热处理制度对Ti-1023钛合金微观组织及力学性能的影响

利用热处理工艺炉、力学性能试验机、X射线衍射仪等试验设备,研究了固溶、时效和冷却速度对Ti-1023合金的显微结构和力学性能的影响。结果表明,采用单一固溶处理,固溶温度略高于相变点温度时,初生α_P相消失,β晶粒缓慢长大,合金强度和硬度提高;该合金经固溶水冷处理后,由于冷却速度快,形成少量的α相与均匀粗大的β相共同形成网篮组织,合金强度和硬度提高;当时效时间为1 h时,时效过程形成的次生α_S相会产生第二相强化作用,表现出显著的弥散强化效果,合金强度和硬度升高。     

热处理制度对Ti-55531合金组织和力学性能的影响

通过采用不同的热处理制度研究了时效温度和β退火温度对Ti-55531合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Ti-55531合金固溶加时效处理后可获得初生α相呈长条或等轴状的组织,β基体上大量析出的次生α相使其获得较高的强度,且强度随时效温度升高而显著降低,延伸率变化不明显,断面收缩率在620℃以上随着时效温度升高有所增加,但该组织状态断裂韧度偏低;β退火后可获得均匀的片状组织,具有较高的断裂韧性,抗拉强度在600~650℃之间随退火温度升高呈线性关系降低,可根据需要很方便地调整强度级别,塑性随退火温度升高变化不太明显。     

热处理对Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe合金组织与力学性能的影响研究

对Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe(Ti-35421)合金进行了不同工艺的固溶时效处理,研究了热处理后的组织演变规律与力学性能。结果表明：经不同温度固溶+540℃时效后,随着固溶温度的升高,初生α相板条变短变粗,体积分数减少,针状次生α相体积分数增加,Ti-35421合金的强度增加,塑韧性减小,拉伸断口表面韧窝数量减少、尺寸变小,逐渐出现微孔和空洞;经775℃固溶+不同温度时效后,随着时效温度的升高,针状次生α相变短变粗,次生α相间距增大,合金的强度减小,塑韧性增加,拉伸断口表面韧窝逐渐变大变深,微孔和空洞逐渐消失。当热处理工艺为775℃/1 h/AC+560℃/16 h/AC时,Ti-35421合金的抗拉强度为1125 MPa,屈服强度为1024 MPa,延伸率为5.5%,冲击吸收功为36.3 J,具有良好的强塑韧性匹配。     

热模锻工艺对Ti-1023合金显微组织和性能的影响

主要研究了热摸锻时坯料变形温度、变形量对Ti-1023合金显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明：变形量不同，热摸锻坯料变形温度对合金拉伸强度影响不同。在经过30％变形后合金的抗拉强度随着变形温度的升高而增加，断面收缩率随变形温度升高先增加后下降，延伸率设有明显变化；而经过50%变形后，除了合金的抗拉强度随着温度升高而略有下降外，其余性能与合金经过30%变形后的变化趋势相同。在两相区(T-30℃)变彤时合金的拉伸性能随着变形量的增加先降低后增加，断裂韧性则相反；在β区(Tβ 30℃)变形时合金的抗拉强度随着变形量的增加先增加后降低，屈服强度没有明显变化，而塑性则随着变形量的增加而增加。     

固溶温度对Ti-1300合金组织与性能的影响

研究了Ti-1300合金经不同温度固溶处理和固溶+时效处理后的组织和性能。结果表明:Ti-1300合金在固溶处理后,随着固溶温度升高,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,断面收缩率先升高后降低,断后伸长率有所升高。Ti-1300合金在850℃固溶处理可获得最佳的综合性能。通过固溶和时效处理,Ti-1300合金硬度随着固溶温度的升高而增大。当固溶处理在相变点以下时,β相中时效析出次生αs相较粗大;而固溶处理在相变点以上时,β相中时效析出次生αs相较细小且均匀。     

固溶时效对Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb合金组织和力学性能的影响

研究了固溶温度、时效温度、时效时间对Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb(Ti-65541)合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,在β相变点以上固溶并时效后,合金中析出细小的次生α相,初生α相完全消失;在较低温度固溶并时效后,次生α相和初生α相同时存在。时效温度对合金强度和塑性的影响最为显著,固溶温度次之,时效时间的影响最弱。随着时效温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度降低,塑性提高。随着固溶温度的提高,合金的强度提高,塑性降低。随着时效时间的延长,合金强度和塑性总体呈降低趋势。在740～760℃范围内固溶处理,在540～580℃范围内时效且时效时间在4～6 h内,可获得综合性能优异的Ti-65541合金。     

高尔夫用Ti-1023钛合金板材的热处理工艺研究

研究了热处理工艺对Ti-1023钛合金板材组织和性能的影响.讨论了工艺、组织和性能之间的关系.为高尔夫用Ti-1023钛合金板材选择合理的热处理制度提供依据.     

