半固态锻造Ti14合金的拉伸性能和组织演变特征(英文)

通过室温和高温拉伸性能测试,对比研究了Ti14合金经常规锻造(950℃)和半固态锻造(1000℃和1050℃)后试样在不同温度区间的宏观力学行为,分析了微观组织演变规律、断口微观形貌及断裂特征。结果表明:合金经半固态锻造后表现出高强度、低塑性的力学特征,随着半固态锻造温度的升高,合金力学性能下降。半固态锻造过程中组织的变化是引起力学性能差异的主要原因,而组织演变的主要特征是Ti2Cu析出相形态和分布的变化。随着半固态温度的升高,更多的液相在晶界析出,并在凝固过程中析出大量板条状Ti2Cu相,最终在晶界上形成偏析带组织。这种带状组织在拉伸过程中引发了解离断裂,导致了低塑性。此外,通过再结晶退火可以有效地细化半固态组织,改善强度性能。     

Cu含量对Ti-Cu合金半固态可锻性及锻造后力学性能的影响（英文）

通过镦锻试验和模锻实验研究了Ti-Cu系合金半固态锻造行为,并对锻材进行了拉伸试验,讨论了Cu含量对半固态可锻性及力学性能的影响。结果表明:1000°C至1150°C半固态锻造较常规锻造具有较小的顶锻压力;其中,1000°C至1050°C间半固态锻造的Ti-Cu系合金均表现出较好的可锻性,在75%的锻造变形量下无明显缺陷。分析认为,Ti-Cu系列合金中含有较多的低熔点Ti_2Cu相,随着半固态温度升高或Cu含量的增加,材料中的液相含量增加,增加的液相含量对变形起到润滑作用,减少了固相变形引起的应力集中,有效地降低了变形抗力,改善了成形性。力学性能研究表明:半固态锻造Ti-Cu系合金较常规锻造合金强度升高,塑性降低。随着Cu含量的升高,合金的强度明显提升,塑性降低。分析认为:力学性能的变化主要是由于Ti_2Cu相析出含量、形态和分布相关,随着Cu含量和半固态温度的升高,更多Ti_2Cu相在晶内和晶界析出,引起析出强化作用,同时,晶界析出的针状Ti_2Cu相形成了偏析带,降低了合金塑形。     

基于热模锻造的FGH96粉末冶金高温合金晶粒细化工艺

FGH96是我国第2代粉末冶金高温合金,采用常规锻造工艺进行开坯和成形极为困难,为了探索合理的细晶盘坯制备方法,在900℃的热模温度下,以不同应变速率、变形温度和变形量进行热模锻造实验,研究FGH96粉末冶金高温合金组织的变化规律。结果表明:当以低于γ′相固溶温度锻造时,随着变形温度的升高,显微组织更加均匀,当变形温度超过γ′相固溶温度时,晶粒有长大倾向;合金晶粒度随着变形量的增加而细化,低变形量时组织不均匀,变形量超过30%时能获得较好的细化组织;在1050～1130℃变形温度范围、以大于30%的较大变形量锻造时,晶粒度可以提高3个级别以上;采用大变形镦锻、反复镦拔可获得12级左右的再结晶组织,拉伸强度明显提高,断口特征为沿晶和穿晶混合断裂。     

Cu 含量对Ti-Cu合金半固态可锻性及锻造后力学性能的影响

通过镦锻试验和模锻实验研究了Ti-Cu系合金半固态锻造行为,并对锻材进行了拉伸试验,讨论了Cu含量对半固态可锻性及力学性能的影响。结果表明：1000 °C至1150°C半固态锻造较常规锻造具有较小的顶锻压力;其中,1000 °C至1050°C间半固态锻造的Ti-Cu系合金均表现出较好的可锻性,在75%的锻造变形量下无明显缺陷。分析认为,Ti-Cu系列合金中含有较多的低熔点Ti2Cu相,随着半固态温度升高或Cu含量的增加,材料中的液相含量增加,增加的液相含量对变形起到润滑作用,减少了固相变形引起的应力集中,有效的降低了变形抗力,改善了成形性。力学性能研究表明：半固态锻造Ti-Cu系合金较常规锻造合金强度升高,塑性降低。随着Cu含量的升高,合金的强度明显提升,塑性降低。分析认为：力学性能的变化主要是由于Ti2Cu相析出含量、形态和分布相关,随着Cu含量和半固态温度的升高,更多Ti2Cu相在晶内和晶界析出,引起析出强化作用,同时,晶界析出的针状Ti2Cu相形成了偏析带,降低了合金塑形。     

