掺杂钨丝微观组织结构与高温蠕变性能关系的研究

本文通过高压电子显微镜对不同蠕变伸长量和添加不同微量元素(Ti和Mn)的掺杂钨丝的观察,对掺杂钨丝微观组织结构与高温蠕变性能的关系作了进一步的研究。本试验用钨丝直径约为1.25毫米,钨丝的高温蠕变伸长量选为0.5、1.5、2.0和2.5毫米。经电镜观察表明、掺杂钨丝中钾泡的组态与高温蠕变性能密切相关。高温蠕变伸长了0.5和1.0毫米的钨丝中钾泡平均直径分别为360和450A.而0.5毫米蠕变伸长的钨丝中平均直径达900A,高出一倍多,而且钾泡数量少、分布很不均匀。观察到的最长钾泡列,蠕变伸长≤1毫米的钨丝中可达3.5～5.0μm,而蠕变伸长为2.5毫米的钨丝中则钾泡列短得多,为2.0μm。钾泡的数量和弥散化程度是钨丝高温蠕变性能的决定性因素。弥散的钾泡可阻碍位错运动,既可以强化晶内,也可以强化晶界,它们总是有益的。但粗大的钾泡有益的作用不多,危害却不少,它们对位错和晶界的移动的阻碍作用不大,却容易成为位错发射源、裂纹和蠕变空洞形成源,最后会导致钨丝过早熔断。     

弱束技术在分析高温合金蠕变过程中位错亚结构方面的应用

为了探讨高温合金D SRene80在第二阶段蠕变过程中的蠕变机理,利用弱束技术对其位错亚结构进行了分析。把蠕变至第二阶段的试样经切割、研磨后、用双喷抛光法制成电镜观察用薄膜,电解液为5％过氯酸冰醋酸溶液,电压为100V,温度约30℃,制成的薄膜用JEM—100C(X)透射电镜进行观察,工作电压为100kV。用     

锡铅稀土钎料合金高温蠕变性能试验研究

文中对比分析了Ｓｎ６０Ｐｂ４０和Ｓｎ－Ｐｂ－０．０５Ｒｅ两种钎料合金在多轴应力状态下的蠕变断裂规律,初步探讨了主控两种钎料复合金为断裂的力学因素,并从金属学角度初步探讨了两种钎料合金的蠕变断裂方式,着重分析了混合稀土对锡铅秆料合金蠕变性能的影响。     

激光冲击处理对AZ31镁合金力学性能的影响

为了分析高速应变条件下镁(Mg)合金的动态力学行为及组织结构变化,使用激光冲击处理(LSP)技术对AZ31 Mg合金进行了强化处理,并通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等手段对LSP试样的微观结构进行了表征。结果表明:LSP后AZ31 Mg合金试样的表层晶粒得到细化,其主要亚结构以大角度晶界为主;表面硬度比未冲击试样提高了127%;试样的抗拉强度提高了21%;断裂延伸率提高了16%;AZ31 Mg合金的断裂方式有向韧性断裂转变的趋势,材料的韧性明显提高。     

无铅焊料的蠕变行为研究进展

无铅焊料已经逐渐代替锡铅焊料广泛应用于电子产品连接技术。但其在环境中的物理和机械性能,尤其是蠕变性能却低于锡铅焊料合金,成为无铅焊料可靠性的主要问题。综述了近些年来无铅焊料蠕变性能的研究,包括蠕变机制、蠕变本构方程、焊点尺寸、无铅合金成分、金属间化合物以及微观组织结构对蠕变性能影响等主要研究热点,并对此领域的发展做出了展望。     

镍基合金高温蠕变过程的位错观察

本文在前一工作的基础上,研究一种Nimonic75型镍基合金高温蠕变第一和第二阶段(着重第一阶段)内的位错结构。蠕变温度800℃,应力8kg/mm~2。二毫米厚板材试样经过不同蠕变量后,制备成薄膜进行观察。所用的电子显微镜是JEM——200CX型。在未进行蠕变的试样中,很少观察到位错。在蠕变第一阶段内,观察到大量的零散位错。在蠕变第二阶段内,这些位错发生聚集,并形成亚结构边界。在蠕变第一和第二阶段,都很少观察到位错塞积。对蠕变第一阶段内形成的这些零散位错,进行了较多的观察和分析。观察和分析表明,它们一般不处在滑移面上,并且大多是混合型位错。     

