Al-6Mg-0.8Zn-0.5Mn-0.2Zr-0.2Er合金低温力学性能与微观组织研究

以Al-6Mg-0.8Zn-0.5Mn-0.2Zr-0.2Er合金为基础,对该材料的冷轧态,温轧态,完全退火态进行从室温降到77 K时的拉伸测试和冲击性能测试。运用背散射电子衍射(EBSD),透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM)对合金的原始组织,拉伸断口,冲击断口进行观察,研究不同温度下微观组织对材料拉伸性能及冲击性能的影响。结果表明:随着测试温度的升高,样品的抗拉强度、屈服强度及冲击韧性均逐渐降低;温轧的H114态由于位错缠结规整,亚晶界比较多等原因保持了较高的强度和冲击韧性,实现了高强高韧性能的匹配。     

热处理对TC4-DT钛合金棒材组织和性能的影响

研究了热处理对TC4-DT合金φ300 mm棒材显微组织、拉伸性能、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率的影响.结果表明:经800℃×2 hAC简单退火、α+β相区固溶+时效、β相区固溶+时效处理后的TC4-DT的显微组织分别为等轴组织、双态组织和片状组织.等轴组织具有较好的拉伸性能、低的断裂韧性和高的疲劳裂纹扩展速率:双态组织与等轴组织相比较,具有较好的拉伸性能,较高的断裂韧性和较低的疲劳裂纹扩展速率:片状组织的拉伸强度低于双态组织和等轴组织,塑性最低,断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率与双态组织的基本相同.总体来说,TC4-DT合金经α+β相区固溶+时效、β相区固溶+时效处理后可获得R_m≥3825 Mpa,R_(P0.2)≥750 Mpa,A_5≥8%,K℃≥90 Mpa ,疲劳裂纹扩展速率小于8×10~(-6)～9×10~(-6) mm/cycle的综合性能.     

淬火速率对砂铸Al-7Si-0.4Mg合金拉伸性能及疲劳裂纹扩展行为的影响

研究了淬火速率对峰值时效状态下的砂铸Al-7Si-0.4Mg合金拉伸性能及疲劳裂纹扩展行为的影响.结果表明,随着淬火速率的提高,合金的抗拉强度、屈服强度以及α(Al)相的显微硬度均有提高,抗拉强度和屈服强度与淬火速率的对数值近似成线性关系.淬水速率对合金的延伸率影响较小,但对合金的室温疲劳裂纹扩展速率有明显影响,较高的淬火速率可以明显提高合金的疲劳裂纹扩展阻力.     

微观组织对TA15 ELI钛合金损伤容限性能的影响

研究了TA15 ELI钛合金43 mm厚板的等轴组织、双态组织和片层组织的室温拉伸性能、断裂韧性(KIC)以及疲劳裂纹扩展速率(da/dN)等损伤容限性能,通过金相显微镜观测了疲劳裂纹在各类组织中的扩展规律,讨论显微组织对该合金损伤容限性能的影响.结果表明该合金等轴组织和双态组织的室温力学性能和疲劳裂纹扩展阻抗差别不大;相对等轴组织和双态组织而言,该合金片层组织在损失强度较小的前提下(Rm=992 MPa),合金断裂韧性提高,达到111 MPa·m1/2,同时该合金的疲劳裂纹扩展速率也大幅降低,其Paris公式拟合参数为c=1.08×10-8,n=3.23,具有更好的损伤容限性能.     

热机械处理对Al-Cu-Mg合金显微组织和力学性能的调控机理

采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、拉伸力学性能测试以及疲劳裂纹扩展速率测试等手段探究热机械处理工艺对Al-Cu-Mg合金显微组织及宏观性能的影响。结果表明：热机械处理工艺可以使Al-Cu-Mg合金获得良好的强塑性配合,其中,采用25%变形量的固溶热轧+30%变形量的深冷非对称轧制(1.2异速比)+100℃、6 h的人工时效处理时,Al-Cu-Mg合金的伸长率可达10.1%;抗拉强度和屈服强度达到了517.2和448.3 MPa,分别比常规T6态的Al-Cu-Mg合金高74.8和98.6 MPa。热机械处理工艺使合金中出现大量位错缠结及细小S析出相,高强度的Goss织构和大量剪切织构通过影响疲劳裂纹的偏折提升合金的疲劳性能。     

微观组织对U20Mn贝氏体钢疲劳裂纹扩展行为的影响

分别对轧态、空冷和盐浴等温3种条件下U20Mn新型贝氏体重轨钢紧凑型拉伸试样的Ⅱ区疲劳裂纹(疲劳扩展稳定区)的扩展速率进行了测定,并用激光扫描共聚焦显微镜(LEXT)对其疲劳裂纹的扩展轨迹进行观察分析,研究不同组织类型对贝氏体钢疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:疲劳裂纹在粒状贝氏体组织中的扩展偏折程度较为平缓,在条片状贝氏体组织中偏折严重,且随着条片的细化,其偏折程度也越大,所对应的Ⅱ区疲劳裂纹扩展速率也相应呈减缓趋势。     

