍塌现象。     

局部热处理对TC4钛合金电子束焊接组织性能的影响

采用柔性加热器对TC4钛合金电子束焊接试样进行局部退火热处理,研究并揭示了焊接试样退火热处理后的组织和性能变化规律。结果表明,焊接试样经过局部退火热处理后,焊接试样的显微组织没有发生明显的变化。焊接态试样和局部热处理试样的显微硬度从焊缝区到热影响区再到基材区,显微硬度逐渐减小,局部热处理试样焊缝区的显微硬度比焊接态试样焊缝区的显微硬度大9 HV0.2,局部热处理试样热影响区的显微硬度比焊接态试样热影响区的显微硬度大14 HV0.2。局部热处理试样的抗拉强度为978.67 MPa,屈服强度为917.67 MPa,断后伸长率为13.97%。局部热处理试样比TC4钛合金锻件的抗拉强度大22.67 MPa,屈服强度大16.67 MPa,断后伸长率小1.43%。     

激光立体成形TC4合金的显微组织和拉伸性能

采用激光立体成形技术制备TC4合金(沉积态)并进行退火处理,研究了沉积态和退火态合金的显微组织和拉伸性能,并与传统TC4合金的进行了对比。结果表明:激光立体成形合金的沉积态显微组织主要由针状马氏体α和β相组成,原始β晶界清晰可见,退火态显微组织由α板条和板条间β相组成;与沉积态组织相比,退火态组织中α相的体积分数增加,α板条粗化;沉积态和退火态激光立体成形合金的拉伸性能均优于传统退火态TC4合金的,退火处理降低了合金在垂直于和平行于扫描方向上的性能差异;与沉积态合金的相比,退火态合金在平行于扫描方向上的抗拉强度和屈服强度下降,伸长率和断面收缩率增大,在垂直于扫描方向上二者的拉伸性能相差很小;沉积态和退火态合金的拉伸断口均呈韧窝特征,断裂机制均为韧性断裂。     

增强型13Cr不锈钢经不同工艺调质后的显微组织和力学性能

采用物相分析、组织观察、冲击和拉伸试验等方法研究了增强型13Cr不锈钢经三种不同工艺调质后的显微组织和力学性能,确定了最佳的调质工艺。结果表明:随着调质淬火温度的升高,试验钢的强度和伸长率逐渐下降,而冲击功则先升高再下降;试验钢经1 000℃×2 h空冷+600℃×2 h空冷的工艺调质后,其抗拉强度为787 MPa,屈服强度为746 MPa,伸长率为26%,冲击功为192 J,达到了API 5CT标准要求;在上述调质工艺处理后,试验钢形成了以板条马氏体为基体、残余奥氏体弥散分布于晶界的显微组织。     

连续退火工艺参数对超高强度双相钢组织和力学性能的影响

在Gleeble-3500型热模拟试验机上模拟冷轧超高强度双相钢的连续退火,采用扫描电镜和拉伸试验机研究了连续退火过程中退火温度、退火时间和过时效温度对该钢组织与力学性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,该钢的屈服强度和抗拉强度下降,伸长率提高,显微组织(铁素体+马氏体和少量的粒状非马氏体组织)中粒状非马氏体增多;退火时间对该钢力学性能的影响较小;随着过时效温度的升高其抗拉强度呈下降趋势,屈服强度、伸长率和屈强比呈上升趋势,当过时效温度高于360℃时,则出现了屈服平台。     

退火和卷取温度对590 MPa级冷轧热镀锌双相钢板组织与性能的影响

在实验室制备了590MPa级冷轧热镀锌双相钢板,采用SEM、TEM和拉伸试验等方法考察了退火温度、卷取温度等工艺参数对该钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:经750～820℃保温100s退火后,可以获得抗拉强度615MPa以上、伸长率高达21%的综合性能良好的钢板;随着退火温度的升高,抗拉强度和屈服强度都会增大,伸长率则以820℃退火的最好,其次是800℃退火的,而750℃和780℃退火的则差一些;热轧后650℃卷取的钢板经冷轧和热镀锌退火后,其强度明显高于690℃卷取的。     

40CrNi2Mo钢的低温力学性能

采用低温拉伸试验与系列冲击试验对调质态40CrNi2Mo钢的低温(室温～-150℃)力学性能进行了研究。结果表明:该钢屈服强度和抗拉强度随温度的降低而升高,断面收缩率、伸长率随温度的降低而减小,并且它们与温度均呈线性关系;求出了该钢屈服强度与抗拉强度随温度变化的关系式;根据绘制出的冲击功曲线,根据综合能量法及断口形貌可确定其韧脆转变温度为-125℃。     

