时效与冷变形对Cu-Ni-Si合金微观组织和性能的影响

应用新型生产线固溶处理工艺对Cu-2.8Ni-0.7Si-0.1Mg合金进行处理,研究了时效温度、时效时间和时效前不同变形量对Cu-2.8Ni-0.7Si-0.1Mg合金微观组织和性能的影响.结果表明,合金在450℃时效时,第二相呈细小弥散状态分布在基体上,能获得较好的综合性能,在450℃时效4 h时,其导电率和显微硬度分别可达38.13%IACS和212.6HV.经过对选区电子衍射花样的标定,析出相为Ni<,2>Si.合金经冷轧变形后内部出现大量的晶体缺陷,能在时效初期促进第二相的析出,使合金具有更好的综合性能,合金经60%变形后在450℃时效1 h后其导电率和显微硬度分别可达38.78%IACS和232.1 HV.继续升高时效温度或延长时效时间会引起第二相长大而导致显微硬度的升降.通过对生产线固溶和常规实验室固溶处理的合金进行性能比较,生产线固溶态合金的显微硬度时效后低于常规固溶处理合金,这可能是由生产线固溶时的不彻底性所导致.     

固溶时效工艺对Cu-Ni-Si合金组织和性能的影响

用扫描电镜(SEM)、硬度计、涡流电导率测量仪和万能试验机测试分别测量了在850 ～950℃固溶温度及400 ～ 500℃时效不同时间下对Cu-1.5 Ni-0.6Si合金硬度及电导率性能的影响,用金相显微镜观察不同固溶温度下合金的组织.并对合金拉伸形貌断口进行了分析.探讨了合金的强化机理.结果表明:时效前随着固溶温度的升高,材料的硬度及电导率均随之下降,但电导率下降的幅度很小.随着固溶温度的增加,其再结晶程度越来越高,到900℃时组织已是完全再结晶组织,温度继续升高,晶粒会发生长大.时效析出为Cu-1.5 Ni-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.经过900℃×1h水淬+450℃×2h空冷处理后,合金得到良好的综合性能;其抗拉强度为780.7 MPa,伸长率为15.1％,电导率为40.2％ IACS.     

热处理工艺对Cu-Ni-Si合金组织与性能的影响

采用3种不同的工艺(直接在450℃下进行时效处理;80%冷轧,然后在450℃下进行时效处理;600℃/8 h高温预时效+80%冷轧+780℃/2 min+450℃/16 h终时效)对固溶处理后的Cu-2.0Ni-0.34Si-Mg合金进行形变热处理,研究形变热处理工艺对该合金的组织与硬度及电导率的影响。结果表明:采用第3种工艺对合金进行形变热处理,由于其中的短时高温预处理可以获得溶质原子充分固溶的过饱和固溶体,因此终时效后的合金具有最佳的综合性能,显微硬度为180 HV,相对电导率为49.8%IACS,伸长率为13%。合金的平均晶粒尺寸约为20μm,主要析出强化相为δ-Ni2Si。     

Ce对Cu-Ni-Si合金显微组织及性能的影响

探讨了添加稀土Ce对Cu-3．0Ni-0．64Si合金显微组织及性能的影响,实验结果表明：添加适量的稀土元素Ce可起到净化、去质和细化晶粒的作用,同时改善了铜合金的抗拉强度和电导率。     

固溶时效温度和冷变形对低含量Cu-Ni-Si合金组织性能的影响

以低含量Cu-Ni-Si合金为研究对象,采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、硬度测试、导电率测试和室温拉伸性能测试等分析手段,系统研究固溶时效温度及冷变形量对Cu-Ni-Si合金固溶时效组织及性能的影响规律。研究结果表明:低含量Cu-Ni-Si合金经固溶+时效和固溶+冷变形+时效处理后,合金的抗拉强度与时效温度的关系曲线均呈单峰型,合金的导电率随时效温度的关系曲线均呈先快速上升后缓慢增加最后趋于稳定的趋势;对低含量Cu-Ni-Si合金施加冷变形和时效处理,可获得形变强化与时效强化的双重效果,显著提高合金的强度和导电率;随着冷变形程度不断增大,析出相析出越完全,合金的强度越高,但当低含量Cu-Ni-Si合金的冷变形程度提高至50%时,此时具有足够高的畸变能,相应的开始再结晶温度降低,此时时效强化与再结晶软化并存,导致合金的综合性能降低;合金经760℃×0.5 h固溶处理后,再经40%变形+480℃时效2 h后,可获得优异的综合性能,即抗拉强度为607 MPa,导电率为53%IACS。     

时效工艺对齿轮泵侧板用Al-Sn-Cu合金组织性能的影响

挤压成型后的Al-Sn-Cu齿轮泵侧板型材的硬度和耐磨损性能较差。通过采用金相观察、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、硬度检测、摩擦实验等手段,研究了挤压成型后的Al-Sn-Cu合金经不同时效工艺处理后组织、析出相、硬度、摩擦磨损的变化规律。结果表明,经175℃保温8 h时效处理后,Al-Sn-Cu合金硬度最高,为125 MPa。对比挤压态和175℃保温8 h时效状态下的Al-Sn-Cu合金的摩擦磨损性能,175℃保温8 h时效处理后Al-Sn-Cu合金的耐磨损性能得到明显提升。     

