均匀化处理对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金微观组织和力学性能的影响

采用SEM、DSC、OM和室温拉伸试验等方法研究了Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金均匀化处理过程中长周期堆垛有序(LPSO)相演变及其对力学性能的影响。结果表明:合金铸态下的第二相含量从中心、R/2到边部依次减少,分别是11.72%、9.04%和6.71%。均匀化之后,LPSO相主要呈块状分布在晶界,并以层状向α-Mg晶粒内部延伸。LPSO相含量与LPSO相溶解温度(527.2℃)有关,520℃均匀化处理后LPSO相析出的更充分、含量最大,并且延长均匀化时间有利于LPSO相的析出。OM分析显示,LPSO相对晶界迁移有钉扎作用,使得510℃时晶粒没有发生明显的长大,而在530℃时发生剧烈长大,520℃×12 h均匀化时组织为晶粒尺寸90.79μm的细小等轴晶。拉伸试验表明,合金抗拉强度和伸长率与LPSO相析出量呈正相关,520℃×12 h时LPSO相含量最多,对应的抗拉强度和伸长率最大,分别是244.64 MPa和7.68%。     

热处理对GWZK94合金微观组织与力学性能的影响

为了改善铸态GWZK94合金微观组织的不均匀性，使用电阻加热炉在温度505-520 ℃范围内保温8-20 h进行热处理实验。本文采用光学显微镜（OM）,差示扫描量热仪（DSC），X射线衍射仪（XRD），扫描电子显微镜（SEM），能谱仪（EDS）,电子背散射衍射技术（EBSD），万能试验机和维氏硬度计进行微观组织演变及力学性能分析。铸态合金组织主要包括树枝状α-Mg基体，包含亚稳态层错（SFs）的片层结构，共晶相Mg24(Gd, Y, Zn)5，块状长周期有序堆垛结构(LPSO, Mg12(Gd, Y) Zn)和少量的富稀土相。在均匀化处理过程中，片层结构和共晶相Mg24(Gd, Y, Zn)5逐渐溶于基体中，同时块状LPSO相体积分数逐渐减小并伴随有片层状LPSO相像晶粒内部生长，颗粒状相在晶界附近析出。加热温度为520 ℃时出现复熔三角晶界，说明此时发生了合金的过烧现象。经过均匀化处理后，合金的极限抗拉强度（UTS）和合金屈服强度（TYS）表现出了与组织演变规律相同的变化趋势，同属得到了较为均匀的硬度分布情况。最佳的均匀化制度为515 ℃/16 h.     

热处理对GWZK94合金微观组织与力学性能的影响（英文）

为了改善铸态GWZK94合金微观组织的不均匀性,使用电阻加热炉在温度505～520℃范围内保温8～20 h进行热处理实验。采用光学显微镜(OM),差示扫描量热仪(DSC),X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS),电子背散射衍射技术(EBSD),万能试验机和维氏硬度计进行微观组织演变及力学性能分析。结果表明,铸态合金组织主要包括树枝状α-Mg基体,含亚稳态层错(SFs)的片层结构,共晶相Mg_(24)(Gd, Y, Zn)5,块状长周期有序堆垛结构(LPSO, Mg_(12)(Gd, Y)Zn)和少量的富稀土相。在均匀化处理过程中,片层结构和共晶相Mg_(24)(Gd, Y, Zn)5逐渐溶于基体中,同时块状LPSO相体积分数逐渐减小并伴随有片层状LPSO相向晶粒内部生长,颗粒状相在晶界附近析出。加热温度为520℃时出现复熔三角晶界,说明此时发生了合金的过烧现象。经过均匀化处理后,合金的极限抗拉强度(UTS)和拉伸屈服强度(TYS)表现出了与组织演变规律相同的变化趋势,同时得到了较为均匀的硬度分布。最佳的均匀化制度为515℃/16 h。     

相变温度附近热处理对Mg97Zn1Y2合金组织演化的影响

研究了相变温度附近不同热处理方法对含长周期结构Mg97Zn1Y2合金的组织影响,并对演变机理进行了探讨。主要研究结论如下:进行500℃固溶处理时,随着时间的增加,晶界处的LPSO相部分固溶进基体中,同时部分LPSO相杆状化;采用等温热处理时Mg97Zn1Y2合金中的枝晶组织转变为球状晶,当合金保温温度从540℃升到600℃时,合金组织尺寸由大→小→大的顺序变化,即经过了粗化、分离及球化至最后粗化3个过程。在等温热处理温度为575℃的组织大致演变趋势为:枝晶态→不规则球形+块状→球形状,当保温时间15min,其组织即可变为均匀、圆整的球状晶。     

