Microstructures and mechanical properties of directionally solidified multi-element Nb-Si alloy

Nb-Si system in-situ composites with nominal composition of Nb-21Ti-16Si-7Cr-3Al-2Hf(mole fraction,%) were prepared by directional solidification technology in an optical floating zone furnace at the growth rates of 3,5,8 and 12 mm/h.The microstructures and mechanical properties were investigated as a function of the growth rate.The results show that the solidification microstructures consist of Nb solid solution(Nbss),α-Nb_5Si_3 andβ-Nb_5Si_3.Silicides with high aspect ratio grow continuously and straig...     

脉冲电沉积纳米晶Ni-Co合金的组织结构与力学性能

采用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDS)等方法研究了脉冲电沉积法制备的纳米晶Ni-Co合金的微观组织结构和成分.测定了纳米晶Ni-Co合金的显微硬度和拉伸性能,研究了纳米晶Ni-Co合金中合金成分与力学性能的关系,并利用SEM对拉伸后断口进行分析.结果表明:合金中Co含量随镀液中Co2+浓度的增加而显著增加,并且随着Co含量的增加合金晶粒尺寸减小;合金显微硬度值随着Co含量的增加而增加.随着合金中Co含量的增加,断裂延伸率先逐渐减小,而后随着Co含量的增加而逐渐增大.拉伸过程晶粒尺寸明显增大,断口微观形貌呈韧窝状.     

多层喷射沉积过共晶Al-Si-Cu-Mg合金的微观组织及力学性能

多层喷射沉积技术具有冷速快、工艺简单、氧化程度低、制备的材料组织细小且分布均匀等特点．而使高硅铝合金充分发挥实用价值的关键是细化初晶硅．作者用多层喷射沉积技术制备了过共晶Al-Si-Cu-Mg合金,并与传统的铸态冶金制备的相同化学成分的合金进行了比较．对合金的沉积坯、热挤压处理后的微观组织进行了观察与分析．结果表明,多层喷射沉积合金的初晶硅大小只有25μm左右．并对合金的拉伸性能、扫描断口进行了测试与观察,提出了合金的强化与断裂机制．     

Cu-Zn-Al-Ni合金的组织与性能

采用熔铸和轧制的方法,在Cu-Zn-Al铝黄铜中添加Ni及自制晶粒细化剂,制备出一种新型弹性合金,通过扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)等对Cu-Zn-A1-Ni铝黄铜的微观组织进行观察、分析,并对其抗拉强度、延伸率、弹性模量等相关参数进行研究.研究结果表明:在合金铸态组织中,Ni,Al和Ti以三元金属间化合物形式主要分布在晶界上,在轧制过程中阻碍基体变形和晶界移动,从而提高合金强度:在均匀化退火过程中,合金中出现层片状A13Ni相,弥散分布在基体内,在冷轧加工后转变为颗粒状;合金再结晶开始温度为350℃,低于再结晶温度退火时,冷轧态合金存在低温退火硬化效应,于250℃退火,硬度达到峰值;冷轧态板材最终退火后,其抗拉强度为731 MPa,延伸率为15%,弹性模量为120 GPa.     

EW93镁合金轧制-T5状态的显微组织与力学性能

研究EW93镁合金在轧制-T5状态的显微组织与力学性能,并与铸造T6态进行比较.研究结果表明;合金经过热轧制变形,发生了明显的动态再结晶,晶粒显著细化,轧制-T5态的晶界强化贡献由铸造T6态的12.2％上升到26.7％.轧制板材经过T5处理后,抗拉强度和屈服强度均有大幅度提高,分别由228 MPa和177 MPa提高到372 MPa和311 MPa,但析出相不均匀,伸长率由4.3％降低为3.1％.对于铸造T6态和轧制-T5态,沉淀强化均是主要的强化机制,沉淀强化贡献分别为66.7％和54.3％.     