时效对Ti-22Al-24Nb合金显微组织及力学性能影响

研究了经1000℃/2 h/WC(水冷)固溶处理的Ti-22Al-24Nb合金在不同时效条件下的组织演变规律,且进行了不同时效时间下组织的力学性能测试。结果表明:时效时间对显微组织中相的含量和尺寸的变化影响较为明显。随时效时间增至24 h时,部分晶粒发生了长大,且次生α2/O相长大明显,初生的α_2相长大并等轴化。随时效温度的升高,晶粒尺寸变化不明显。经780℃/20 h/AC(空冷)时效处理后,合金常温力学性能提升较小,抗拉和屈服强度分别提升至1022和950 MPa,但塑性却大大降低至3%左右,随时效时间延长至24 h,强度增加,塑性变化不大;合金高温力学性能为强度增加不明显,但塑性明显增加,其伸长率为20.27%,随时效时间延长至24 h,合金的高温强度进一步增加,抗拉强度为1019 MPa,屈服强度为977 MPa,但高温塑性出现了下降。     

磁场强度对Ti-1023合金凝固组织和Fe偏析的影响

研究了工业化制备的超大规格Ti-1023合金铸锭在不同磁场强度下的纵向凝固组织和Fe元素成分分布,并对其影响进行了探讨。结果表明：当磁场强度为10Gs和30Gs时,铸锭组织主要由粗大柱状晶,竹节状的小柱状晶和等轴晶组成;当磁场搅拌强度为20Gs时,凝固组织转变为由底部粗大柱状晶和细小等轴晶组成。Ti-1023合金铸锭中Fe元素在不同磁场强度下遵循正偏析规律,沿铸锭长度方向Fe元素含量从底部到顶部逐渐增加,沿径向从边缘到中心逐渐增加。随着磁场强度从10Gs增加到30Gs,合金元素Fe的宏观偏析率先减小后增大。     

硼对Ti-1023合金组织与性能的影响

采用真空自耗电弧炉熔炼添加硼元素的Ti-1023合金铸锭,对其进行一定的变形得到锻造棒材。利用金相显微镜、电子探针、万能材料试验机等设备对其进行宏观、微观组织及性能分析,研究硼元素对铸态与锻态Ti-1023合金组织与性能的影响。研究发现,硼元素作为一种高效的细化剂,能显著细化Ti-1023合金的铸态组织。硼化物倾向于以链状析出,对合金进行充分变形,能使硼化物充分破碎。微量的硼可以显著提高钛合金的强度,当硼含量在0.1%~0.2%(质量分数)时,Ti-1023合金的抗拉强度与屈服强度变化不大,但是塑性下降明显。为了得到良好的强度-塑性匹配,最佳硼添加量不应大于0.1%。     

热处理工艺对Ti-53合金显微组织和力学性能的影响

对Ti-53(Ti-5Al-1Sn-1Cr-1Fe)钛合金在不同热处理条件下的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,完全退火处理后,β相明显减少,α相发生再结晶,组织由针片状α相+少量β相组成,强度、硬度较低,塑韧性较高;固溶处理后,部分β相无扩散转变为α’相;时效处理后,固溶时出现的部分不稳定α’相发生分解,最终组织为片状α相+高度弥散的β相+少量α’相,还出现一定量的β斑,强度和硬度明显提高,塑韧性也有所提高。Ti-53合金的室温拉伸断口表现为韧脆混合断裂特征。     

时效温度对Ti-6Al-4V合金组织性能的影响

Ti-6Al-4V合金经940℃固溶1.5 h后水淬,再经过480～540℃时效8 h,加工成标准试样进行拉伸和双剪试验.分析断口形貌和组织,研究时效温度对组织性能的影响.结果表明,时效温度为520℃时,材料的抗拉强度和抗剪强度达到最高值;拉伸试样断口韧窝呈卵形,韧窝较深,但大小不均;室温组织晶界清晰,片层状结构明显.说明通过适当的时效温度,合理控制初生α相的晶粒尺寸,以及次生α相的形态及片层厚度,对改善材料的综合性能有积极作用.     