船用螺旋桨材料镍铝青铜的热处理强化

采用OM、SEM、EDS、拉伸测试、疲劳裂纹扩展测试、电化学腐蚀测试等研究退火、正火和固溶时效处理对镍铝青铜合金的微观结构、力学性能以及电化学腐蚀行为的影响。结果表明:675℃退火可以消除β′相,显著提高材料的塑性和耐蚀性,但强度稍微降低。固溶时效处理试样强度最高(812 MPa),但伸长率只有2.9%,且腐蚀阻抗最低。适当地正火处理可以提高材料的综合力学性能,同时不降低材料的耐蚀性能。镍铝青铜在空气中的疲劳裂纹扩展速率由高至低的顺序依次为铸态、固溶时效态、正火态。铸态试样的疲劳裂纹主要沿着α相和κⅢ相界面扩展,正火态试样的裂纹一般穿越α晶粒扩展,而固溶时效试样的裂纹既在α相内又在α相和κ相的界面间扩展。     

多级时效处理对Al-Zn-Mg-Cu合金GP区形成及力学性能的影响（英文）

通过拉伸性能和疲劳裂纹扩展试验研究Al-Zn-Mg-Cu合金的拉伸性能和疲劳性能。拉伸试验结果显示,与利用峰时效温度的传统回归再时效(RRA)相比,较低时效温度的RRA处理能够提高合金的伸长率,但是降低了合金的强度。但是,在前面改良的RRA处理基础上,在再时效之前增加自然时效,可以同时提高合金的强度和塑性。疲劳测试结果显示,两条改良的工艺路线都可以降低疲劳裂纹扩展速率。尤其是采用较低再时效温度改良的RRA工艺获得最低的疲劳扩展速率。自然时效处理提高了GP区的形核速率。大量的GP区都能够被位错切割。因此该状态合金拥有最高的强度和伸长率,以及较低的疲劳裂纹扩展速率。     

Ti对Al-4.5%Cu合金热疲劳性能的影响

在接近材料实际工况的试验条件下,以铝铜合金(4.5%Cu)为研究对象,用自约束型热疲劳试验机进行了热疲劳试验以及热疲劳裂纹萌生及扩展规律研究。试验结果表明,随Ti元素加入量的增加(0.1%～0.5%),合金热疲劳性能和部分力学性能(抗拉强度、屈服强度)都呈现先升高后降低的变化趋势,合金热疲劳性能基本上是0.35%Ti最好,0.2%Ti次之,0.5%Ti最差。合金热疲劳裂纹的扩展方式为混合扩展。     

微量Sc和Zr对2524SZ合金薄板疲劳裂纹扩展特性的影响

采用拉伸和疲劳力学性能测试、金相和透射电子显微分析,研究2524和用微量Sc和Zr合金化的2524SZ合金T3态薄板的组织和性能,考察微量Sc和Zr合金化对2524SZ合金T3态薄板疲劳裂纹扩展特性的影响。结果表明:微量Sc和Zr在2524SZ合金中主要以次生的Al3(Sc,Zr)粒子形式存在,这种粒子与基体共格,固溶处理过程中能部分抑制合金的再结晶,基体晶粒组织主要由细小的亚晶组成;在相近的应力强度因子ΔK条件下,2524和2524SZ合金T3态薄板的疲劳裂纹扩展速率分别为4.50和2.35μm/cycle,表明添加微量Sc和Zr能显著降低2524SZ合金抵抗疲劳裂纹扩展速率;亚晶强化和Al3(Sc,Zr)相析出强化是微量Sc和Zr使2524SZ合金疲劳裂纹扩展速率降低的主要原因。     

Regulation Mechanism of Novel Thermomechanical Treatment for Microstructure and Properties of 2E12 Aluminum Alloy

采用拉伸试验与疲劳裂纹扩展试验,以及扫描电子显微分析与透射电子显微分析,研究了热机械处理对2E12铝合金的拉伸力学性能、疲劳性能以及微观组织结构的影响。采用本热机械处理可以使2E12合金同时获得优异的强度与塑性配合,其屈服强度较T3提高了28%,抗拉强度也提高了17%,同时其延伸率仍维持T3水平（16%以上）。热机械处理样品裂纹扩展速率低于T3及T6峰时效状态。热机械处理状态的合金中包含大量相互缠结的位错,并形成了位错胞状组织。新型热机械处理大幅提升合金综合性能的机制是多种复合组织结构的协同作用,包括位错亚结构、Cu/Mg溶质原子团簇及空位复合体、GPB区等     

冷轧退火对FeMnCoCrAl高熵合金组织和力学性能的影响

使用真空电弧炉熔炼出(Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀)₉₄Al₆合金,利用冷轧及在不同温度对合金进行退火,以期望得到由多尺度再结晶晶粒构成的层状结构;并对不同退火温度的样品进行拉伸性能测试。利用扫描电镜和EBSD对合金组织形貌进行表征,采用X射线衍射方法研究其相组成。结果表明:合金在铸态和冷轧后相组成未发生变化,700 ℃退火得到较好的多尺度再结晶晶粒的层状结构,其屈服强度为487 MPa,抗拉强度为708 MPa,断后伸长率为39%,表现出良好的综合力学性能。     