316L不锈钢粉选择性激光熔化成形工艺及成形后的性能

对316L不锈钢粉进行选择性激光熔化成形,利用正交试验方法分析激光功率、扫描速度和扫描间距对成形试样相对密度、拉伸性能和微观形貌的影响,得到了最佳工艺参数。结果表明:成形试样的抗拉强度、屈服强度和相对密度均随激光功率或扫描速度的增加先增后降,随扫描间距的增加而增大;伸长率随激光功率的增加先降后增,随扫描速度的增加而增大,随扫描间距的增加变化很小;最佳工艺参数组合为激光功率310W,扫描速度960mm·s~(-1),扫描间距0.13mm;在最佳工艺下成形后试样的相对密度、抗拉强度和屈服强度均最大,分别为99.53%,613MPa和320MPa,伸长率为44.6%,成形试样的表面平整,孔隙较小,拉伸断口上的韧窝细小均匀,且球化现象较少。     

27SiMn钢热处理后力学性能分析

为了能够进一步降低27SiMn钢热处理过程中能源的消耗,借助于"加热—穿孔—轧制—定径—自然冷却—加热—施淬火—回火—自然冷却"热处理工艺,对于27SiMn钢热处理后性能进行了分析。通过研究可知随着回火温度的不断在增加,其抗拉强度值会呈现先增加后降低的趋势。在回火温度值逐步增大的过程中,试样冲击功呈现出不断增加的变化趋势。最后得出,在回火温度值为450℃情况下,所得27SiMn钢的综合性能最为优良,拉强度数值为888 MPa,屈服强度数值均为753 MPa,试样断后伸长率值为16%,试样断面收缩率值为61,试样冲击功值为63%。     

不同工艺两相区淬火后高马氏体含量双相钢的显微组织与力学性能

采用扫描电镜、光学显微镜、洛氏硬度计、拉伸试验机等研究了两相区淬火时间和温度对高马氏体含量双相钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:在785℃淬火时,随保温时间的延长,双相组织中马氏体体积分数增加,铁素体体积分数减少,碳化物数量减少并发生固溶扩散,试验钢的硬度、屈服强度、抗拉强度均呈上升趋势,伸长率和断面收缩率均呈下降趋势;在785~830℃保温30min淬火后,随温度升高,淬火组织中铁素体体积分数减少,马氏体体积分数增加,碳化物数量减少,当淬火温度为815℃时,组织基本全部为马氏体,试验钢的硬度、抗拉强度均呈上升趋势,伸长率和断面收缩率均呈下降趋势,屈服强度则先上升后略有下降。     

激光制备预压应力超高强韧马氏体层的组织与性能

针对飞机、高铁等关键承力构件大载荷重量比的需要,采用激光制备具有超高强韧马氏体成型层,改善关键承力件的力学性能以及表面应力分布。通过显微硬度计、SEM等手段分析激光成型层显微硬度、拉伸性能及断口形貌等,并研究其残余应力。实验表明:原始态试样残余压应力达到300～500 MPa,抗拉强度达1 715±35 MPa,延伸率10%±1%;300℃×2hAC试样的抗拉强度1 615±35 MPa,延伸率15%±1%;500℃×2hAC试样抗拉强度1 565±35 MPa,延伸率13%±1%。当热处理温度大于700℃时,马氏体明显分解,熔覆试样力学性能明显下降。在300M钢表面采用激光成型制备的超高强韧马氏体成型层表面平整无裂纹且致密,具有超高强度、高韧性、高硬度。     

碳含量对微合金化铸钢组织与性能的影响

对不同碳含量状态下的ASTMA487-4B微合金化铸钢的显微组织及性能进行试验研究。结果表明,微合金化铸钢中碳含量对屈服强度、抗拉强度和低温冲击功的影响最显著;在ASTMA487-4B微合金化铸钢中碳含量为0.16%时的屈服强度达到671MPa,比其他三种含碳量高约10%,低温冲击功为55J,比含碳量为0.09%和0.12%要高约50%;含碳量为0.12%时的断面收缩率为48%,比0.16%的要低26%。     

海洋工程紧固件用0Cr20Mn18N0.8高氮奥氏体不锈钢的性能

新开发了一种0Cr20Mn18N0.8高氮奥氏体不锈钢,研究了其静拉伸、缺口拉伸、偏斜拉伸、冲击、疲劳以及耐腐蚀等性能,并与316L不锈钢的进行了对比,分析了该钢用于海洋工程紧固件的可行性。结果表明:试验钢的静拉伸屈服强度和抗拉强度分别为640,970 MPa,伸长率为52.2%,断面收缩率为67.5%,20℃和-40℃下的冲击吸收功平均值分别为311,280J,疲劳极限为330MPa,耐腐蚀性能优于316L不锈钢的;试验钢对缺口不敏感,可以随较大偏斜力;该高氮奥氏体不锈钢的性能完全满足海洋工程紧固件的要求,并优于通用的海洋工程紧固件用钢的。     