510℃均匀化对Mg-5Gd-3Y-2Nd-0.5Zn-0.5Zr合金微观组织的影响

采用OM、SEM和XRD对Mg-5Gd-3Y-2Nd-0.5Zn-0.5Zr合金铸态和510℃均匀化处理过程中的微观组织变化进行了系统研究。结果表明:铸态合金的微观组织主要由α-Mg基体、晶界上灰黑色的不规则块状相、灰白色的骨骼状相和晶界附近细小的针状LPSO相组成;铸态合金的相结构为α-Mg、Mg3(RE,Zn)和Mg5(RE,Zn);510℃均匀化处理过程中,不但晶界上的共晶组织发生回溶,而且晶界附近的细小针状LPSO相也发生了回溶。均匀化处理48 h后,晶界上仍然存在少量共晶组织。     

Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr稀土镁合金的均匀化热处理

通过金相组织分析,研究了不同均匀化温度和保温时间条件下铸态Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的显微组织,分析了均匀化温度和保温时间对铸态合金组织的影响。结果表明,经530℃保温24h均匀化处理后,晶界上的共晶组织几乎完全溶入基体中,只有一些黑色粒子相残留在晶内和晶界上,晶粒尺寸稍有粗化,因此Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金最佳的均匀化工艺为530℃×24h。     

固溶温度对Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金的组织演变规律和时效硬化行为的影响

利用OM、XRD、SEM和TEM研究了Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr(质量分数,%)铸态合金的显微组织和不同温度下固溶热处理后的组织演变规律。结果表明:Zn含量为1.2%的合金在等温固溶条件下,随时间的延长,晶界处LPSO层状生长,同时层状相向晶内延伸,层状相的层片变粗。随温度的升高铸态组织中原有的层状相溶解,而沿晶界化合物则向晶内有更宽的层状相生成,并随着温度的提高而变宽。此合金经不同温度的固溶后时效硬度最高可达1150MPa。     

不同处理态Al-Mg-Si铝合金的组织性能

采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸测试等手段,研究了热处理对Y、Zr微合金化Al-Mg-Si铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Y、Zr有助于细化合金铸态晶粒,合金铸态组织在晶界处有明显的偏析,经535 ℃×14 h均匀化处理后偏析现象得到改善。合金经热挤压后,沿挤压方向分布着大量的第二相,随着固溶温度的增加,第二相逐渐溶解在铝基体中。时效处理后,合金中弥散分布着大量的β″相以及其他细小的析出相,起到第二相强化的作用。合金经530 ℃×2 h固溶+180 ℃×8 h时效热处理后的力学性能最佳,抗拉强度达408 MPa,伸长率为14.8%。     

微量钪、锆对Al-Zn-Mg合金铸态组织演变的影响

对复合添加了稀土元素Sc、Zr的Al-Zn-Mg合金采用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、差热分析(DSC)等分析和测试方法,探究不同含量的Sc、Zr添加量对Al-Zn-Mg合金铸态组织演变的影响。结果表明,稀土元素Sc、Zr的复合添加对铸态晶粒产生了细化效果,铸态合金元素大多数偏聚在晶界或者晶内,随着Sc、Zr的含量增加,元素分布趋于均匀,第二相数目开始减少,晶粒大小也逐渐减少。470℃×24 h均匀化退火之后,枝晶组织得到消除,大部分非平衡T相也溶入基体,只有少量难溶的Fe、Si杂质相残留在晶界上,同时合金中重新析出小尺寸的MgZn_2相。随着Sc、Zr含量的增加,第二相的回溶和晶粒细化效果得到了提高。     

新型Al-Mn合金均匀化处理过程中组织和性能演变

通过差热分析、金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、硬度和电导率测试等方法,对一种新型Al-Mn合金铸锭均匀化过程中的组织演变和性能变化规律进行研究。结果表明:在加热温度为560~620℃、保温时间为12~72 h的均匀化处理过程中,合金铸锭的电导率随温度的升高或保温时间的延长逐渐降低,但硬度先持续降低后在高于600℃均匀化时反而升高;合金铸锭由枝晶和晶间非平衡相组成,随均匀化温度的升高和保温时间的延长,晶间析出相逐渐溶解、球化,晶内细小弥散相大量析出;合金较优的热处理制度为600℃、24 h。     