用激光热应力法评估薄膜蠕变性能

对变温条件下薄膜的蠕变性能进行了理论分析，基于ANSYS平台建立了连续移动激光诱导下，以WC-6%Co为基体的(Ti,Al)N薄膜的有限元模型，分析了薄膜在升温和降温时温度场及应力场随时间变化的规律。分析与计算结果表明：变温状态薄膜的应力蠕变函数可以由沿任一组温度历史条件下的恒温状态的应力蠕变曲线来确定;升温时，薄膜压应力增大，拉应力是由温度下降时产生的;垂直于光轴方向的拉应力是光轴方向的3倍;薄膜断裂比层裂的可能性要大。     

无铅电子钎料合金蠕变性能研究

设计制作了一种简单可靠的弯折蠕变测量装置,比较了两种无铅电子钎料合金Sn-9Zn和Sn-3.5Cu-0.7Ag与传统电子钎料合金Sn-40Pb的常温蠕变性能,以及冷却条件对其蠕变强度的影响。结果表明:两种无铅钎料的抗蠕变性能大大优于传统锡铅钎料;Sn-3.5Ag-0.7Cu合金的抗蠕变性能优于Sn-9Zn合金;冷却速率对Sn-9Zn合金和Sn-3.5Ag-0.7Cu合金组织的影响类似,然而对蠕变强度的影响却相反:水冷使两种合金的组织相对于空冷都明显细化,Sn-9Zn合金的蠕变强度因之降低,而Sn-3.5Ag-0.7Cu合金的蠕变强度却因之提高。对可能产生的原因进行了讨论。     

激光修复成形GH4169/GH738高温合金的性能研究

采用激光修复技术和GH4169合金粉末，在GH738合金基材试块上制备激光成形修复件，对其进行固溶+双时效热处理。对试块进行了高温持久和高温低周疲劳性能试验，观察试样断口形貌并分析断裂机理。结果表明：激光修复GH4169/GH738合金的组织结合处冶金质量良好，呈现向外连续生长的柱状晶组织；在650℃、690 MPa下进行持久试验，修复试样晶界析出Laves相，导致裂纹的萌生，与晶界分离形成微观空洞，同时气孔促进了裂纹的扩展，为穿晶和沿晶的混合韧性断裂模式。在455℃下进行低周疲劳试验，发现疲劳裂纹源于表面和气孔，以河流状花样向中心扩散，拓展区存在疲劳辉纹，为解理和穿晶两种断裂模式。采用GH4169合金粉末修复可满足常规铸锻GH738合金性能要求。     

激光修复GH4169高温合金的持久断裂机制研究

对GH4169合金锻件与激光成形修复(LFR)件进行显微组织观察和持久性能实验。结果表明:锻造GH4169合金组织为等轴晶,在晶界和晶内弥散析出颗粒状或短棒状δ相,可有效阻碍位错运动以及降低裂纹扩展速率;激光修复GH4169合金经直接双级时效处理(DA)后,与沉积态相比,组织特征变化不大,呈现为沿沉积方向外延生长的柱状枝晶,枝晶间仍然存在块状Laves相,Laves相作为一个脆性相,为裂纹的起源和扩展提供了有利的位置和通道。锻件试样经受高温持久载荷时的断裂机制表现为微孔聚集型断裂,其中δ相、碳化物(MC)是微孔形成的核心,并且断裂后留下了形状与尺寸各异的韧窝组织。激光修复试样经受高温持久载荷时断裂发生在修复区一侧,韧窝以枝晶间Laves相和MC为形核中心,因此留下了以枝晶间区域为韧窝中心和以枝晶干区域为撕裂棱的韧窝组织。     