时效工艺对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金组织和性能的影响

研究了多种时效热处理工艺对高强高模AI-Li-Cu-Mg-Zr合金组织和性能的影响.结果表明,140℃和160℃时效比190℃时效的合金具有更好的综合力学性能;合适的双级时效不仅使合金时效峰值提前,而且能改善合金的强塑性;应变时效可以加速合金的时效动力学,并显著提高合金强度;合金固溶处理后.在人工时效前的自然时效不宜超过一天.     

预时效对汽车用6082合金性能的影响

采用拉伸试验机、扫描电镜、EDS等分析手段,研究不同预时效制度对6082合金挤压材性能的影响.结果表明,在室温下停放28d,未预时效试样强度提高35MPa左右,而预时效处理后室温停放性能变化不大;室温停放后进行人工时效处理,未预时效试样强度最低,经180℃×5min预时效的试样强度最高.DSC结果显示室温下长时间放置,...     

长期时效对GH4199合金组织和性能的影响

采用金相和电镜微观组织观察、室温和高温拉伸试验、物理化学相分析等综合试验方法,对经600、700、800、900℃和100、200、500、1 000 h长期时效处理的GH4199合金进行测试和研究.结果表明,GH4199合金经长期时效后,其室温和高温力学性能仍保持在较高水平;合金的组织稳定性良好,析出相主要为γ'相和碳化物.据相分析结果可知,在700～900℃时效1 000 h左右,合金组织中存在极微量的脆性(TCP)相--μ相和σ相,它们对合金的力学性能基本无影响,组织中虽然存在微量TCP相,但合金的室温和高温塑性不发生"脆化".     

时效温度对K487合金组织和性能的影响

 研究了不同时效温度对K487合金组织和性能的影响。结果表明,随时效温度提高,合金组织中γ′相尺寸增大,针状μ相减少,不规则块状和条状μ相边缘尖角变圆钝,合金强度下降,塑性提高。经900 ℃×5 h时效后,合金可获得较好的综合性能,其屈服强度约685 MPa,伸长率和断面收缩率分别达到105%和155%。     

多级断续时效对Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响

采用硬度测试、透射电镜(TEM)和差示扫描量热分析(DSC)等方法,研究了多级断续时效对高Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响。结果表明,断续时效第二级低温时效对合金硬度无明显影响,第三级高温时效对硬度影响较大,随着时间的延长,硬度先增大且在160℃时效20 h左右达到最大值后减小。透射电镜和DSC证明在断续时效的不同阶段,合金的沉淀析出特征:在第一阶段高温时效中,Ω相和θ'相同时析出,两种析出相的数量无明显差别;在第二阶段低温时效中,θ'相持续析出,无明显的Ω相析出特征;在第三阶段高温再时效中,Ω相和θ'相同时析出长大,Ω相为主要强化相,θ'相相对较少。     

长期时效对GH4199合金组织和性能的影响

 采用金相和电镜微观组织观察、室温和高温拉伸试验、物理化学相分析等综合试验方法，对经600、700、800、900 ℃和100、200、500、1 000 h长期时效处理的GH4199合金进行测试和研究。结果表明，GH4199合金经长期时效后，其室温和高温力学性能仍保持在较高水平；合金的组织稳定性良好，析出相主要为γ′相和碳化物。据相分析结果可知，在700~900 ℃时效1 000 h左右，合金组织中存在极微量的脆性(TCP)相——μ相和σ相，它们对合金的力学性能基本无影响，组织中虽然存在微量TCP相，但合金的室温和高温塑性不发生“脆化”。     

二次时效变形对Cu-Zr合金组织和性能的影响

微观缺陷是金属材料机械、物理性能的重要调控媒介。基于微观缺陷调控设计和Zr元素微合金化,利用多道次大塑性变形与时效工艺结合制备了一种高强度、高导电性的Cu-0.08%(质量分数)Zr合金。使用电子背散射衍射仪(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)表征合金在制备过程中微观组织的演化,并对Cu-Zr合金的机械、物理性能进行测试。组织表征表明:通过添加微量Zr元素, Cu-Zr合金先是从等径角变形(ECAP)的过饱和固溶体转变为一次时效后的Zr偏析稳定的超细晶合金,接着通过低温轧制制备出纳米尺度的Cu-Zr合金片层组织。性能测试表明, Cu-Zr合金经过EACA(ECAP+aging+cryo-rolling+aging,简称为EACA)处理后获得高硬度(HV 192.6)和高电导率(82.5%IACS)的良好搭配。分析认为,其高强度来源于细晶强化、偏析强化和退火强化等多强化机制的耦合,而高导电性则是由于基体内部低的元素固溶量和低的晶格畸变。本文为高电导Cu合金的强化提供一种新的设计思路,有望在工业生产中实现大规模应用。     

