Role of solute segregation on microstructure and mechanical properties of zircaloy-4

The Microstructure of two different lots of Zircaloy-4 was investigated by using a scanning electron microscope (SEM) attached to an energy dispersive system (EDS). The alloy containing Ni higher than the ASTM specification shows parallel plate structure with segregation of Ni, Fe, and Cr at the triple points of β-grains, and it failed during forging due to crack initiation. The second alloy having Ni content within the ASTM specification has basketweave morphology with minute segregation of Fe and Cr and was forged successfully. The absorbed energy is higher for the successfully forged alloy than for the alloy that failed during forging. It was also observed that the fracture started from the segregated area rich in Ni, Fe, and Cr, and propagated along the plate. The alloy with parallel plate structure is harder than the alloy with basketweave structure.     

Effects of Rapid Cooling Rate on Microstructure Formation and Microhardness of Binary Ti-44Al Alloy

快速冷却速率对Ti-44Al合金组织和显微硬度的影响

陈晓宇^1,2,方虹泽¹,王琪¹,陈瑞润¹,丁宏升¹,苏彦庆¹,郭景杰¹

（1. 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院,哈尔滨 150001;

2. 青岛大学 机电工程学院,山东 青岛 266071）

中文说明：

为细化TiAl合金的显微组织与晶粒,提高其力学性能,采用甩带快速凝固方法在不同冷却速率条件下制备了Ti-44Al（at.%）合金,研究了铸态与快速凝固合金的显微组织和显微硬度。XRD测试结果表明,合金中α2相含量随着冷却速率增加而增加,这是由于高的凝冷却率导致α相直接转变为α2相。随着冷却速率的增加,晶粒形态首先由树枝晶转变为等轴晶和树枝晶混合的组织,而后转变为等轴晶。经快速凝固制备后,合金晶粒尺寸由铸态的200-600 μm降低到快速凝固的18 μm。片层厚度由铸态的4.5 μm降低到快速凝固的1.1 μm。随着冷却速率的增加,α2相含量逐渐增加,γ相含量逐渐减少,并且快速凝固可以降低基体中元素偏析。快速凝固的合金晶粒细化,片层厚度降低,并且α2相含量增加,这导致显微硬度由铸态的247 HV提高到快速凝固的556 HV。

关键词：Ti-44Al合金,显微组织,显微硬度,甩带快速凝固,凝固路径

     

热变形对轴承钢G80T晶粒细化行为的影响

利用Gleeble-3800热模拟变形试验机,对高温轴承钢G80T的动态再结晶行为及相关力学性能进行了研究。通过对该钢在1 050℃下以10s-1的变形速率进行0%~70%的不同形变量的单道次压缩,研究了不同形变量下热变形钢的微观组织结构及硬度。结果表明:当形变量在20%时,无动态再结晶发生;当形变量达到40%时,热变形组织出现了部分的再结晶晶粒;随着形变量的进一步加大,再结晶晶粒数目增多,形变量达到60%后,形变组织形成了平均晶粒尺寸为2.8μm的完全再结晶组织。同时由于形变和晶粒尺寸大幅度细化,钢中的碳化物也随着形变量的增加而逐步减少。通过对压缩应力-应变曲线软化行为的分析,认为该钢的再结晶属于动态再结晶;在1 050℃进行60%的形变可以实现该钢的完全动态再结晶,将平均晶粒尺寸从原始的22μm细化到2.8μm,同时将钢的硬度从820 HV提高到895 HV。研究结果表明,动态再结晶是细化高温轴承钢G80T晶粒尺寸和提高性能的一种有效措施。     

7075铝基复合材料多级固溶和时效处理工艺

研究了多级固溶和时效处理工艺对制备的Al3Ti/7075铝基复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,经XRD衍射图谱分析,该铝基复合材料存在的第二相颗粒为MgZn2。复合材料经440℃/3h+480℃/2h处理后,其显微硬度值为110.2HV,硬度比单级固溶提高了10%。在同一固溶温度下,随着固溶时间的延长,第二相颗粒回溶较多,但是会发生晶粒长大现象。基体合金和复合材料在同一温度(120℃)下时效时,复合材料时效速度要比基体合金时效速度快,复合材料的时效峰值硬度为147.73HV。     

预涂稀土涂层制备硼-稀土共渗层的组织和性能

对Q235钢表面进行普通渗硼、硼-稀土粉体共渗和预涂稀土涂层硼-稀土共渗,用光学显微镜观察了不同工艺下渗层的显微组织,并测试了不同渗层的显微硬度和耐磨性。结果表明:采用预涂稀土涂层硼-稀土共渗可使Q235钢表面获得比普通渗硼和硼-稀土粉体共渗工艺更为致密、均匀的Fe_2B单相渗硼层,并且渗层硬度有明显提高,渗层的硬度分布和耐磨性明显改善。     

Ti-6Al-4V合金的动态控制等离子焊接(英文)

介绍了一种新的动态控制等离子焊接工艺。该工艺能够在保持完全焊透的情况下减少对被焊材料的热输入。利用该工艺对Ti-6Al-4V合金实施平板对焊。利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和显微硬度计对焊接接头的显微组织、断口形貌和显微硬度进行表征。与钨极电弧焊接和常规的等离子焊接相比较,使用本工艺提高了焊接质量,其原因在于:1)由于热输入的减少,焊缝中先析出的β相晶粒大幅度减少,从而使马氏体的形成得到抑制;2)焊接接头具有更好的韧性和更高的硬度。     

高Cr铁素体耐热钢连续冷却相变行为

基于传统高Cr铁素体耐热钢系的合金成分,对合金元素进行了一定范围内的调整,设计出一种新型高Cr铁素体系耐热钢。该钢的回火组织主要为大量板条马氏体＋少量铁素体组成。在差分膨胀仪上测定了不同冷却速度新钢的热膨胀曲线,进而制定该钢种的连续冷却转变（CCT）曲线。结果表明,随着冷却速度升高,相变点降低,马氏体板条宽度变小,铁素体由连续长条状向多边形结构和短条状转变,硬度值升高。     

热处理对Ni-P-A12O3化学复合镀层摩擦磨损性能的影响

热处理可显著提高镀层的硬度和耐磨性能。采用化学镀的方法在45钢表面制备了Ni-P-纳米A12O3复合镀层,并以不同温度对其热处理,研究了镀层热处理前后的物相、硬度和耐磨性能。结果表明：400℃热处理后,Ni-P-A12O3复合镀层达到稳态,稳定相是Ni＋Ni3P＋NiO＋A12O3;镀层的显微硬度随热处理温度的升高而先...     

激光重熔对NiCrBSi等离子喷涂层显微结构和性能的影响

1Crl8Ni9Ti不锈钢表面的NiCrBSi等离子喷涂层存在孔洞及与基体结合差等缺陷,为此进行了激光重熔处理.采用扫描电镜和显微硬度压痕仪分别对涂层的显微结构和力学性能进行了对比研究,采用SRV试验机评价了涂层激光重熔前后的滑动摩擦磨损性能,研究了激光重熔对NiCrBSi等离子喷涂层结构和性能的影响.结果表明:经过激...     

固溶时效处理对快速凝固LAZ941-0.5Y镁锂合金组织和硬度的影响

通过光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和显微硬度仪等研究了固溶时效处理对快速凝固Mg-9Li-4Al-1Zn-0.5Y(LAZ941-0.5Y)镁锂合金的组织和硬度的影响.结果 表明:经固溶处理后,合金的显微组织粗化,第二相主要弥散分布在α-Mg相和β-Li相中及它们的相界...