热循环温度对Ti-6Al-4V合金组织和力学性能的影响

对上限温度为500、650、800℃高温短时热循环200次后的Ti-6Al-4V合金室温力学性能和组织进行了研究。结果表明:循环温度对合金强度影响较为明显,循环温度的升高使合金抗拉强度降低;分析认为:温度高于650℃,实验合金组织中β相逐渐分解碎化,β相含量减少和α晶粒逐渐长大是强度降低的主要原因。     

停放时间对6061铝合金性能及微观组织的影响

采用宏观检测与显微分析相结合的手段,研究不同停放时间下6061铝合金的力学性能与微观组织的变化规律。结果表明:停放时间对6061铝合金的晶粒尺寸有较大影响,晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势;停放时间对6061铝合金弹塑性变形过渡阶段有较大影响,但对弹性及塑性阶段变形的影响很小。6061铝合金在停放为0～2 h时,力学性能无明显变化,变形后试样表面光滑,变形协调性较好;停放时间为12 h时,材料的抗拉强度和屈服强度降至最低,但伸长率提高,试样表面呈橘皮形貌,变形均匀性较差;停放时间为24 h～15 d时,合金的强度回升并逐渐趋于稳定。结果表明:随着停放时间的增长,6061铝合金断口的韧窝直径和深度不断增加,第二相粒子的尺寸也不断增大,形状由球状、带状逐渐转变为板状、块状。通过研究得到6061铝合金满足汽车结构强韧化需求,综合性能最优需求的停放时间为12～24 h。此研究结果能够为6061铝合金加工工艺优化提供理论指导。     

加热温度对Ti-6242合金组织及性能的影响

对Ti-6242合金在不同温度下保温空冷后的组织及性能的关系进行了研究。结果表明,在低于相变点加热,随着加热温度升高,α相的含量逐渐减少;在相变点以上进行加热,晶粒尺寸随着加热温度升高开始粗大,空冷后主要得到魏氏体组织;随着加热温度的升高,合金的强度和塑性呈现先增加后降低的趋势,而其冲击性能随着加热温度升高而逐渐降低;在相变点以上进行保温加热时合金强度以及韧性主要取决于α相、β相转变组织的含量、形状及晶粒大小。     

时效温度对Ti-45Nb合金组织与性能的影响

研究了不同时效温度对Ti-45Nb合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着时效温度的提高,Ti-45Nb合金基本上未发现析出第二相,呈单一等轴状的β相组织;其抗拉强度、屈服强度和剪切强度先增加后减小,显微组织及拉伸塑性的变化不很明显;当时效温度为300 ℃时,合金获得了较理想的塑性以及拉伸强度与剪切强度的良好综合力学性能。     

热处理对97NiBe合金组织和性能的影响

研究了1020～1100 ℃固溶和480～520 ℃时效对冷轧97NiBe合金带材的组织和力学性能。结果表明：随固溶温度升高,合金组织内晶粒尺寸增大,未溶解β相减少,经时效后,抗拉强度和伸长率随固溶温度的升高而明显下降,屈服强度在1060 ℃固溶时达到最大值;在480～520 ℃时效,组织中产生富铍的G.P.区,G.P.区随温度升高或时间延长而增厚,当固溶温度为1020 ℃时,合金在480～500 ℃时效4～6 h,可获得良好的综合力学性能。     

时效时间对冷轧2024铝合金组织和力学性能的影响

通过拉伸力学性能及硬度测试和透射电子显微镜（TEM）观察,研究了室温条件下30%变形量冷轧2024铝合金180 ℃时效不同时间的力学性能和组织。结果表明,冷轧态2024铝合金在180 ℃时效时,出现了双峰时效强化。时效120 min时,合金中含有大量位错墙,有大量S’相析出,出现第一个强化峰,合金抗拉强度为560 MPa,伸长率为3.6%;时效720 min时,合金中S’相完全溶解,有Ω相析出,且位错含量降低,出现第二个强化峰,此时合金抗拉强度（563 MPa）与第一个峰值时几乎相等,但伸长率达9%,较120 min时提升150%。     

淬火温度对轧辊用高硼铁基合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、摆锤式冲击试验机和维氏硬度计等研究了淬火温度对高硼铁基合金轧辊材料组织和力学性能的影响。结果表明:高硼铁基合金淬火态基体组织为马氏体,基体中鱼骨状(M₂(B,C))、层片状(M₂C)、长条状(M₃(B,C))和颗粒状(M(B,C))等形态的硼碳化物呈断开趋势。与铸态组织相比,其中层片状硼碳化物的变化最为明显,其形态由致密粗大的连续状转变为松散细小的颗粒状,减小了对基体的割裂作用;高硼铁基合金淬火组织中硼碳化物的类型未发生变化,但是其析出量随淬火温度的升高而减少。高硼铁基合金淬火态硬度和冲击性能较铸态明显提高,其基体硬度和冲击性能随淬火温度的升高而增加,而宏观硬度随淬火温度的升高呈现出先增加后降低的趋势;淬火温度为1050 ℃的宏观硬度最大,为63.1 HRC,淬火温度为1150 ℃的冲击吸收能量最大,为10.9 J。