NiAl-Mo共晶复合材料定向凝固组织特性研究

采用定向凝固技术制备出两种不同成分的NiAl-Mo共晶复合材料,研究在不同抽拉速率下该合金的凝固组织特性.结果表明:46.59Ni-45.61Al-7.8Mo(at%,下同)合金在不同抽拉速率下都形成了亚共晶组织,初生的NiAl相呈树枝晶状,并且随着抽拉的进行,优先生长方向与热流方向不一致的枝晶被逐渐淘汰;随着抽拉速率的增加,NiAl相的枝晶间距也不断的减小.44.86Ni-46.3Al-9.01Mo合金在不同抽拉速率下皆形成以棒状Mo相镶嵌在NiAl基体中的共晶组织,随着抽拉速率的增加,Mo相的平均直径和平均棒间距有越来越小的趋势,在抽拉速率达到14 mm/h以上时,Mo相由连续的、排列均匀的棒状变为断续的、排列不均匀的棒状.     

定向凝固NiAl-9Mo共晶合金的凝固组织特性

采用液态金属冷却法在恒定温度梯度GL=334 K/cm,大生长速率范围内（2~300μm/s）对Ni-45.5Al-9Mo （摩尔分数,%）共晶合金进行定向凝固制备。研究生长速率（v）对纤维间距（λ）、纤维直径（d）和纤维体积分数的影响。在实验中发现平界面和胞界面两类共晶生长界面。在平界面和胞界面组织中,生长速率（v）与纤维间距（λ）和纤维直径（d）的关系经回归分析分别为：λv1/2=5.90μm·μm1/2·s1/2和 dv1/2=2.18μm·μm1/2·s1/2。Mo纤维的体积分数可在一定的范围内随生长速率进行调整,这是由生长过程中界面前沿过冷度的增加及共晶组织中各组成相的生长特性引起的。     

定向凝固过共晶合金Al-Al_2Cu的组织演化及取向分析

采用恒速及跃迁减速定向凝固方法制备了Al-40%Cu(质量分数)过共晶合金,对金属间化合物初生Al2Cu相的组织及取向演化进行了研究.结果表明,当定向凝固速率恒定为10μm/s,抽拉100 mm时,合金成分随着凝固距离的增大而减小,初生Al2Cu相枝晶由规则棱面V型转变为非棱面形貌,在抽拉距离80 mm附近消失,其生长方向由[110]方向转变为(121)晶面的法线方向;当定向凝固速率由10μm/s跃迁减速至2μm/s时,合金成分在变速界面后随着凝固距离的增大先增大后减少,初生Al2Cu相枝晶由规则棱面V型变为非棱面长条状形貌而后消失,其体积分数先增大后减少,Al2Cu相的生长方向由[110]方向转变为平行于热流方向的[001]方向.定向凝固恒速与跃迁变速下初生Al2Cu相枝晶生长机制存在异同,凝固工艺参数成为影响枝晶最终组织形态和生长方向的主要因素.     

NiAl基定向共晶合金的组织和压缩性能

采用具有高温度梯度的液态金属冷却工艺,制备Ni-33Al-28Cr-5.94Mo-0.05Hf-0.01Ho共晶合金.利用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)分析该合金的微观组织,用Gleeble1500测试合金室温压缩性能.研究表明:该工艺能够制备出较规则的定向组织;并细化NiAl/Cr(Mo)共晶层片,使NiAl/Cr(Mo)两相发生固溶度扩展,产生了有效的固溶及第二相强化;合金的室温压缩性能随抽拉速率的增加变化较小.     

定向凝固NiAl-32V亚共晶合金热稳定性研究

本文采用定向凝固技术制备NiAl-32V伪二元亚共晶合金,研究该合金在高温热处理后不同抽拉速率稳态区组织形貌,并分析其热稳定性及组织形貌变化规律。结果表明：该合金初生相组织在900℃(5~100h)组织热稳定性良好;NiAl相共晶层片均有粗化与球化现象,且热处理时间越久,粗化程度越大,球化现象越明显。不同温度(900℃、1000℃、1100℃)5h高温热处理后该合金初生相面积占比也略有变化,所有试样(抽拉速率V=6～150μm/s)NiAl共晶层片均有粗化与球化现象;随着热处理温度的增加,粗化和球化现象愈明显。     

熔体热稳定处理对定向凝固Ti-46Al-0.5W-0.5Si合金组织和性能的影响(英文)

