镍铬轴承合金固溶时效态组织特征与力学性能

研究了00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金固溶态和时效态的组织特征及硬度变化规律。结果表明:随着固溶温度的升高,α-Cr相析出数量呈下降趋势,在1 200℃时α-Cr相尺寸最小,面积分数仅为8.45%;高于1 200℃时,α-Cr相尺寸逐渐增大,数量减少。固溶处理后冷却速度越快,α-Cr相析出数量越少,硬度降低;固溶温度在1 190～1 210℃之间以138℃/s进行冷却,经600℃×6 h时效处理后,硬度超过59.7HRC,合金微观组织主要由球状α-Cr相和均匀片层组织及弥散分布其中的纳米级γ′相组成,硬度较为均匀。1 200℃固溶处理以138℃/s进行冷却,经550℃保温6 h后,00Cr40Ni55Al3Ti合金显微组织为球状α-Cr相、片层组织和非片层组织,非片层组织面积分数约为32.21%,片层组织硬度达703HV,非片层组织硬度为249HV;当时效温度为600和650℃时,时效时间在5～7 h范围内,显微组织为均匀分布的片层组织和球状α-Cr相,硬度为676HV～712HV。00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金在1 190～1 210℃之间进行固溶处理后快速冷却(冷却速度大于138℃/s),经600℃时效处理6 h后,洛氏硬度可达到60HRC以上。     

镍铬轴承合金固溶时效态组织特征与力学性能

研究了00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金固溶态和时效态的组织特征及硬度变化规律。结果表明:随着固溶温度的升高,α-Cr相析出数量呈下降趋势,在1 200℃时α-Cr相尺寸最小,面积分数仅为8.45%;高于1 200℃时,α-Cr相尺寸逐渐增大,数量减少。固溶处理后冷却速度越快,α-Cr相析出数量越少,硬度降低;固溶温度在1 190~1 210℃之间以138℃/s进行冷却,经600℃×6 h时效处理后,硬度超过59.7HRC,合金微观组织主要由球状α-Cr相和均匀片层组织及弥散分布其中的纳米级γ′相组成,硬度较为均匀。1 200℃固溶处理以138℃/s进行冷却,经550℃保温6 h后,00Cr40Ni55Al3Ti合金显微组织为球状α-Cr相、片层组织和非片层组织,非片层组织面积分数约为32.21%,片层组织硬度达703HV,非片层组织硬度为249HV;当时效温度为600和650℃时,时效时间在5~7 h范围内,显微组织为均匀分布的片层组织和球状α-Cr相,硬度为676HV^712HV。00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金在1 190~1 210℃之间进行固溶处理后快速冷却(冷却速度大于138℃/s),经600℃时效处理6 h后,洛氏硬度可达到60HRC以上。     

GH4099高温合金固溶时效组织与性能研究

GH4099合金在1050℃、1100℃和1150℃进行固溶处理后,分别在750℃、850℃和950℃进行时效处理,通过实验研究不同固溶温度和时效温度对GH4099合金微观组织和性能的影响规律。结果表明,随着固溶温度的升高,晶粒尺寸呈增加趋势;在相同固溶温度下,随着时效温度的升高,析出相含量增加,颗粒尺寸增加。合金经1150℃固溶并在950℃时效后析出相的数量最多,颗粒最大。合金硬度受时效温度影响较大,随着时效温度的升高硬度先升后降,850℃时效处理后的硬度最高,950℃时效处理后的硬度最低。     

固溶处理工艺对压铸Mg-9Al-1Zn-0.2Mn合金微观组织与硬度的影响

采用不同的固溶处理工艺对冷室压铸法制备的Mg-9Al-1Zn-0.2Mn(质量分数)合金进行热处理,随后在150℃/5 h条件下进行时效处理,通过X射线衍射、金相显微镜与扫描电镜观察及硬度测试,研究固溶处理工艺与时效对合金显微组织与硬度的影响。结果表明,固溶处理可使压铸态合金晶界处的β-Mg17Al12相充分分解并溶入到α-Mg基体中。提高固溶温度和延长固溶时间,均可减少以连续网状形态分布于α-Mg枝晶间的β-Mg17Al12硬脆相,使其由晶间析出转变为α-Mg晶内析出。但固溶温度过高或固溶时间过长都导致α-Mg基体组织粗化,并发生过烧现象。固溶处理后的时效过程中,β-Mg17Al12相从过饱和固溶体中以不连续和连续2种方式析出,从而提高合金的硬度。     