改进310奥氏体不锈钢长期时效后的组织与性能

借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及高温、室温拉伸和硬度测试研究了实验室研发的改进310奥氏体不锈钢在700℃长期时效后的组织与性能.700℃时效1000 h后,实验钢在晶界和晶内析出了大量(Cr,Fe,Mo)23C6、(Cr,Fe)23C6、σ相和少量的χ相.析出相对实验钢的室温力学性能有明显的强化作用.强度增加,硬度升高20 Hv,同时延伸率仍保持在30%以上.高温下,析出强化效应减弱,延伸率轻微下降.通过断口表面和剖面观察发现,时效1000 h后,实验钢的高温拉伸断口为韧性断裂,未观察到裂纹和孔洞;而室温拉伸断口为脆性断裂,断口附近则观察到σ相中出现裂纹和孔洞.从σ相的脆-韧转变和实验钢基体的室温和高温强度的不同,讨论了在室温拉伸过程中产生裂纹和孔洞的原因,以及时效对室温和高温力学行为的不同影响.     

Mg-Al-RE系镁合金组织与性能

通过铸造和挤压变形工艺,研究了AE(Mg-Al-RE)系合金的显微组织及稀土和铝含量的变化对AE系合金显微组织和力学性能的影响.实验结果表明:AE系合金的铸态显微组织由α-Mg基体相和沿晶界分布的Al.4RE,Mg17Al12相组成.随着稀土含量的增加,Mg17Al12相逐渐消失,Al4RE相的体积分数增加,并逐渐沿晶界处形成连续网状结构.挤压实验结果显示:AE系合金具有良好的形交加工性能,挤压后合金的强度和塑性均比铸态合金大幅度提高.稀土元素的加入对合金形变过程中的动态再结晶有一定的抑制作用.在AE系稀土镁合金中增加Al含量,可以使合金的综合力学性能上升到一个较高的水平.     

Ti_(30)Nb_5Ta_6Zr合金的组织和力学性能研究

根据β稳定化系数kβ和d-电子理论,采用无细胞毒性合金元素Nb、Ta、Zr,设计了具有低弹性模量的新型牙科种植用近β型Ti30Nb5Ta6Zr合金,研究了合金经不同温度固溶和时效处理后的显微组织和力学性能.结果表明,合金固溶后在低温时效时析出ω相导致合金脆性.随时效温度升高,析出相由ω逐步变为α并发生粗化,使合金强度降低,但塑性得到改善.固溶温度过低（700℃）,时效后强度较低 固溶温度过高（850℃）,导致合金出现β脆性.合金在750℃固溶和500℃时效12h后强韧性好,弹性模量低于现有Ti29Nb13Ta4.6Zr合金,综合力学性能可满足牙科种植合金的要求.     

热镀锌铝稀土合金层的组织与性能研究

用光学金相、扫描电镜、能谱分析等手段分析了热浸镀锌铝稀土合金的组织,测验了在多种环境下的耐蚀性.结果表明铝稀土加入使镀层中的铁锌二元化合物转变为铁铝锌三元化合物.该化合物在镀锌温度下形成细小、均匀镀层,镀层变薄、且耐蚀寿命成倍增加.     

热镀锌铝稀土合金层的组织与性能研究

用光学金相、扫描电镜、能谱分析等手段分析了热浸镀锌铝稀土合金的组织,测验了在多种环境下的耐蚀性。结果表明铝稀土加入使镀层中的铁锌二元化合物转变为铁铝锌三元化合物。该化合物在镀锌温度下形成细小、均匀镀层,镀层变薄、且耐蚀寿命成倍增加。     

TC4钛合金薄板储能焊接头组织与性能

采用微型储能焊机对厚度为0．2mm的TC4钛合金薄板进行了快速连接,并研究了接头组织形貌及焊接参数对接头力学性能的影响。结果表明：储能焊能够实现TC4钛合金薄板的快速凝固焊接,焊接接头由熔核和熔核向母材过渡的熔合区（线）组成。极短的焊接时间和高的冷却速率,使得熔核凝固过程具有快速凝固特征,熔核中凝固组织得到显著细化。当焊接工艺参数为电压250V、电容6600妒、电极力20N时,接头剪切强度可达601MPa。     