固溶温度对Ni-Cr基高温合金组织与力学性能的影响

采用SEM、TEM、室温和高温拉伸试验等方法,研究了不同温度固溶处理对Ni-Cr基高温合金显微组织及力学性能的影响规律。结果表明:Ni-Cr合金铸态组织为典型的粗大枝晶结构,在晶界和晶内均有条状、块状的富含Nb和Ti的MC型碳化物。随着固溶温度的升高,碳化物数量逐渐减少,尺寸逐渐减小,在1100～1150℃时,碳化物溶解最为明显。随着固溶温度的升高,Ni-Cr高温合金室温力学性能表现为抗拉强度逐渐升高,1250℃固溶试样抗拉强度比1000℃固溶试样的抗拉强度增加了14.7%,屈服强度、伸长率变化不明显。合金高温(600℃)力学性能表现为随着固溶温度的升高,强度先升高后降低,当固溶温度为1100℃时,合金强度达到最大值,伸长率都在50%以上。     

Al-Cu-Mn铸造合金的高温力学性能研究

研究了不同温度条件下的Al-Cu-Mn合金力学性能,并采用金相、SEM、EDS手段分析了不同温度下试样的微观组织.研究结果表明:随着温度的升高,合金抗拉强度从468 MPa降到395 MPa,而伸长率也从2.8％降到1.5％.通过合金的金相可知,合金力学性能的降低是高温第二相质点发生偏聚导致的.结合SEM、EDS测试,结果表明,合金在高温产生了短暂的过时效,影响了第二相质点的凝聚状态.同时拉伸温度对试样断裂形式也有明显影响,断口主要呈现沿晶断裂,而在常温拉伸时,断裂形式以穿晶断裂为主.     

变形温度对Ti2AlNb/Ti60双合金焊接接头组织性能的影响

研究了近等温锻造温度对Ti2A1Nb/Ti60双合金焊接接头显微组织和力学性能的影响.结果表明:经不同温度近等温变形及相同热处理后,Ti2A1Nb/Ti60双合金试样焊缝组织得到明显细化,强度和塑性得到提高,均高于基体Ti60合金;随着变形温度的升高,Ti60合金热影响区显微组织中初生等轴α相逐渐减少,β转组织增多,片状α相变短变粗.因此,合金的室温拉伸强度逐渐升高,塑性逐渐下降;变形温度为1010℃的试样,其焊缝熔合区显微组织较为均匀,塑性相B2含量较多,焊件室温及600℃高温拉伸均表现出较好的强度与塑性匹配.     

均匀化退火工艺对铸态AZ80镁合金组织与性能的影响

研究了均匀化退火工艺对AZ80镁合金组织和性能的影响,用扫描电镜对铸态和均匀化退火后试样室温拉伸断口进行了分析。结果表明,均匀化退火能有效消除枝晶偏析、改善材料的组织和力学性能。确定390℃×16 h均匀化退火为合金的最佳处理工艺。冷速的快慢造成析出沉淀相形貌和数量差异,引起合金力学性能不同。冷速越大,硬度和强度越高,而伸长率越小。铸态试样室温拉伸断口为准解理断裂加少量剪切断裂,经均匀化处理后断裂方式由沿晶断裂转变为穿晶断裂。     

MAR-M247合金高温断裂机制的原位研究

利用原位高温拉伸台在扫描电镜中研究了镍基铸造高温合金MAR-M247在室温、400 ℃与760 ℃拉伸过程中的动态组织演变和断裂机制。原位测试结果表明,在室温到760 ℃范围内,MAR-M247合金的屈服强度与抗拉强度随温度的升高略有下降,拉伸塑性略有提高。室温原位拉伸过程中,并没有出现滑移带;400 ℃与760 ℃的原位拉伸,只在样品断口附近存在少量的滑移带。随拉伸温度的提高,合金的断裂机制并无明显变化,均表现为韧性穿晶断裂。合金的微裂纹主要来源于变形过程中碳化物的破裂,晶内与晶界都存在因碳化物破裂而形成的微裂纹。     