热处理对Ti-3Al-2Fe-8V-1.5Mo合金组织和拉伸性能影响

利用光学显微技术(OM)和扫描电子显微技术(SEM)研究了Ti-3Al-2Fe-8V-1.5Mo合金在两相区和单相区固溶时效工艺下固溶温度、时效温度和时间对合金显微组织、拉伸性能和断口形貌的影响。结果表明:该合金经过固溶时效处理后的显微组织主要由α相和β相组成。随固溶温度升高,初生α相(α_p)体积分数减小,次生α相(α_s)含量增加;在相同的固溶条件下,随着时效温度和时间延长,α_s相尺寸增大,晶界α相变宽。单相区固溶时效处理后,α_s相以一定的取向关系沿着晶界弥散析出。与两相区固溶时效相比,单相区固溶时效后析出的α_s相弥散度较高、尺寸较小,强化效果更明显。α_p和α_s相会影响合金性能,随固溶温度降低、时效温度和时间增加,合金强化效应减弱,但塑性提高。通过观察拉伸断口形貌发现:合金在两相区固溶时效后以韧性断裂为主,在单相区固溶时效后以延性沿晶断裂方式为主。     

固溶处理对Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金组织与性能的影响

研究了固溶处理对一种新型Ti-6Cr-5 Mo-5V-4Al合金组织与室温拉伸性能的影响.研究发现:Ti-6Cr-5 Mo-5V-4Al合金在β/β固溶处理后的典型组织为:变形拉长的β晶粒,晶粒破碎,原始β晶界处有项链状初生α相析出,经时效后,晶内则析出纵横交错的细小次生α相.β固溶处理后的典型组织为:等轴β晶粒,经时效后晶界处沿着一定取向析出次生α相薄片层,晶内弥散分布着平行交错的细小次生α相.随着固溶温度的升高,β晶粒尺寸逐渐增大,初生α相的含量逐渐减少,相转变温度以上固溶处理后初生α相完全消失.α/β固溶+时效后显微组织中次生α相尺寸较小,大小均匀,长度在500nm左右;而β固溶+时效后显微组织中次生α相尺寸较大,且大小不均,长度在200～1500 nm左右.该合金经固溶处理后具有中等强度水平和良好的塑性,且在实验温度范围内,固溶温度越高,合金强度越低,塑性越好;经时效后,α/β固溶处理的时效强化效应明显强于β固溶处理后,强度差值达360 MPa,主要是因为α/β固溶处理后初生α相的析出,导致残余β相更加稳定,时效时次生α相的驱动力小,以及残余大量的位错等缺陷为α相提供了较多的形核位置,因此次生α相尺寸细小且分布均匀弥散.     

固溶和时效温度对铸态TC18合金组织性能的影响

钛合金具有相变复杂性以及相变敏感性,制备状态下的高强钛合金其显微组织及力学性能与对应的固溶-时效工艺直接相关。该研究对名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe的TC18钛合金进行固溶-时效处理,对比研究不同固溶温度以及时效温度对其显微组织及力学性能的影响。结果表明,固溶-时效热处理对合金性能提升效果显著,固溶处理使合金基体中残存的初生α相粗化,其他区域形成过饱和固溶体,在接下来的时效过程中,β基体析出细小针状次生α相。在两种α相的配合影响下,合金整体强度提升明显。     

固溶温度对Ti6Al4V ELI钛合金显微组织及性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究了固溶热处理对Ti6Al4V ELI钛合金显微组织的演变规律,以及显微组织对力学性能的影响关系,结果表明:随着固溶温度的升高,Ti6A14V ELI钛合金初生αp相含量降低,片层α相厚度和β晶粒尺寸均增加;钛合金强度和塑性均随着固溶温度的升高而降低,在952℃固溶后时效,抗拉强度可达915 MPa,延伸率16.8％,断裂韧性仅为84 MPa·m1/2;在997℃进行固溶后时效,钛合金抗拉强度降低至861 MPa,延伸率9.6％,断裂韧性达115 MPa·m1/2.在952℃进行固溶,Ti6A14V ELI钛合金为韧性断裂,提高固溶温度后合金呈韧脆混合型断裂.     

热处理对新型β钛合金组织与性能的影响

合理的热处理制度能显著影响β钛合金的显微组织和强化行为。通过对一种新型Ti-Al-V-Mo-Cr-Zr-Nb-Fe亚稳β钛合金的固溶时效处理,研究了热处理工艺对该合金组织与力学性能的影响。结果表明:该合金720℃固溶处理后,可以获得单一均匀的等轴β晶粒,为最佳固溶温度;经440~520℃时效处理后,发现时效温度对该新型合金α相析出的形态与尺寸的影响显著:在较低温度440℃时效时β基体上有针状α相析出,平均晶粒尺寸在1~2μm左右;较高温度520℃时效时,α相宽度和片层间距都增大,α相尺寸长大到3~5μm,针状α相向短棒状转化。在实验温度范围内,随着时效温度升高,合金强度降低,塑性增加。720℃固溶较低温度时效合金可获得较好的强度与韧性匹配。该合金理想的热处理工艺参数为720℃/30 min、空冷(AC)+440℃/12 h、空冷(AC),由此可获得到良好的综合性能(抗拉强度UTS=1412.8 MPa,屈服强度YS=1309.4 MPa,延伸率A=8.56%,断面收缩率Z=44.94%)。     

