Cu-3.2Ni-0.75Si合金时效析出行为研究

利用透射电镜研究了Cu-3．2Ni-0．75Si合金在不同温度时效时的组织转变规律。研究结果表明，调幅分解是其时效相变过程失稳方式之一。发生调幅分解存在一临界温度，TR(450．500℃)，当时效温度低于TR时，合金的时效分解经历调幅分解、有序化等一系列亚稳过程后，最终析出平衡相δ-Ni2Ti。当时效温度高于TR时，过饱和固溶体中直接分解形成δ-Ni2Si相。     

Cu-1.5Ni-1.0Co-0.6Si合金的时效行为

研究了时效处理后不同程度冷变形的Cu-1.5Ni-1.0Co-0.6Si合金的时效行为,利用光学显微镜和透射电镜分析了合金时效过程和显微组织,并对其孪晶及析出相进行了标定;同时研究了时效处理和冷轧变形量对合金导电率和显微硬度的影响,建立了导电率方程和时效析出动力学方程,探讨了合金的时效强化机制和时效析出动力学。结果表明:经过时效处理,Cu-1.5Ni-1.0Co-0.6Si合金的硬度和导电率均得到提升;Cu-1.5Ni-1.0Co-0.6Si合金经40%冷轧变形后,在500℃时效1 h后,其导电率为44%·IACS,显微硬度为255 HV0.1。Cu-1.5Ni-1.0Co-0.6Si合金在500℃时效时,合金析出相析出完成所用时间最短。     

固溶时效对Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金组织性能的影响

研究了不同固溶工艺条件对Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金显微组织的影响,对合金固溶-时效后的显微硬度和导电率进行了分析,并采用电子衍射及透射电镜分析其显微组织。结果表明:合金铸态组织以等轴晶为主,热轧变形组织中存在许多细小析出相。热轧合金在固溶处理过程中基体变形组织发生再结晶和晶粒长大,且随着固溶温度升高,析出相固溶量增加,至975℃时,析出相粒子基本回溶到基体中。合金中的析出相与Cu-Ni-Si合金具有相同的结构和形貌,与Cu基体的位向关系为:[001]Cu//[110]p,(010)Cu//(001)p;[112]Cu//[32 4]p,(110)Cu//(2 11)p。合金最佳固溶-时效处理工艺为975℃×1.5 h+500℃×4 h时效,在此工艺条件下,合金显微硬度为232 HV,相对导电率为49%IACS。     

高纯Al-Cu-Mg-Ag合金的时效析出行为

利用拉伸力学性能测试和透射电镜等研究了高纯Al-Cu-Mg-Ag合金在长时间时效过程中的时效析出行为。结果表明：实验用高纯Al-Cu-Mg-Ag合金板材具有较好的热稳定性和塑性,经185℃时效50h后合金的强度较峰值状态仅下降6%～7%,同时伸长率δ10保持在8%以上;Ω相是高纯Al-Cu-Mg-Ag合金的主要强化相,当合金处于峰值状态时,Ω相与基体之间会产生较大的错配应变,并在Ω相的细小片层处产生位错,为随后二次析出相θ′的析出提供有利的形核位置;延长时效时间将促进尺寸较大的Ω相和大部分θ′相（包括先析出相和二次析出相）向平衡相θ转变,但Ω→θ的转变远比θ′→θ的转变缓慢。     

Ti14合金在等温热暴露条件下Ti2Cu相的粗化行为

研究了 Ti14合金中Ti2Cu相在500℃等温热暴露下的静态粗化行为,揭示出Ti2Cu相的生长速率和形态变化受扩散机制控制.结果表明:静态粗化过程由快速粗化阶段和稳定粗化阶段组成,其中快速粗化阶段主要由末端迁移机制控制,由于条状Ti2Cu相的末端与长轴方向界面能的差异,溶质原子的扩散过程导致板条状Ti2Cu的粗化和破...     

高强度管线钢中沉淀相的析出行为研究

利用TEM电镜的STEM模式采用萃取复型的方法研究了高强度管线钢中沉淀相的析出行为.结果表明,钢中的沉淀相主要为球形的(Nb,Ti)C,同时含有少量的四方形TiN,大部分沉淀相为复合型析出,沉淀相尺寸均小于50nm,主要集中在10～20 nm.     

Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金的时效析出行为研究

研究了Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金在不同时效制度下的力学性能和显微组织,并详细分析了合金的主要析出相Ω的形核与粗化,同时提出了浓度台阶粗化机制.结果表明:合金的主要强化相是Ω相和θ'相.欠时效时出现了大量细小的Ω相和少量的θ'相;峰时效时Ω相和θ'相的体积分数大大增加,且Ω相与基体呈半共格关系;过时效时出现了球状的平衡θ相,Ω相略为长大,而θ'相的长度和厚度明显增大.Mg/Ag原子簇是时效初期Ω相的形核核心;Mg,Ag和Cu的浓度差异引起的台阶迁移是Ω相粗化的驱动力.由于Mg和Ag原子在Ω相与基体界面存在时降低了晶格的畸变能,使得Cu原子向Ω相迁移的速率受到限制,因此Ω相能够在长时间下保持片状而不发生共格失稳.     