氧化物弥散强化MGH956合金板材的拉伸和持久性能

研究了具有粗、细两种不同晶粒组织状态的MGH956合金板材室温～1200℃拉伸及1100℃持久性能.采用扫描电镜和金相显微镜对拉伸和持久试样的断口形貌及纵剖面组织进行了检验,对比分析了两种板材不同温度下的强化因素、及变形和断裂模式.结果表明:正是由于强化因素、及变形和断裂模式上的不同,使得细晶板材的拉伸强度在低温高于粗晶板材,在高温则低于粗晶板材,以及细晶板材的持久强度大大低于粗晶板材;但两种板材从室温～ 1200℃的拉伸伸长率并无明显差异.     

ZA27合金的高温拉伸性能

对ＺＡ２７合金室温及２７５℃至固相线温度范围的力学性能进行了测试，获得了合金的应力－应变曲线及力学性能与温度物关系，并对合金高温拉伸断口及其断裂机制进行了分析，结果表明，合金强度随温度升高而降低，在整个高温区域表现出良好的变形     

Sc对铸造Al-Li合金组织演变及力学性能的影响

研究了Sc合金化对铸造Al-Li-Cu-Mg合金组织演变和力学性能的影响。结果表明,添加0.2%的Sc对合金晶粒细化效果显著,同时Sc合金化还会促进时效态合金基体中核/壳状复合结构粒子的析出。在室温及200℃下拉伸时,含Sc合金显示出更优异的强塑匹配性,这归因于细化强化和沉淀强化（δ′-Al3Li相及核/壳状复合结构粒子）的综合作用;当拉伸试验温度升高至300℃时,晶界弱化效应使含Sc合金的强度急剧下降而伸长率显著提升。断口形貌观察发现,基准合金室温的断裂模式为准解理断裂,温度对合金的断裂模式无显著影响;含Sc合金室温的断裂模式为典型的沿晶断裂,200℃下该合金的断裂模式转变为沿晶和穿晶混合断裂,拉伸试验温度提高至300℃,断裂模式最终变为微孔聚集型断裂。     

热挤压态FGH96粉末冶金高温合金的显微组织与力学性能

以热挤压态镍基粉末冶金高温合金FGH96为研究对象,研究该合金横向(垂直于挤压方向)和纵向(沿挤压方向)试样的显微组织及力学性能,分析断裂机制和变形后的显微组织。结果表明:FGH96合金横向及纵向试样均为无明显织构的等轴晶组织,且平均晶粒尺寸及γ'相体积分数基本一致。在应变速率1×10~(-4)s~(-1)时,横向和纵向拉伸试样抗拉强度在25~650℃温度区间内随温度升高缓慢降低,当温度高于650℃时,抗拉温度下降速率显著增加;且横向试样的抗拉强度低于相同实验条件下纵向试样的抗拉强度,差值为150~200 MPa;失效机制为从室温条件下的穿晶断裂转变为混合断裂模式,横向试样的转变温度为400℃左右,纵向试样的转变温度约为650℃;横向试样变形后,显微组织有高密度的位错缠结及层错;纵向试样拉伸断裂后,显微组织则主要为孪晶及位错与γ'相的交互作用。     

β锻造工艺对TC17钛合金组织和力学性能的影响

进行了大规格TC17钛合金棒材的镦粗压缩试验,然后进行了800℃/4 h水冷和630℃/8 h空冷,研究了β锻造工艺参数对合金微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,变形温度对α相形态影响不大,原β晶界的位置由α相晶界占据,晶内α相是网篮交错分布;随着变形温度升高,β晶粒尺寸增大,室温和高温抗拉强度以及塑性下降,断裂韧性略有增大。随着变形程度增大,晶界处的α相发生弯折呈不连续分布,原β晶粒出现拉长现象,室温和高温强度、塑性增大,断裂韧性略有下降。综合考虑力学性能要求,TC17合金的β锻造变形温度不应高于相变点以上60℃,变形程度应控制在60%以内。     

