影响钛合金性能的因素分析

本文对高稳定β钛合金在热处理过程中亚结构的恢复和再结晶行为以及第二相的析出形貌和分布进行了分析研究.认为当工作环境温度≤540℃时,影响合金性能的主要因素是第二相的析出以及热处理过程中亚结构的恢复和再结晶化的程度,而表面氧化、晶粒组织的均匀性对合金性能的影响是次要的.     

形变热处理对含铋Al-Li-Cu-Mg-Zr系合金再结晶的影响

采用形变热处理工艺对Al-1.98Li-1.90Cu-1.27Mg-0.18Zr合金的再结晶进行了研究。结果表明,再结晶前存在的第二相粒子的大小、分布对再结晶影响很大。时效温度越高,析出粒子直径越大,密度越低,再结晶程度就越高,晶粒也就越小,但再结晶晶粒大小不均。这与再结晶形核机制有关。电子探针分析表明,粗大的第二相粒子主要是富铜的θ或T_1相和富Cu,Mg的S相粒子。     

预析出对冷轧3003铝合金析出行为及再结晶晶粒尺寸的影响

通过电阻法、光学显微镜观察、扫描电子显微镜观察以及能谱分析, 研究预析出对冷轧3003铝合金析出行为及再结晶晶粒尺寸的影响. 研究结果表明： 3003铝合金经610 ℃/36 h均匀化接着经480 ℃/10 h预析出处理后, 晶粒内析出大量含Mn的第二相粒子, 降低了固溶体中的Mn含量, 从而降低了合金冷轧后再结晶退火时的析出驱动力, 其析出温度比未经预析出合金的温度提高了约50 ℃. 在最后的再结晶退火过程中, 在再结晶基体上第二次析出的弥散粒子与预析出的粒子共同阻碍了再结晶晶粒的长大, 从而获得了晶粒细小的再结晶组织.     

退火过程中AA3003铝合金的析出与再结晶

通过硬度测试、电阻测试以厦光学显微镜观察，研究不同冷变形量的AA3003合金在退火过程中析出与再结晶的相互作用厦其对显微组织的影响。研究结果表明：在300℃和500℃退火时均有大量第二相粒子析出，在300℃退火时，析出相优先在位错、亚晶界等点阵缺陷处形核，较大的冷轧变形量将导致更多的析出，而且在300℃退火时，析出发生在再结晶之前，导致再结晶晶粒粗大；而在500℃退火时，再结晶发生在析出之前，析出与冷轧变形量无关，并可获得晶粒细小的再蛄晶组织。     

轧制预热时间对01420铝锂合金晶粒细化的影响

采用形变热处理法制备01420铝锂合金细晶板材,研究轧制预热时间对第二相粗化、回溶及最终再结晶组织的影响.研究结果表明:合金在300℃/48 h过时效处理过程中析出大量棒状的微米尺寸S相,这些第二相在随后的轧制前400℃预热过程中不稳定,首先粗化成球形相,当预热时间超过8h,又开始逐渐地溶解；在400℃预热0～10h内,第二相分布比较均匀；当预热时间超过12h,没有溶解的第二相主要分布于晶界处,尺寸较小,是导致最终再结晶组织粗大且呈扁平状的主要原因；随着预热时间的延长,板材轧制和再结晶后的晶粒尺寸逐渐增大,但在预热8h内增幅较小.板材适宜的轧制预热制度为于400℃预热4～8 h.     

镍铬基K648合金α—Cr相析出的组织敏感性

研究了合金成分和热处理制度对K648合金组织中仪α-Cr相析出形态和力学性能的影响,并通过Thermo-calc软件计算了K648合金平衡相析出规律．计算结果表明合金中的析出相主要为α-Cr、γ^1相和M23c6碳化物．通过实际组织观察得出合金中α-cr相的析出形态对cr含量和热处理工艺制度极为敏感,具体表现为α-Cr相形态的多样性．力学性能测试进一步表明合金的室温拉伸性能、冲击性能均受α-Cr相形态和分布的影响,即合金性能表现出组织敏感性．     

双阶段均匀化对铸轧Al-Zn-Mg-Cu合金Al3Zr析出的影响

研究了均匀化制度对双辊铸轧Al-Zn-Mg-Cu合金Al₃Zr相析出行为及再结晶的影响，以及Al₃Zr析出和再结晶程度对合金力学性能和耐晶间腐蚀性能的影响.结果表明，相比于传统的单阶段均匀化，双阶段均匀化的第一阶段为Al₃Zr的析出提供了更大的形核驱动力和更多的非均匀形核质点，促进了Al₃Zr的析出.此外，不同的升温速率对Al₃Zr的析出也有影响，缓慢的升温速率有利于细化Al₃Zr尺寸，增加Al₃Zr的数量密度和体积分数.固溶处理时，Al₃Zr相f/r值的变化导致了不同的再结晶抗力，因此在T6处理后双阶段均匀化的试样再结晶组织比例降低，大角度晶界数量减少.Al₃Zr相f/r值以及显微组织的变化对合金力学性能的影响较小，显著提高了合金的抗晶间腐蚀性能.     