高性能镍基粉末高温合金固溶连续冷却γ′相多阶段析出行为和尺寸粗化动力学研究

本文采用示差扫描量热分析和热模拟连续冷却实验,系统地研究了新型高性能三代粉末高温合金在γ′相固溶线温度以上连续冷却过程中强化相γ′相多批次析出行为。研究结果表明,合金在0.1和0.4 ℃.s_-1冷却速率下可以获得γ′相多模尺寸分布显微组织。这种γ′相多批次析出与冷却速率密切相关,缓慢冷却是造成γ′相尺寸多模分布的主要因素。采用线性回归方法拟合得到二次γ′相平均尺寸与冷却速率定量关系。分析和讨论了在γ相基体上形成多模γ′相尺寸分布的动力学机理。对具有多模γ′相尺寸分布的合金进行时效处理发现,由于合金显微组织中大尺寸二次γ′相的形态不稳定,出现γ′相反粗化现象,即随着时效时间增加,γ′相尺寸逐渐减小。这种反粗化效应使合金强度升高,增强合金显微组织稳定性。讨论了反粗化效应的发生条件,对研发新型高性能粉末高温合金提供制造工艺和组织调控的理论依据。     

固溶态Cu-1.5Ni-0.6Si合金时效析出动力学研究

研究了时效温度和时间对Cu-1.5Ni-0.6Si合金性能的影响.通过对固溶态Cu-1.5Ni-0.6Si合金450℃时效过程中的电导率的变化,根据电导率与新相的转变量之间的关系计算时效过程中新相的变化率.根据Avrami经验公式确定该温度下时效的相变动力学方程及电导率方程.实验结果表明,时效析出为Cu-1.5Ni-0.6Si合金的主要强化手段.Cu-1.5Ni-0.6Si固溶后经不同温度时效后,时效初期硬度和电导率快速上升,随后硬度到达峰值后缓慢下降,而电导率继续上升.由该电导率方程所得的计算值能较好地与实验值相符,为该合金的生产工艺的制定提供参考依据.     

镍基耐蚀合金028平衡相的析出行为

为了给冶炼成分设计、热加工工艺和热处理制度提供理论依据,利用扫描电镜(SEM)和热力学计算软件Thermo-Calc对028合金中析出相的特征进行观察和元素含量变化对其影响进行计算分析,并给出主要元素的合理控制范围。结果表明:不同状态的028合金晶内和晶界会析出σ相,720℃时效1 000 h后会析出大量针状σ相;028合金的主要平衡相为γ、M23C6、σ和α-Cr相;碳含量的增加可以显著地提高M23C6的析出量和析出温度,碳含量应控制在0.02%(质量分数)以内;随着Cr和Mo含量的增加,σ相的析出量增多,析出温度升高,由于σ相是有害相,Cr和Mo的含量需分别控制在26.5%和3.5%以内;初始Cr和Mo含量增加,基体γ相固溶的Cr和Mo含量也增加,初始Cr和Mo含量应分别控制在26.5%~27.5%和3.0%~4.0%之间。     

Cu-0.36Cr-0.03Zr合金时效析出相

利用透射电镜和高分辨电子显微镜对Cu-0.36Cr-0.03Zr合金时效处理后的析出相进行观察分析。结果表明,经450℃时效4 h后,合金显微硬度达到峰值,析出相为具有花瓣状应变场衬度的面心立方Cr相,与基体完全共格;当时效时间延长至8 h时,面心立方Cr相转变为体心立方Cr相;经550℃时效2 h后,合金显微硬度达到峰值,合金中弥散析出相呈球状,通过衍射花样标定,析出相为体心立方Cr相和Cu4Zr相,且Cr相与Cu基体之间存在N-W位向关系。     

GH4141难变形高温合金铸态组织析出相鉴别及均匀化过程中演变行为

GH4141变形高温合金因具有较高的高温强度和良好抗氧化性能,被广泛用于制造航空航天发动机高温承力部件。本文基于化学成分分析及晶体学法,对GH4141难变形高温合金铸态组织中典型析出相进行了详细鉴别与解析。通过高温均匀化实验,分析了均匀化过程中析出相回溶行为。1130~1160 oC中低温均匀化条件下,原铸态组织中针状σ相、板状η相、M3B2型硼化物以及γ’强化相等回溶至基体,M6C型碳化物仍可存在。1190~1210 oC高温均匀化条件下,合金中包括M6C在内的大部分析出相已回溶至γ基体,组织中仅剩余少部分MC型碳化物。MC型碳化物在固液两相区回溶,较难通过均匀化热处理彻底回溶消除。     