挤压温度对Mg-Zn-Mn变形镁合金组织和性能的影响

对新型变形镁合金Mg-6%Zn-1%Mn铸锭在320、360、420℃等不同温度下进行挤压实验,成型后实施不同热处理,并分析不同状态下合金的微观组织和力学性能.结果表明:在320~420℃条件下,该合金能实现平稳地挤压成型并完成动态再结晶.挤压温度越低,再结晶晶粒越细小,挤压棒材性能越好.高温(420℃)挤压成型,动态再结晶越易进行,且再结晶晶粒越均匀,更有利于后期通过热处理改善合金性能.     

机械合金化方法制备细晶钛合金

采用光学显微镜、扫描电镜、力学性能分析等手段探讨了采用机械合金化技术制备细晶钛合金的工艺,研究了工艺参数对钛合金显微组织与力学性能的影响.研究结果表明,采用机械合金化技术和热压工艺可以制备出高致密度、显微组织均匀细小的钛合金,且延长机械合金化时间有利于提高显微组织的均匀度和细化晶粒,球磨36 h的粉末所制得样品的晶粒尺寸为6 μm,所制备的钛合金的力学性能与显微组织符合Hall-Petch关系.     

Mg-Zn-Al系变形镁合金的显微组织和力学性能

制备了成分基于Mg-(3-5)Zn-(1-3)Al的5种ZA系镁合金,并研究了合金在铸态和热挤压态的显微组织和力学性能.在ZA系列的铸态镁合金中,将zn含量(质量分数)固定在3%,提高Al含量,则第2相由致密的共晶相ε(Mg51Zn20)变成呈典型的离异共晶形貌的T(Mg32(Al,Zn)49)相.在ZA31基础上增加Zn含量没有引起合金显微组织中组成相发生变化,但中间相ε的体积分数增加.在280 ℃温度下的热挤压过程中,合金发生了动态再结晶,组织显著细化,且铸态组织中出现的中间相大部分溶入α-Mg基体.ZA系合金铸锭热挤压后,合金的强度和塑性均得到大幅度改善,其中合金ZA51具有最好的强度和塑性的匹配.结果表明ZA系合金具有良好的热加工性能.     

多级热处理对TC21钛合金组织和力学性能的影响

Duplex-structured TC21 alloy samples were first solution-treated at a higher temperature in the α + β region (940°C) with furnace cooling (FC), air cooling (AC), and water cooling (WC), followed by a second-stage solution treatment at a lower temperature in the α + β region (900°C), and then finally aged at 590°C. The effects of the morphology and quantity of α phases on the structure and properties of the TC21 alloy after the different heat treatments were analyzed. The in-situ tensile deformation process and crack propagation behavior were observed using scanning electron microscopy (SEM). The quantity of equiaxed α phases as well as the thickness of lamellar α phases reduced, the tensile strength increased firstly and then decreased, the elongation decreased with the increasing cooling rate after the first-stage solution treatment. The amount and size of lamellar α phases increased after the second-stage solution treatment because of sufficient diffusion of the alloying elements, thereby leading to increased tensile strength. The amount of dispersed α phases increased after the third-stage aging treatment owing to the increase in the nucleation rate, resulting in a noteworthy strengthening effect. After the third-stage aging treatment, the first-stage FC sample exhibited better mechanical properties because it contained more equiaxed α and β_trans phases than the first-stage AC and WC samples.     

应力作用下2124合金蠕变时效的组织与性能

通过硬度测试、拉伸测试和透射电镜分析等方法,研究应力分别为0 MPa和200 MPa对Al-Cu-Mg系2124合金185℃时效后的硬度、强度以及伸长率的影响,阐述应力对2124合金时效后组织与力学性能的影响.研究结果表明:在常规时效和蠕变时效2种时效状态下,200 MPa应力作用下的蠕变时效使2124合金的S'析出相分布变得不均匀,合金的强度提高,而塑性降低;在0 MPa应力作用下,合金峰时效状态下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为411.6 MPa,270.8 MPa,20.20％;在200 MPa应力作用下,合金峰值时效状态下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为441.1 MPa,321.0 MPa和16.24％,后者的抗拉强度和屈服强度比前的高,但塑性低.     