快速凝固 Cu-Cr-Zr-Mg 合金的原位再结晶与不连续再结晶

对快速凝固Ｃｕ－０．６Ｃｒ－０．１５Ｚｒ－０．０５Ｍｇ合金伴随时效析出的再结晶过程进行了观察和研究。发现该合金在形变后的时效过程中,析出相非常细小、弥散,阻碍了再结晶的进行,出现了原位再结晶与不连续再结晶同时发生的现象。在再结晶的形核和长大过程中,析出相在晶界前沿快速粗化或重新溶解,并在再结晶区域中重新析出,导致更加弥散的析出相分布。     

第二相粒子对8090合金超塑性的影响

对8090 合金超塑性变形中的粒子行为进行了研究。定量金相分析表明最佳平均粒子直径是 0.038 μm。透射电镜观察及晶界角度测量表明析出相粒子影响动态再结晶细化晶粒的过程主要是通过对超塑变形保温期间形成的亚晶界角度的影响来实现的。在超塑性流变过程中,第二相粒子始终钉扎晶界阻止晶粒长大,并且位于晶界附近的第二相粒子促进了大角度晶界凸出的再结晶形核,对晶界滑动起到有利作用。     

形变热处理对2197铝锂合金组织和性能的影响

对2197合金进行形变热处理,通过力学性能试验和TEM观察分析了不同时效阶段合金的力学性能和微观组织,研究了形变热处理对2197合金的组织和性能影响,结果表明:形变热处理2197合金峰时效时主要析出相为尺寸为50～150nm分布均匀的T1相。形变热处理为T1相的非均匀形核提供了优越的形核场所,促进了T1相的析出及长大,减少了2197合金达到峰时效的时间;长宽比较大的T1相的强化效果大于δ′相和θ′相,形变热处理还可以提高2197合金的峰时效强度。     

形变对铁铜合金时效析出的影响

对铁铜合金分别进行50%和80%冷变形,利用金相显微镜以及高分辨投射电镜研究形变热处理过程中的微观组织与沉淀析出,分析形变量对时效析出的影响. 结果表明:变形有助于第二相的析出,大的冷变形量时沉淀相粒子形成的速率更快,所占体积分数更大. 优先析出为富铜过渡相,这种富铜过渡相所形成的GP区对合金起强化作用,其后随时效时间延长这种富铜相逐渐转转变成ε-Cu.     

铁对镍基铸造高温合金组织性能以及针状相析出动力学的影响

本文采用不同的热处理制度,着重研究了铁(0～25％)对Ni—Cr—Mo—A—Ti型镍基合金σ相析出动力学以及对合金性能的影响。研究结果表明:在镍基铸造合金中,σ相的形成与铁含量有密切关系,铁可以明显改变合金元素在γ—γ′中的分配关系,并提高合金的平均电子空位数,从而促进σ相析出;随着铁含量的增加,合金的持久强度降低,但对拉伸性能影响较小。     

Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材制备过程中组织性能的演变

采用拉伸力学性能、硬度、电导率测试以及X线衍射(XRD)物相分析和电子显微分析技术研究Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材在制备过程中的组织性能演变.研究结果表明:铸态合金在350℃/8 h单级均匀化处理过程中析出细小弥散的Al3(Sc,Zr)粒子,但同时也析出大量粗大T相,合金过饱和度降低,强度下降;在350℃/8h+470℃/24 h双级均匀化第二级过程中,T相回溶入基体,而Al3(Sc,Zr)粒子特性基本上没有发生变化;由于Al3(Sc,Zr)粒子的抑制再结晶作用,合金热轧、退火以及冷轧后固溶状态下为纤维状变形组织;时效后合金析出大量细小弥散分布的η’相,具有很强的强化效果.     

V,Nb,Ti碳氮化物在铁素体中的析出与组织演变

对高含量的V，Nb，Ti三种微合金钢进行固溶与等温时效热处理试验，深入研究微合金元素碳氮化物在铁素体区中的析出行为。结果表明，在600℃时效时，钒的碳氯化物析出快，钛的碳氮化物析出较快，铌的碳氮化物析出慢；680℃时效时，钛的碳氮化物析出快，钒的碳氮化物析出最慢．铌的碳氮化物析出速度居中。若微合金元素的碳氮化物析出先于再结晶，则钢的组织主要是无碳贝氏体和粒状贝氏体组织．微合金元素碳氮化物后于再结晶析出，得到的组织主要为回火索氏体组织。     