热等静压工艺对选区激光熔化成形Hastelloy X合金持久性能的影响

在4组工艺参数(1 100℃/100MPa/1h,1 175℃/160MPa/1h,1 175℃/160MPa/2h,1 175℃/100MPa/2h)下对选区激光熔化(SLM)成形Hastelloy X合金试样进行热等静压(HIP)处理,并在815℃、105MPa条件下进行了持久试验,研究了HIP工艺对试样显微组织和持久性能的影响。结果表明:HIP处理前试样的显微组织由细小柱状晶和树枝晶组成,经HIP处理后,晶粒长大,晶界上析出碳化物;在1 175℃下HIP处理后,试样的断后伸长率和断面收缩率均显著高于HIP处理前和在1 100℃下HIP处理后的,且显微组织和持久性能的各向异性减小;较长的HIP时间或较低的HIP压力会缩短试样的断裂时间,降低其断后伸长率和断面收缩率;当HIP工艺参数为1 175℃/160MPa/1h时,试样的持久性能相对较好,裂纹的消除效果也较好。     

0.18C-0.4Si-2.0Mn冷轧先进超高强度钢的连续退火水淬工艺

在连续退火水淬模拟试验装置上对0.18C-0.4Si-2.0Mn微合金化超高强度冷轧薄带钢进行了不同工艺的连续退火水淬试验,并对其显微组织与拉伸性能进行了研究。结果表明:保温温度低于800℃时,保温时间对组织和性能的影响显著,其组织主要为片状马氏体;当温度高于830℃时,保温时间对抗拉强度和伸长率影响较小,组织主要为板条马氏体;随保温温度和水淬温度的升高,试验钢的抗拉强度由1 150 MPa逐渐升至1 700 MPa,屈服强度由600 MPa增至1 600MPa,断后伸长率则由8.5%逐渐降至2%;水淬工艺的保温温度和水淬温度分别在830℃和750℃或保温温度在850℃和水淬温度高于700℃时,试验钢的抗拉强度可达1 500MPa以上,屈服强度可达1 200MPa。     

选区激光熔化成形CoCrFeNiCuAl0.8高熵合金的组织与性能

采用选区激光熔化成形(SLM)技术制备CoCrFeNiCuAl_0.8高熵合金,研究了不同激光热输入(0.06～0.36 J·mm^-1)下合金的成形质量和密度,确定最优成形工艺参数,并分析了在最优成形工艺参数下合金的显微组织和拉伸性能。结果表明：随着热输入的增加,SLM成形合金的密度先增大,当热输入大于0.15 J·mm^-1时,密度基本保持不变;当热输入为0.34 J·mm^-1时,密度最大,为7.5 g·cm^-3,最优工艺参数为激光功率270 W、扫描速度800 mm·s^-1。SLM成形合金具有由无序体心立方相(A2相)和有序体心立方相(B2相)组成的双相结构,显微组织由柱状晶和等轴晶组成,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率分别为651 MPa, 840 MPa, 22%,23%,断裂机制为韧性断裂。     

热处理工艺对Ti55531合金组织和拉伸性能的影响

对Ti55531合金棒材和锻件进行不同工艺的固溶和时效热处理,研究了热处理工艺对其显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着固溶温度升高(575~650℃),棒材中的初生α相由颗粒状变为条状或短棒状,直至全部变为β晶粒,室温抗拉强度和屈服强度明显增大,伸长率和断面收缩率大幅下降;随着时效温度降低,短棒状或条状α相逐渐溶解并球化析出α颗粒,室温抗拉强度和屈服强度明显增大,伸长率和断面收缩率显著降低;为使钛合金棒材的室温强度和塑性达到最佳匹配,固溶温度应控制在相变点以下,时效温度宜选择在600~620℃区间;固溶温度在相变点以下,时效温度为600℃时,锻件的强度和塑性可满足相关标准的要求。     

天然气分输减压阀阀体用铸钢的低温力学性能

以天然气分输减压阀阀体用1.6220铸钢为研究对象,采用低温拉伸以及低温冲击试验方法研究了其热轧态和调质态的力学性能随试验温度的变化规律,获得了其韧脆转变温度,观察了不同温度下冲击试样的断口形貌。结果表明:随着试验温度的降低,该铸钢的屈服强度和抗拉强度显著提高,断面收缩率和伸长率逐渐下降;调质处理明显改善了铸钢的低温力学性能,调质态铸钢的屈服强度、抗拉强度、塑性均比热轧态的高,韧脆转变温度由热轧态的2.76℃降低到-14.46℃;随着温度的降低,铸钢的断裂形式由韧性断裂向解理断裂转变。