Effect of Hydrostatic Pressure on LPSO Kinking and Microstructure Evolution of Mg-11Gd-4Y-2Zn-O.5Zr Alloy

Two different kinds of hot compressions,namely normal-compression and can-compression,were performed on the Mg-11Gd-4Y-2Zn-0.5Zr alloy,featured with long period stacking ordered (LPSO) phase.The kinking behavior of LPSO phase and microstructure evolution was investigated to clarify the effect of levels of imposed hydrostatic pressure.The results suggest that the LPSO phases including both the intragranular 14H-LPSO phase and intergranular 18R-LPSO phase suffer severe kinking behavior under higher hydrostatic pressure induced by can-compression,which is firstly characterized with more kinking times and smaller relative kinking width.The main reason for such enhanced LPSO kinking during cancompression may be mainly ascribed to the higher dislocation density under a higher level of hydrostatic pressure.Meanwhile,a competitive relationship between the kink behaviors of intergranular 18R-LPSO phase and intragranular 14H-LPSO phase was observed.That is,the intergranular 18R-LPSO phase only kinks obviously on the condition that the surrounded intragranular 14H-LPSO phase scarcely kinks.In contrast to the distinctive kinking of LPSO phase,the dynamic recrystallization (DRX) mechanism shows less dependence on the hydrostatic pressure.Resultantly,similar DRX fractions and crystallographic texture were attained for two compression processes owing to the similar operation of deformation mode.     

均匀化处理及冷却方式对Mg-Y-Zn合金显微组织及硬度的影响

利用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和硬度测试等方法研究了均匀化处理以及冷却方式对Mg-Y-Zn合金显微组织及硬度的影响。结果表明:铸态合金的组织由α-Mg基体、连续网状分布的层片状LPSO相及不规则块状Mg24Y5共晶相构成。均匀化处理过程中,Mg24Y5共晶相逐渐溶解,层片状LPSO相沿平行片层方向向晶粒内部持续生长直至贯穿整个晶粒,并在垂直片层方向发生聚集粗化。相较于水冷态合金,炉冷态合金晶粒内部析出细小弥散的针状相。硬度测试结果表明:均匀化处理初期,合金硬度得到一定程度的提升;进一步延长均匀化处理时间,合金硬度降低。其次,炉冷态合金硬度低于水冷态合金。     

热处理对G3合金微观组织的影响

借助光学显微镜、透射电子显微镜和扫描电子显微镜研究了热处理温度对G3合金微观组织的影响。结果表明,在1120～1180℃温度区间,随着固溶处理温度升高G3合金的晶粒尺寸由5.41级增大为4.18级;经不同温度时效处理后,合金中析出相的种类和分布形态有显著差别。经700℃×50 h时效,合金中晶界上的主要析出相为M23C6相,呈网状,晶内为弥散、细小的TiN和σ相,两者有复合析出现象。经800℃×50 h时效,合金中晶界处的析出相仍然是M23C6相,晶内析出的M6C相呈叶片状,成片分布在晶内。经900℃×50 h时效,合金中晶界处析出的主要是M6C相而不是M23C6相,晶内有大量纳米级的第二相颗粒与位错相互作用。     

Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金的组织和性能

设计了新型Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金,并用光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机对合金铸态、均匀化态及挤压态的显微组织特征和力学性能进行了研究。结果表明,铸态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的块状长周期堆垛有序结构相组成,均匀化处理(450℃×16h)促使细小层片状的长周期堆垛有序结构相由晶界向晶内生长。挤压态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金在200℃下时效处理,无明显时效硬化现象,但挤压态合金具有优良的强韧性能,室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为335MPa、276MPa和17%。     