工艺参数对低铝钛GH600合金显微组织及析出相的影响

利用Gleeble3800热模拟实验机,对低铝钛GH600合金进行热压缩实验;利用金相显微镜研究工艺参数对显微组织演变规律的影响;利用透射电镜及能谱观察分析析出相、位错等微观结构。结果表明:提高变形量可以得到细晶组织,改善合金的使用性能,并且在大变形量下,动态再结晶容易进行,软化效果得到提高,在一定程度上改善合金的加工性能。当变形温度升高时,再结晶比例得到很大的提高,合金动态再结晶体积分数增大,位错密度降低,使加工容易进行。但当变形温度过高时,再结晶组织会出现粗化现象。低铝钛GH600合金的优选热加工工艺参数为:温度1 100~1 150℃,变形量60%。在这种工艺条件下,合金中的再结晶程度最高,再结晶晶粒没有出现粗化现象,并且析出相的成分、尺寸也为理想状态。     

Ti-20Zr-6.5Al-3.5V合金的相变

采用差示扫描量热仪和X射线衍射仪等手段,研究了时效温度、退火温度及退火时间对Ti-20Zr-6.5Al-3.5V合金的相结构转变和相对含量的影响,同时探讨了合金在不同热处理制度下的相变机理。结果表明:合金在700℃以下时效主要发生α″+β(亚稳)→α+β,同时在450℃有等温ω相析出,在700℃时效FCC结构相完全分解或转变;合金的相结构以及相对含量随着退火温度的变化而变化,并且在退火过程中析出的FCC结构相抑制残余β相向α相转变;同时在850℃退火,保温时间越长β相的含量越高。     

工艺参数对低铝钛GH600合金显微组织及析出相的影响

利用Gleeble3800热模拟实验机,对低铝钛GH600合金进行热压缩实验;利用金相显微镜研究工艺参数对显微组织演变规律的影响;利用透射电镜及能谱观察分析析出相、位错等微观结构。结果表明:提高变形量可以得到细晶组织,改善合金的使用性能,并且在大变形量下,动态再结晶容易进行,软化效果得到提高,在一定程度上改善合金的加工性能。当变形温度升高时,再结晶比例得到很大的提高,合金动态再结晶体积分数增大,位错密度降低,使加工容易进行。但当变形温度过高时,再结晶组织会出现粗化现象。低铝钛GH600合金的优选热加工工艺参数为:温度1 100~1 150℃,变形量60%。在这种工艺条件下,合金中的再结晶程度最高,再结晶晶粒没有出现粗化现象,并且析出相的成分、尺寸也为理想状态。     

049Al-Li合金的时效组织和拉伸性能

研究了０４９Ａｌ－Ｌｉ合金的时效组织和室温拉伸性能以及改变Ｃｕ，Ｍｇ含量对合金组织和性能的影响，实验结果表明，在人工时效状态，０４９合金中的析出强化相为Ｔ１相．由于Ａｇ和Ｍｇ的添加促进了Ｔ１相的析出而使合金获得高的强度。减少０４９合金中Ｃｕ的含量或增加Ｍｇ的含量都导致Ｔ＿１，相析出数量的减少，从而降低合金强度，对少量Ａｇ，Ｍｇ促进Ｔ＿１相析出的机制进行了讨论。     

Al-Si合金表面析出行为及调控机制

表面处理在合金制备过程中应用广泛，其中通过调控表面析出行为来改变表面性质是一种简单易操作的合金表面处理方式。然而目前合金表面析出形核及长大的影响因素不明，制约了析出行为调控的有效实现。本文基于Al-Si合金体系，分别通过改变表面粗糙度及表面应力状态的处理方式，以及分步退火工艺及直接退火工艺的热处理方法，系统性地研究了不同表面状态及不同热处理工艺对表面析出热动力学的影响规律及机制。实验结果表明，直接退火工艺下，表面析出相沿平行于表面方向及垂直表面方向的析出行为与表面粗糙度及应力状态的分布并无明显关联。而在分步退火工艺下，表面析出相表现出显著的沿划痕内部、压痕边部等大曲率表面特异性生长的趋势。对析出行为定量统计以及热动力学机制的分析指出，表面析出相的形核热力学并未受到表面曲率改变的显著影响，而其长大速率在大曲率表面处有较为明显的提高。此现象的发现与机制的阐释可为表面析出行为的定量调控提供指导。     

FGH95合金再结晶界面与晶内析出γ相的作用

研究了高体积百分数γ相强化的粉末镍基高温合金在形变过程中发生再结晶行为，实验表明：在γ相溶解温度以上再结晶以应变诱发界面迁移方式进行，在γ溶解温度以下，γ相再结晶以亚晶粒粗化形核方式进行，在γ相再结晶的内界面上可能发生γ相的分解和随后的再析出，计算了γ相再结晶内界面迁移激活能为635kJ/mol。