通过改变定向凝固前的保温时间,研究热稳定处理对定向凝固Ti-46Al-0.5W-0.5Si(摩尔分数,%)合金组织和性能的影响。在稳定的温度梯度下(G=20K/mm),定向凝固启动前试样分别保温5、15、30、45和60min,然后试样以恒定的速度(v=30μm/s)进行定向凝固实验。测量定向凝固组织的一次枝晶间距(λ1)、二次枝晶间距(λ2)、层片间距(λL)和显微硬度(HV),并分析这些参数与热稳定处理时间(t)的关系。λ1、λ2和λL的值随着t的延长而增大,而HV则随着t的延长而减小。在定向凝固启动前,延长热稳定时间有助于获得良好的定向凝固组织,然而,过长的保温时间则会降低合金的力学性能。因此,需要优化定向凝固前的热稳定处理时间。根据实验结果,在当前实验条件下,定向凝固前热稳定处理时间选择30min,既能够获得良好的定向凝固组织,又能保持合金较高的力学性能。     

生长速率对定向凝固NiAl-43V过共晶合金组织演变和室温断裂韧性的影响

采用高温度梯度液态金属冷却技术(LMC)制备了Ni-28.5Al-43V (at％)过共晶合金,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和三点弯曲(3PB)测试对合金的组织演变和断裂韧性进行了研究.在温度梯度GL=310 K/cm,生长速率V=6～150 μm/s的实验条件下,NiAl-43V的凝固组织均为初生V枝晶...     

Pb-Bi亚共晶和包晶合金的快速凝固

采用硅油净化法使大体积Ｐｂ－５０％Ｂｉ亚共晶合金和Ｐｂ－２９．２％Ｂｉ包晶合金分别获得了４５Ｋ（０．１１ＴＬ）和１１７Ｋ（０．２３ＴＬ）的过冷度,并对这两种合金快速凝固过程中ε金属间化合物相的组织开矿及随过冷度的变化规律进行了探讨,对于Ｐｂ－５０％Ｂｉ亚共晶合金,实验发现ε相以枝晶方式生长,随着这冷度的增大,ε相枝晶细化显著,最大过冷度处一次和二次枝晶间距细化达一个数量级,同时在过冷度达４５Ｋ的试     

Cr元素对熔炼Fe-B合金中Fe2B相性能的影响

金属间化合物Fe_2B除具有金属间化合物的共性外,还具有优良的耐熔锌腐蚀性能,但是它的本质脆性阻碍了它得到进一步的应用。因此,Fe_2B的韧化是很有研究价值的。通过熔炼Fe-8.8%B-n%Cr(n=0.3,0.5,1,2,3,4,5)的方法得到Fe_2B相,并进行了耐熔锌腐蚀试验及Fe_2B相断裂韧性的测量。结果表明,Cr的含量低于2%时对其耐熔锌腐蚀性能却影响不大;当Cr添加量在0.5%～3%范围内时Fe_2B相的断裂韧性明显提高。     

热处理对高压凝固Ti-48Al合金组织演变的影响

采用六面顶压机制备2和4 GPa下高压凝固试样,并在真空封装后进行1100 ℃保温12 h空冷的高温热处理实验,研究经高压凝固后Ti-48Al合金组织的演变规律以及高压凝固后热处理对Ti-48Al合金组织变化的影响。结果表明：经高压凝固后,随着凝固压力的增加,枝晶间γ相数量减少;当压力到达4 GPa时,片层组织的体积分数约为99.31%。经热处理后,常压凝固试样变化不大,而高压凝固试样中均形成魏氏组织,采用1100 ℃炉冷热处理和EBSD技术进行分析,确定了高压下魏氏体组织的形成机制。     

On the fracture toughness of intermetallics estimated from the work of fracture

In the present paper the regression analysis of the fracture toughness data obtained from 3 and 4 pt bending of single-edge pre-cracked beam and chevron-notched beam specimens of various intermetallic alloys calculated from the work of fracture γ_wof and the maximum load on the load–displacement curve is carried out in order to establish a relationship between both quantities.     