时效制度对Al-Zn-Mg-Cu合金性能的影响

对Al-Zn-Mg-Cu合金在不同时效条件下的力学性能、电导率、微观组织和剥落腐蚀等进行研究,结果表明:90℃×8h+160℃×10h双级时效制度下获得了综合性能优异的Al-Zn-Mg-Cu铝合金材料,且随着电导率的提高,其抗剥落腐蚀能力也越强。     

高温长期时效对钴高温合金GH605组织与性能的影响

研究了长期时效处理对钴基高温合金ＧＨ６０５组织与性能的影响。结果表明,８１５℃长期时效过程中,随时效时间的延长,析出碳化物（主要是Ｍ６Ｃ）逐渐增多,而且时效５００ｈ后发现有少量针状或棒状Ｌａｖｅｓ相析出。高温塑性,尤其是室温塑性的下降与碳化物过分粗化以及脆性Ｌａｖｅｓ相的析出并增多有关,但这两个因素对于室温拉伸强度及高温持久寿命的影响较小。为了使合金塑性得到恢复,可以采用重新固溶处理的措施。     

两步低温轧制与时效工艺对Cu-Cr-Zr-Hf合金组织和性能的影响

采用两步低温轧制与时效（CⅡ）工艺制备Cu-1Cr-0.2Zr-0.2Hf合金,利用电子背散射衍射（EBSD）、扫描电镜（SEM）等技术分析了该合金轧制态和时效态样品微观组织演变,同时测定其相应的抗拉强度和电导率,重点研究了两步低温轧制和最终时效对Cu-1Cr-0.2Zr-0.2Hf合金取向和性能的影响。结果表明,低温轧制促进该合金织构由铜型向黄铜型转变,形成黄铜型织构的主要原因是Copper型取向的晶粒发生孪生以及随后的滑移。最终时效处理不会改变轧制态样品的织构类型,只会影响其织构强度。两步低温轧制与时效工艺样品断口处有大量韧窝,断裂模式为典型的韧性断裂。两步低温轧制时效工艺制备出了具有抗拉强度为（642±2） MPa、电导率为（79.00±0.15）%IACS（国际退火铜标准）的高强高导Cu-1Cr-0.2Zr-0.2Hf合金,为制备高强高导铜合金提供了一种新策略。     

轧制形变热处理对Cu-Ni-Si系合金性能和微结构的影响

对比了Cu-Ni-Si合金二次固溶态（790 ℃×120 min）和大变形冷轧（98.42%累积变形量）+二次时效态（420 ℃×480 min）的强度、硬度、导电率等性能的变化规律,分析了两种不同形变热处理工艺状态下合金的显微组织和断口形貌。结果表明：大变形冷轧+二次时效工艺条件下制备的合金平均晶粒尺寸为4.28 μm;析出相主要由Cr3Si与Ni2Si构成,平均尺寸分别为65 nm和11 nm,呈弥散分布,且合金内出现大量纳米孪晶。累积大变形产生的形变强化和弥散分布的纳米级析出相形成的析出强化,以及大量纳米孪晶的形成,是Cu-Ni-Si合金力学性能显著提升的主要因素。大变形冷轧+二次时效处理后的合金导电率、硬度、抗拉强度、屈服强度分别为 27.2%IACS, HV 231.98,707 MPa,703 MPa,较二次固溶态合金分别提升了 32.60%,94.67%,204.74%,575.96%。二次固溶态合金断口形貌主要由大而深的韧窝组成,大变形冷轧+二次时效态合金断口形貌主要由小而浅的韧窝组成,数量较多,分布致密。     

长期时效对GH4586A合金组织及拉伸性能的影响

研究了GH4586A合金在750℃、800℃长期时效过程中室温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电镜对合金显微组织进行了观察;利用透射电镜对析出相进行了鉴定;通过物理化学相分析方法定量分析了长期时效过程中合金中相的质量分数.结果表明,该合金在750～800℃时效有μ相和σ相析出,并且随时间延长数量增加;在750～800℃长期时效过程中M23C6碳化物析出.M23C6主要在晶界析出且其析出量受时效温度及时间的影响;合金在750℃、1 500 h之内使用,强度和塑性可以匹配,超过1 500 h后由于μ相和σ相析出量明显增多,塑性迅速下降,合金不能作为转动件使用.     

多级时效对ZL114A合金组织和拉伸性能的影响

研究了多级时效对ZL114A合金组织和拉伸性能的影响。研究结果表明,采用热处理工艺545℃×12h+55℃水淬+155℃×8h+175℃×8h,ZL114A合金材料试样的强度和塑性最好。因为此时,α-Al晶粒等轴化程度更高,晶粒度更小;同时使得共晶硅析出更充分,共晶硅晶粒圆化程度更高,多呈圆状和颗粒状,颗粒大小较一致,连续性和弥散性较好。