Ti-5Al-10Cr合金棒材的时效响应研究

对固溶处理的近β型Ti-5Al-10Cr合金进行了不同温度和时间的时效处理,观察了时效处理后合金的显微组织,分析了合金的相组成,并对硬度及拉伸性能进行了测试分析。结果表明,随着时效温度的提高,析出α相的体积分数先增多后减少,合金的抗拉强度与α相体积分数有着同样的变化趋势;合金在低温长时间时效或高温时效时,会析出Ti Cr2相,时效温度较低时该相对合金硬度有一定贡献,随着时效温度升高,该析出相长大,对硬度的贡献下降。     

热处理工艺对近α钛合金组织与性能的影响

研究了固溶和时效工艺参数对一种近α钛合金Ti-5Al-2Nb-2Zr-1.5Mo显微组织与力学性能的影响.结果表明:在α+β两相区,随着固溶温度的升高,初生α相含量(体积分数,下同)减少,亚稳相含量增加,冷却过程中分解的针状马氏体α'相使合金的硬度升高;时效温度的变化通过影响α'相分解析出次生α相的尺寸、数量及分布方式影响合金的力学性能,合金经960℃固溶,500℃时效4 h后维氏硬度达到峰值374,屈服强度和抗拉强度分别达到874,982 MPa.     

Ti8LC钛合金热处理工艺对硬度和组织的影响

钛合金Ti8LC是一种新型低成本近а型的钛合金,为了研究该合金热处理对其组织结构的影响规律,对其进行不同温度固溶处理,随后在不同温度进行时效热处理.用金相显微镜和扫描电镜观察了不同热处理工艺下的微观组织形貌,并通过能谱分析了不同工艺下元素的含量变化.采用洛氏硬度计测试了试样的平均硬度,分析了固溶温度和时效温度对其微观组织形态的变化影响,以及硬度大小、微观组织结构中相的形态和组织组成的相关性.结果表明:固溶处理温度对Ti8LC固溶后的显微组织及随后的时效组织都有极大的影响,随固溶温度的升高,由片状逐渐转为块状.经相同时效工艺处理的合金其显微组织受固溶后组织的遗传影响,合金的硬度随着固溶温度的升高.先降低后升高;通过微观组织和硬度的良好配合,可以确定Ti8LC合金固溶时效的最佳工艺.     

含Co、Cr、Si富铜合金热处理过程中的相变化

本文研究了含 Co、Cr、Si 的铜基合金在固溶处理和固溶时效处理过程中的相变化。金相观察和电子探针分析表明,所研究的合金在时效处理后其组成相为α-Cu 基体(Co 和 Si 等在铜中的固溶体)、Co_5Cr_3Si_2三元化合物(X 相)和 Co_2Si 相。X 相颗粒随固溶处理温度的升高有长大的趋势,X 相的数量也有所增加。在时效过程中,合金从α-Cu 基体和 X 相中分解析出 Co_2Si 相。Co_2Si 相是合金时效的强化相。     

热处理工艺对Ti60合金持久性能的影响

将α+β两相区变形的Ti60合金锻件分别在950、995、1015℃进行固溶处理,研究了固溶温度和冷却方式对Ti60合金微观组织及持久性能的影响。结果表明:Ti60合金的显微组织和持久性能受固溶温度和冷却方式的双重影响。950℃固溶处理,冷却方式对合金组织的影响较小,空冷试样的持久性能略低于油冷试样。995℃和1015℃固溶处理,随温度的升高组织中的初生α相含量降低,空冷组织中的初生α相尺寸略大于油冷组织;在实验温度范围内,Ti60合金的持久性能随固溶温度的升高而升高,且在相同固溶温度下,空冷试样在600℃、340 MPa下的持久寿命明显高于油冷试样。次生α相的含量和α板条/α集束的尺寸是影响Ti60合金持久寿命的重要因素,合金的持久寿命与二者成正相关。     