大变形冷轧Fe-6.5%（质量）Si高硅钢薄板组织性能的研究

Fe-6.5%（质量）Si合金具有优异的软磁性能,有着良好的发展前景。但由于该合金中有序相的出现,人们难以用普通轧制的方法得到该合金的薄板。本文利用热轧,温轧,冷轧方法,结合相关的热处理手段,得到该合金0.05 mm薄板。通过在不同温度下热处理,利用光学显微镜,扫描电镜,X射线仪,拉伸机,显微硬度仪,研究该薄板组织结构和力学性能的变化。利用磁滞回线仪研究薄板热处理前后直流磁性能的变化。通过研究发现,0.05mm轧态薄板具有一定的塑性,断裂强度高达1.93 GPa。热处理使薄板硬度降低,塑性降低,特别是在650℃以上,材料发生了再结晶后,变化尤为明显。究其原因是有序相B2向DO3的转变及〈001〉面织构的消失。     

冷拉拔变形量对Cu-Al2O3弥散强化铜合金线材组织性能的影响

对退火态Cu-0.2%Al₂O₃弥散强化铜合金进行最大变形量达99％的冷拉拔加工,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸试验机等测试手段,研究了冷拉拔变形量对合金微观组织、织构、导电率及力学性能的影响规律。结果表明:随着冷拉拔变形量的增加,合金的微观组织由较粗的长条形组织变成细长的纤维组织,并且经过大变形量冷拉拔加工后部分Al₂O₃颗粒发生了破碎;当变形量为0%时,合金的织构由黄铜织构{011}<211>和立方织构{001}<100>组成,冷拉拔变形量达到60%后,部分立方织构和黄铜织构逐渐转变为高斯织构{011}<100>和铜型织构{112}<111>;冷拉拔变形量对合金导电率几乎没有影响;合金的显微硬度从141 HV0.3增加到161 HV0.3,而合金的抗拉强度由492 MPa增加到637 MPa,屈服强度由452 MPa增加到605 MPa,伸长率由14.0%下降至1.0%,并且发现合金拉伸断裂为韧性断裂。研究结果表明Cu-0.2%Al₂O₃弥散强化铜合金具有较优良的塑性加工性能。     

Fatigue properties of rolled AZ31B magnesium alloy plate

Fatigue strength, crack initiation and propagation behavior of rolled AZ31B magnesium alloy plate were investigated. Axial tension-compression fatigue tests were carried out with cylindrical smooth specimens. Two types of specimens were machined with the loading axis parallel (L-specimen) and perpendicular (T-specimen) to rolling direction. Monotonic compressive 0.2% proof stress, tensile strength and tensile elongation were similar for both specimens. On the other hand, monotonic tensile 0.2% proof stress of the L-specimen was slightly higher than that of the T-specimen. Moreover, monotonic compressive 0.2% proof stresses were lower than tensile ones for both specimens. The fatigue strengths of 107 cycles of the L- and T-specimens were 95 and 85 MPa, respectively. Compared with the monotonic compressive 0.2% proof stresses, the fatigue strengths were higher for both specimens. In other words, the fatigue crack did not initiate and propagate even though deformation twins were formed in compressive stress under the cyclic tension-compression loading. The fatigue crack initiated at early stage of the fatigue life in low cycle regime regardless of specimen direction. The crack growth rate of the L-specimen was slightly lower than of the T-specimen. Consequently, the fatigue lives of the L-specimen were longer than those of the T-specimen in low cycle regime.     

Q550D拉伸分层原因分析

利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)，对低合金高强钢Q550D的典型拉伸分层断口进行了微观分析。结果表明：组织为贝氏体+铁素体+颗粒状碳化物，存在一定程度的带状分布。试样拉伸变形过程中，大尺寸碳化物处的位错塞积导致萌发微裂纹和孔洞，试样出现缩颈后产生垂直拉应力导致裂纹扩展，组织的带状分布进一步促进了裂纹的扩展，最终形成宏观断口分层。     

退火时间对伪共析45钢温轧后组织与性能的影响

利用扫描电镜、电子背散射衍射分析技术和拉伸试验机研究了具有伪共析初始组织的45钢温轧后不同退火保温时间对组织演变和力学性能的影响。结果表明,伪共析钢温轧后的组织呈多相多尺度分布,渗碳体破碎,在后续退火处理中,随着退火时间的增加,渗碳体逐渐球化、长大并且分布趋于均匀,多相多尺度结构弱化。退火时间从15 min延长至120 min后,铁素体晶粒平均尺寸由2.32 μm长大到5.62 μm,规定塑性延伸强度由温轧态的1057 MPa下降到662 MPa,均匀伸长率在退火120 min时最大。整体来说,试验钢经过500 ℃温轧后再经600 ℃退火15 min,综合力学性能达到最优。