Influence of multi-stage heat treatment on the microstructure and mechanical properties of TC21 titanium alloy

Duplex-structured TC21 alloy samples were first solution-treated at a higher temperature in the α + β region(940°C) with furnace cooling(FC), air cooling(AC), and water cooling(WC), followed by a second-stage solution treatment at a lower temperature in the α + β region(900°C), and then finally aged at 590°C. The effects of the morphology and quantity of α phases on the structure and properties of the TC21 alloy after the different heat treatments were analyzed. The in-situ tensile deformation process and crack propagation behavior were observed using scanning electron microscopy(SEM). The quantity of equiaxed α phases as well as the thickness of lamellar α phases reduced, the tensile strength increased firstly and then decreased, the elongation decreased with the increasing cooling rate after the first-stage solution treatment. The amount and size of lamellar α phases increased after the second-stage solution treatment because of sufficient diffusion of the alloying elements, thereby leading to increased tensile strength. The amount of dispersed α phases increased after the third-stage aging treatment owing to the increase in the nucleation rate, resulting in a noteworthy strengthening effect. After the third-stage aging treatment, the first-stage FC sample exhibited better mechanical properties because it contained more equiaxed α and βtrans phases than the first-stage AC and WC samples.     

热处理对粉末注射成形钛合金的组织与性能的影响

采用粉末注射成形方法制备了钛合金坯体,利用溶剂脱脂和热脱脂方法脱除坯体中粘结剂,并在真空气氛下烧结致密钛合金样品.真空烧结后,经960 ℃和140 MPa热等静压处理,在720～760 ℃进行1～1.5 h退火处理获得的样品微观结构为均匀的双态组织,由许多等轴较小的α晶粒和少量尺寸较小的β晶粒组成.XRD分析结果表明,当退火温度高于800 ℃时,样品存在Ti3Al杂质相.     

热暴露过程中7050铝合金的微观组织与性能的研究

采用透射电子显微镜和拉伸实验研究了不同热暴露条件下7050-T7651铝合金微观组织和拉伸力学性能.结果表明：未经热暴露的7050-T7651铝合金中主要析出相为Guinierprestonzone（GP区）和η′相,其中η′相与基体的取向关系为[0001]η′//[11]Al,（100）η′//（110）Al.随后7050-T7651铝合金在不同温度下分别热暴露500h,随着热暴露温度的提高,合金中析出相长大越明显,晶界附近无沉淀析出带（PFZ）宽化也越明显 热暴露温度提高,合金强度下降越多.7050-T7651铝合金经过长时间热暴露后强度下降、塑性提高的主要原因是晶内主要强化相GP区和η′相的长大粗化以及晶界附近无沉淀析出带（PFZ）宽化.     

室温下TC11钛合金准静态拉伸力学性能实验研究

针对典型航空材料TC11钛合金的拉伸性能,采用准静态拉伸实验对不同应变率条件下的TC11钛合金的应力-应变关系进行了研究,利用扫描电镜分析了其拉伸断口形貌。实验结果表明:TC11钛合金具有一定的应变率敏感性,抗拉强度和屈服强度均会受到应变率的影响;准静态拉伸时TC11钛合金试样出现了颈缩现象,试样截面形状为杯锥状,试样断口存在光滑的剪切唇区和灰色的纤维区,其断裂属于韧性断裂,但是其韧性较差;TC11钛合金拉伸断口形貌主要为大小不一的韧窝,随着应变率的增大,试样拉伸断口韧窝的大小和深度均变小,同时出现了少量的撕裂棱和准解理面,试样的断裂机制为以韧性断裂为主和伴有准解理断裂。因此,在准静态拉伸条件下,TC11钛合金的力学行为与应变率有关。