变形量对Ti_2AlNb/Ti60双合金焊接接头组织和力学性能的影响

对经真空电子束焊接的Ti2AlNb/Ti60双合金件进行了不同变形量的近等温锻造及相同的热处理。采用OM观察接头的显微组织,并对其进行室温和高温拉伸试验。结果表明:变形量由20%升至40%,焊缝融合区组织细化、均匀化明显。变形量增至60%,焊缝融合区发生再结晶及晶粒长大。Ti60基体金属随变形量增大,显微组织等轴化趋势明显。20%和60%变形量条件下均有拉伸试样断裂在焊缝融合区。随变形量增大,焊接件强度先降低后升高,断裂在Ti60合金基体的试样塑性有增大趋势,其中断面收缩率值增加明显。     

等温锻造变形程度对BT25y钛合金组织和性能的影响

为了确定BT25y钛合金的最佳等温锻造工艺参数,研究了20%,40%和60%这3种变形程度对其组织和性能的影响。结果表明:随着变形程度的提高,原始的β大晶粒逐渐被压扁,β晶界发生一定程度的破碎,晶内片状α相宽度加大,组织变得更加均匀;同时,合金强度呈先减小后增大的趋势,伸长率和断面收缩率变化规律相同,都呈递增趋势,断裂韧性基本上也是随变形量的增加而提高,室温拉伸断裂方式由穿晶解理断裂转变为准解理断裂,在较大变形量时又演变成韧性断裂。实验结果表明在本实验条件下,等温锻造变形量为60%时可以获得较好的组织性能匹配。     

等温锻用GH4169合金的组织性能研究

采用室温拉伸、高温拉伸和高温持久的方法,对变形GH4169合金进行了力学性能测试、金相组织研究和断口形貌分析.得出结论:随着温度的升高,GH4169合金的晶粒内碳化物、δ相和夹杂都有增多的现象,到750℃后,针状碳化物稍微变粗,并有聚集成团的趋势;抗拉强度δb和屈服强度δo.2随着温度的升高而下降;延伸率δ和断口收缩率δ随着温度的升高先是下降,到750℃后急剧上升.变形GH4169合金在中温下具有较高强度,较好塑性.在800℃以下可作为等温锻造模具材料.     

7A85-T7452铝合金锻件高温力学性能与组织特征

研究了25℃～175℃温度范围内7A85-T7452铝合金锻件的拉伸力学性能,采用扫描电镜、透射电镜观察了不同温度下锻件拉伸试验后的微观组织,并分析了拉伸温度和组织变化对锻件力学性能与断裂行为的影响。研究结果表明:随着拉伸温度的升高,7A85-T7452铝合金锻件的抗拉强度和屈服强度逐渐减小,加工硬化率降低;合金断口由室温时的层片状沿晶断裂转变为高温时的等轴穿晶韧窝断裂,并且在高于150℃时第二相粒子脱落现象显著,在175℃时韧窝周围存在明显的滑移变形特征;合金的第二相主要为η′、η和Al_3Zr粒子,在100℃～150℃拉伸时,基体再次析出细小颗粒,晶内析出相密度增加,晶界析出相由不连续分布转变为连续分布,在175℃拉伸时,析出相快速粗化,晶界析出相不连续分布更明显,且η相尺寸更大。     

一种Al-Li-Zn-Zr合金在室温与低温下的反常拉伸断裂行为SCIEI

本文研究了一种Al-Li-Zn-Zr合金从室温到77K范围内的拉伸性能与断裂行为,结果表明,随实验温度的降低,合金的拉伸极限强度与延伸率均提高,屈服强度基本不变;合金在室温时为明显的穿晶断裂,而77K则主要为沿晶断裂形式;断口附近室温及低温下的变形模式基本相同,但室温时断裂主要与平面滑移有关,而低温时平面滑移倾向大大减弱,此时合金的断裂与位错和晶界的交互作用有关。     

Ni-20Cr-18W基合金的锻态组织及拉伸性能

采用拉伸试验机研究了固溶强化Ni-20Cr-18W基热变形高温合金锻造后的室温拉伸行为,用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析了锻造前后的微观组织及拉伸断口形貌。利用X射线衍射(XRD)确定了合金中碳化物的类型。结果表明,合金铸态组织为典型的枝晶结构;锻态组织晶粒尺寸为60~70μm,晶粒度为ASTM 5级,M6C型碳化物半连续分布在晶界上。M6C型碳化物钉扎晶界,提高了合金的强度;拉伸变形使晶界上的M6C型碳化物进一步破碎,造成外载荷分布均匀性下降,影响合金的塑性。合金的室温拉伸断口为韧性等轴韧窝断裂。