Experimental investigation of the effect of solidification processing parameters on the rod spacings in the Sn–1.2 wt.% Cu alloy

Sn–1.2 wt.% Cu alloy was prepared in a graphite crucible under the vacuum atmosphere. The samples were directionally solidified upwards under argon atmosphere with different temperature gradients (G = 2.69–8.88 K/mm) at a constant growth rate (V = 6.80 μm/s) and with different growth rates (V = 2.78–136.36 μm/s) at a constant temperature gradient (G = 2.69 K/mm) by using a Bridgman-type directional solidification apparatus. The microstructure of Sn–1.2 wt.% Cu alloy seems to be rod eutectic structure. The rod spacings (λ) were measured from both transverse and longitudinal sections of the samples. The influence of the growth rate (V) and temperature gradient (G) on the rod spacings (λ) and undercoolings (ΔT) was analysed. The values of λ²V, λ²G, ΔTλ, ΔTV^−0.5 and ΔTG^0.5 were determined by using the Jackson–Hunt eutectic theory. The results obtained in the present work have been compared with the similar experimental results obtained in the previous works for binary alloys.     

电弧熔炼态NiAl-V合金的组织演变与力学性能

采用真空电弧熔炼制备了Ni-34Al-32V(at.%)及Ni-28.5Al-43V(at.%)成分的合金。对于真空电弧熔炼纽扣锭不同位置处微观组织及力学性能进行了研究。利用光学显微镜（OM）,X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM） 分析了合金不同凝固位置处的相组成和组织形态, 结果表明,32V合金的凝固组织由NiAl初生枝晶及NiAl+V片层共晶组成;43V合金的凝固组织由V初生枝晶与NiAl+V片层共晶共同组成。同时对合金进行了力学性能测试,高温压缩强度与室温断裂韧性较NiAl合金均有很大提高,表明V的加入可提高NiAl合金的室温断裂韧性与高温强度。     

Nb-16Si-10Ti-10Mo-5Hf原位复合材料拉伸性能及其变形机制

采用机械合金化和放电等离子烧结方法制备了Nb-16Si-10Ti-10Mo-5Hf原位复合材料。采用不同温度下的拉伸试验评价了其力学性能,结合其不同温度下的断口形貌研究了其变形机制。结果表明,复合材料的微观组织由Nbss(铌固溶体)、金属间化合物Nb_5Si_3和少量的Nb_3Si相组成,晶粒呈等轴状。室温和1200℃抗拉强度分别为413和496 MPa。从室温到1200℃拉伸断裂方式为Nb5Si3相解理脆性断裂,1200℃拉伸延伸率仅为1.2%;然而,在1300℃拉伸试验中,其拉伸延伸率为27%,这归因于Nbss延性的增加和界面/晶界强度的降低;在1400℃和更高的温度,材料具有极大的塑性或超塑性,塑性变形机制由晶内滑移转变为晶界滑移。晶界滑移在三叉晶界处产生的应力集中通过软化的Nbss协调而释放,从而避免了早期断裂。     

The effect of growth rate on microstructure and microindentation hardness in the In–Bi–Sn ternary alloy at low melting point

In–21.5 at.% Bi–17.8 at.% Sn ternary alloy which has 333 K melting point was directionally solidified upward with a constant temperature gradient (G = 0.91 K/mm) in a wide range of growth rates (3.2–157.1 μm/s) with a Bridgman type directional solidification furnace. The lamellar spacings (λ) and microhardness values (H_V) were measured from both transverse and longitudinal sections of the samples. The dependence of lamellar spacings (λ) and microhardness (H_V) on the growth rate (V) was determined by using linear regression analysis. According to these results, it has been found that the value of λ decreases with the increasing value of V and whereas, the value of H_V increases for a constant G. The values of λ²V were determined by using the measured values of λ and V. The results obtained in this work have been compared with the previous similar experimental results obtained for binary or ternary alloys.     

Influence of heat treatment on mechanical properties of 51CrV4 high strength spring steel

Abstract

The durability of the springs is limited by plastic deformation, fatigue and fracturing. From this point of view, the use of spring steel with following properties is recommended: high ductility and toughness at operation temperatures from ?40°C to +50°C, good hardenability that provides required mechanical properties even at maximum dimensions. For the manufacturers of springs, the information relating to the heat treatment of specific spring steel is important. This paper describes the influence of heat treatment parameters on tensile strength R_m, yield strength R_p0·2, fracture toughness K_Ic, impact toughness, Charpy-V as a function of tempering temperature in the range from 350 to 700°C for a specific austenitising temperature. Also the difference between the properties given by the mathematical modelling of heat treatment using the computer software Hardenability and the properties obtained by testing the heat treated samples are presented.