固溶温度对挤压态Mg-13Al-6Zn-4Cu合金组织与性能的影响

采用不同的固溶温度对挤压态Mg-13Al-6Zn-4Cu(质量分数,%)合金进行热处理,然后在(150℃/10 h)条件下进行时效处理,通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、维氏硬度与极化曲线测试,研究固溶温度对挤压态合金显微组织、硬度与腐蚀性能的影响。结果表明:固溶处理促进晶界处的β-Mg_(17)Al_(12)相充分溶入α-Mg基体中。提高固溶温度使基体晶粒再结晶长大,逐渐缩小T-MgAlCuZn相心部的Cu元素富集区,改变β析出相的形态和分布,促进层片状β相在α-Mg晶界析出,从而提高时效态合金的硬度。但固溶温度超过420℃时,合金晶粒粗化并发生过烧。固溶温度升高导致合金腐蚀电位负移,腐蚀电流增大,腐蚀速率加快。     

固溶工艺对2099合金组织性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和力学性能测试等实验手段,研究了单级固溶和强化固溶工艺对2099合金型材组织性能的影响规律。结果表明:型材基体中分布着呈球状或板条状的Al-Cu-Mg相及无规则的Al-Cu-Mn-Fe脆性相。固溶态下,随着固溶或预固溶温度的升高,粗大析出相的固溶效果得到明显改善,Al-Cu-Mg相基本上固溶到基体中,Al-Cu-Mn-Fe相的尺寸减小、数量降低,但尚未完全固溶到基体中;合金的强度随着固溶或预固溶温度的升高而降低,而塑性获得不同程度的提高。时效态下,随着固溶或预固溶温度的升高,合金塑性指标降低,时效强化趋缓,时效强化相演化规律表现为:T_1相的密度增大,尺寸减小,θ'相、δ'相及δ'/β'等亚稳相的比例减小。     

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.     

热处理工艺对6A02合金管材组织性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDX)、正交试验及力学性能测试等手段研究了热处理工艺对6A02铝合金管材组织性能的影响。结果表明:6A02铝合金管材的挤压态组织分布着形貌各异、尺寸大小约为0.5~8.0μm的Al-Fe-Si-Mn-Cu相。固溶处理后,细小点状的Al-Fe-Si-Mn-Cu相基本回溶到基体中,粗大不规则的Al-Fe-Si-Mn-Cu相残留下来。该残留相尺寸在510℃固溶时略微变大,在520℃固溶时尺寸有所变小。正交试验极差分析表明,以抗拉强度和屈服强度为考核指标时,各影响因素的主次关系排序为:时效温度固溶时间固溶温度时效时间。方差分析表明,热处理过程中,时效温度对合金抗拉强度的影响显著,而时效温度、固溶时间及固溶温度对合金屈服强度的影响显著。6A02铝合金最佳的固溶-时效工艺为520℃×40 min+160℃×12 h,对应的力学性能指标分别达:抗拉强度σb=333.83 MPa,屈服强度σs=321.11 MPa和延伸率δ=17.28%。     

Pr/Ce铝合金的固溶时效研究

通过设计准正交实验,利用极差分析法和期望方差分析法分别对Al-7Si-Mg铝合金的尺寸/因子(合金晶粒或共晶硅的尺寸与形状因子或折算因子的比值)和硬度进行分析,正交探究混合稀土添加量和固溶时效工艺的较佳工艺组合,并探讨固溶时效处理对Pr/Ce铝合金组织和性能的影响。研究的结果表明,对于合金的尺寸/因子的影响,固溶温度较大,固溶时间与时效时间其次,Pr/Ce添加量最弱。对于合金的硬度的影响,固溶温度较大,固溶时间和Pr/Ce添加量其次,时效时间最弱。综合分析得到的较佳工艺组合为:添加0.6%Pr/Ce混合稀土,在510℃固溶6 h,在180℃时效4 h。经过较佳工艺组合处理后的合金中,共晶硅相细小,平均尺寸约为10.8μm,呈雨点状分布,形状因子达到0.81,且合金硬度达到92.1 HB。     

固溶温度对TB6钛合金微观组织的影响

分别在760、780、800、820℃对TB6钛合金锻棒进行固溶处理,采用X射线衍射仪和光学显微镜研究了合金在不同固溶温度下的相组成及微观组织随固溶温度的变化规律。结果表明,固溶温度为760、780℃时,TB6钛合金棒材中的初生α相含量较高,尺寸较大,能起到钉扎β晶界的作用,获得晶粒尺寸<5μm的β基体相;固溶温度为800℃时,大部分初生α相溶于β基体相中,剩余初生α相的体积分数仅约为2.65%,且β基体相晶粒尺寸增大,并出现热诱发α′′马氏体相;固溶温度为820℃时,TB6钛合金棒材中的初生α相已完全消失,β基体相存在大量呈纵横交错分布的针状热诱发α′′马氏体相。