6070铝合金的均匀化热处理

通过OM、SEM、EDS、DSC和电导率等测试方法,研究了6070合金的均匀化热处理工艺及微观组织演变。结果表明,6070合金铸态组织中,大量非平衡凝固产生的一次相Mg₂Si沿晶界聚集分布,圆盘状Q相分布于晶内。合金经535℃×12 h均匀化处理后,铸态一次相基本回溶,均匀化效果较好。均匀化后合金元素主要以细小弥散相形式在铝基体中析出,导致合金导电率升高。550℃为合金起始过烧温度,合金组织中开始出现近似三角形的复熔相和晶界复熔变宽的过烧特征,随着均匀化温度的升高和时间延长,合金过烧加重,导电率下降,晶粒和含Mn弥散相尺寸变大,同时形成粗大过烧相Q相。     

Influence of heat treatment on microstructure and mechanical properties of Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.4Zr alloy

Microstructure evolution and mechanical properties of the cast Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.4Zr(mass fraction,%) alloy during annealing at 798 K for different time were investigated.In the as-cast state,the microstructure consists ofα-Mg,Mg_5(Gd,Y,Zn) eutectic compounds and stacking faults(SF) of basal plane distributed from grain boundary to inner grain.During heat treatment at 798 K,the SF and parts of eutectic compounds dissolve into the matrix gradually,simultaneously,a new straight lamellar phase with 14H typ...     

固溶处理对Incoloy825合金钢管组织和性能的影响

通过金相分析、拉伸试验和晶间腐蚀试验,研究了固溶处理对Incoloy825合金组织和性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,Incoloy825合金晶粒有长大趋势,但在不同温度固溶,晶粒生长速度有所不同,当固溶温度超过1000 ℃后,晶粒长大迅速,并伴生退火孪晶。当在950 ℃固溶时间小于30 min时,基体出现混晶组织,保温60 min后,混晶状态得以改善,基本为等轴晶,平均晶粒度为7级。随着固溶温度的升高和保温时间的延长,抗拉强度和屈服强度均有不同程度的下降,伸长率总体呈上升趋势。Incoloy825合金的晶间腐蚀速率随着固溶温度的升高和保温时间的延长呈现先下降后平稳的趋势,在950 ℃固溶60 min后,腐蚀速率基本稳定在0.12 mm/y左右,随着固溶温度继续升高,晶间腐蚀速率没有明显差异。Incoloy825合金在950 ℃固溶60 min后,其力学性能和耐晶间腐蚀性能综合效果最佳。     

含钪7xxx系铝合金的再结晶

采用金相显微镜和透射电子显微镜研究了含钪Al-Zn-Mg-Cu-Zr系铝合金组织的再结晶,测试了不同温度下退火1h合金的硬度。结果表明:含0.20%Sc的7xxx系铝合金(冷变形量50%)的再结晶起始温度为475℃,再结晶终了温度为525℃。合金在均匀化以及热加工过程中析出细小、弥散的二次A l3(Sc,Zr)粒子钉扎位错、亚晶界和晶界,使回复过程中的位错运动受阻,保持基体内较高的位错的密度,阻碍加热时位错重新排列呈亚晶界以及更进一步发展成大角度晶界的过程;阻碍了再结晶核心长大过程,阻碍大角度晶界的迁移,从而提高再结晶温度。     

热处理对GTA增材制造TiAl合金组织与性能的调控

针对Al原子含量为45%的电弧沉积态TiAl合金,进行了基于热处理的组织与性能调控研究. 结合Ti-Al二元相图分别制定了1080, 1200, 1270, 1350 ℃ 4个加热温度,保温1 h后随炉冷却. 结果表明,随着加热温度的升高,合金内偏析现象逐渐消失,晶界γ相减少,组织形态逐渐向全层片结构转变,且层片晶团尺寸逐渐增加. 在1350 ℃下分别保温5,30 min和1 h,发现随着保温时间的延长,层片晶团逐渐粗化. 基于单级热处理试验结果提出循环热处理工艺,将沉积态合金在900 ~ 1200 ℃之间多次循环“加热-短时保温-冷却”,获得了细小的层片晶团组织,合金硬度降低,抗压强度与压缩率均提高.     

CuNiMnSi合金的热加工性能研究

研究了CuNiMnSi合金的微观组织、相结构及合金的热加工性能.结果表明.该合金在晶界及晶内都有第二相析出,呈弥散分布状态,在晶界周围聚集,而晶内比较稀散.第二相主要为Ni3Si相,还有少量Ni_(31)Si_(12)相.合金存在600～700℃中温脆性区,轧制成形受轧制温度、道次加工量等因素影响较大.