Si对铸态Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag合金显微组织与时效析出的影响

通过熔炼铸造法制备了一系列含Si的Al-Cu-Mg-Ag合金,采用金相观察、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及硬度测试,研究了Si的添加对铸态合金的显微组织与时效过程影响。结果表明,高含量Si的添加降低了铸态合金的时效硬度与高温耐热性能,延长了铸态合金在185℃时的峰时效时间,完全抑制了基体合金中强化相-Ω相的析出。含6.0%Si的Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag合金的强化相主要由θ′相及少量σ相(Al5Cu6Mg2)组成。     

Al-Cu-Zr和Al-Cu-Zr-Ti-V合金中Al_3Zr析出相的析出行为

利用透射电子显微技术研究Al-Cu-Zr和Al-Cu-Zr-Ti-V合金中Al3Zr的沉淀析出行为。亚稳态的Al3Zr沉淀相在枝晶中心均匀形核并获得均匀分布。然而,在枝晶边缘区域的析出复杂,观察到由许多球形Al3Zr析出颗粒组成的螺旋状和条状的形貌。条状的沉淀团簇沿100铝方向优先排列,这可能与Al2Cu的亚稳态θ′和稳态θ析出相相关。添加铜有利于Al3Zr沉淀相从L12→D023的结构转变。     

7055铝合金晶界η相回归阶段的粗化动力学

采用透射电镜、拉伸试验、剥落腐蚀试验等手段,研究7055铝合金在回归时效阶段的晶界η相形貌、尺寸、间距及其粗化动力学行为,以及对最终材料性能的影响。结果表明:随着回归温度的升高或回归时间的延长,晶界η相不断粗化,间距也不断增大;且回归温度越高,晶界η相粗化速率越快。在本实验条件下,该合金晶界η相的粗化激活能Q=1.13 eV,据此建立晶界相粗化动力学模型。     

合金元素对Co-8.8Al-9.8W高温合金组织及粗化行为的影响

利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究了随时效时间和时效温度的改变,合金微观组织、γ'相的粗化行为和二次相析出的变化,分析合金元素对Co-8.8Al-9.8W-2X(X为Mo、Nb、Ta、Ti和Ni,摩尔分数,％)合金中γ'相粗化行为的影响.结果表明:5种合金γ'相尺寸均随时效温度的提高和时效时间的延长而长大,且γ...     

Ag对Al-Cu-Mg合金Ω相析出行为的影响

用硬度测试、差热分析(DSC)以及透射电镜(TEM)研究Al-Cu-Mg-(Ag)合金时效过程中组织和性能的演变;根据不同升温速率的DSC曲线,采用Kissinger法计算Ω相和θ'相的激活能,探讨Ag对Al-Cu-Mg合金Ω相和θ'相析出行为的影响.结果表明:Al-Cu-Mg合金经185℃时效后,时效硬化曲线呈双阶段硬化特征,生成少量Ω相;添加Ag后,合金的时效硬化能力显著提高,经170、185和200℃时效时,对应的峰值时效时间分别为10、5和2h,峰值硬度随着时效温度的升高而下降;Ag能促进Ω相析出,使θ'相的激活能提高,从而抑制θ'相的析出.     

超高强度Cu-5.2Ni-1.2Si合金的形变热处理

研究不同形变热处理条件下Cu-5.2Ni-1.2Si合金的性能与显微组织结构,对合金的力学性能和电学性能进行测量,并采用金相显微镜、透射电镜及电子衍射分析其显微组织。结果表明：时效前的冷变形可以加速时效析出过程,在时效初期尤为明显;在450℃时效时该合金的峰时效有3种强化机制：调幅组织强化、析出的第二相粒子强化和有序强化;析出的第二相粒子主要是Ni2Si粒子;采用铸锭—热轧—冷轧（变形量为60%）—时效工艺处理的合金可以得到硬度和导电率的最优组合。     

添加元素Cu对Al-Mg-Si合金析出相行为的影响

研究了添加元素Cu对6082Al-Mg-Si合金时效过程及微观组织变化的影响.结果表明,添加元素Cu后提高了Al-Mg-Si合金的峰值硬度,同时缩短了合金达到峰值硬度的时间.根据透射电镜及三维原子探针的观察可知,经过170℃时效2h后,添加元素Cu的Al-Mg-Si合金中所形成的β"析出相中有Cu原子的富集,而未添加元素Cu的合金仍以GP区为主.170℃时效8h后,在含0.6%Cu合金中形成了明显的板条形Q'析出相.     

Ru对单晶高温合金中γ'相析出行为和演化的影响

采用扫描电镜、3D原子探针、示差热分析等方法研究了合金元素Ru对单晶高温合金中γ '相的析出和演化过程的影响.研究结果表明:γ'的溶解温度随着Ru含量的增加而逐渐降低.铸态下以及固溶处理和时效处理后,γ'相尺寸都随着Ru含量的增加而减小.Ru的加入加快了y'相的长大和粗化速率,Ru主要分布在γ'基体中.Ru的加入使更多的Mo和Re等元素向γ'相分配,导致错配度的绝对值增大,同时加快γ'相的形筏速率.