不同热处理工艺对Al-3.8Zn-1.6Mg铝合金微结构 与腐蚀行为作用的探讨

本文针对一种经历了三级时效后获得优良力学性能的7N01铝合金,采用慢应变速率拉伸、剥落腐蚀测试,并采用透射电镜系统研究了该合金局部腐蚀行为与微观结构的关系.结果表明,三级时效状态的7N01铝合金,相比直接热处理(T4、T5、T6)的材料,其抗应力腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能均可获得显著提高.透射电镜观察发现:T4状态合金中晶界析出相以细小的GP区以及溶质原子团簇为主,且晶界处元素分布均匀;T5状态合金中晶界析出相粗大,存在晶界无析出带(PFZ),Zn、Mg元素于晶界析出相处富集;T6状态合金中晶界析出相细小且接近连续分布,Zn、Mg元素于晶界析出相处富集;虽然三级时效工艺后Zn、Mg元素也于晶界析出相处富集,但晶界析出相粗大且断续程度加大,形成较宽的耐腐蚀的PFZ,因此有着更好的抗腐蚀性能.     

IMI 679合金中硅化物的结构形态与分布

用普通电镜在75KV下研究了工业生产IMI679合金的硅化物情况。对轧制、挤压和锻造三种热加工与不同热处理的试样进行的观察和衍射分析表明,合金中存在着一种稳定硅化物,确定为六方结构,a=7.02A,b=3.69A a/c=1.90。其形态和分布与热加工过程有密切关系。硅化物在高温下的稳定性可能是合金具有良好热稳定性和抗蠕变性的重要原因。     

Ti—48Al—1Si双相合金高温变形组织的研究

对新一代高温结构材料ＴｉＡｌ基合金的研究已经取得很大进展[1,2 ] ,但该合金塑韧性、高温抗蠕变极限等性能还有待进一步改善。因该类合金的性能对其成分和组织形态非常敏感[1,2 ] ,所以 ,一般通过合金化、热处理及热机械加工等方法来改善该类合金的性能。本文拟通过对Ｔｉ-4 8Ａｌ-1Ｓｉ合金高温大变形的研究 ,探讨该合金高温变形的机理和改善组织的途径。1 实验方法本实验采用的材料是通过磁悬浮感应熔炼成的 4ｋｇ铸锭 ,切割成直径ｄ =1 4.2ｍｍ ,高度Ｈｏ=1 8 6ｍｍ的原始试样 ,包套后加热到 1 40 0℃ ,保温 1 5ｍｉｎ ,用 6 5ｋｇ…     

裂纹扩展的透射电镜动态观察

本工作通过对20~＃球化低碳钢制成金属薄膜试样在透射电镜下进行动态拉伸,研究球化低碳钢在延性断裂过程中微空洞的形成、长大、聚合特征及其与位错的相互作用。观察表明球化低碳钢薄膜试样的延性断裂过程仍然是微空洞的成核、长大及其聚合。从微观的尺度证实了宏观的结果。     

激光修复热影响区深度对TC17-TC11双合金拉伸性能的影响

以TC17合金锻件为基材,采用激光修复工艺方法,在其上沉积TC11合金粉末,制备TC17-TC11双合金修复试样,在双合金界面处靠近TC17锻件基体一侧观察到一定深度的热影响区。通过调整激光修复工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉率),构造不同深度的热影响区,探讨热影响区深度对激光修复试样高温拉伸性能的影响。研究结果表明,高温拉伸时,修复试样表现为滑移分离型断裂,由于α/β两相的应变不协调,拉伸时裂纹萌生于TC11合金α/β相界面,其中热影响区深度为5 mm修复试样的强度和塑性匹配度好。随着热影响区深度的增加,修复试样的强度值呈现先升后降的趋势,热影响区深度为2 mm修复试样的抗拉强度最大,但其塑性较差。     

激光修复GH4169镍基高温合金的高温拉伸性能

采用镍基高温合金FGH95粉末对航空发动机常用材料GH4169合金进行激光修复试验,测试不同工艺参数下修复试样的高温拉伸性能并对其断裂机理进行分析。研究表明,在合适的工艺参数下,修复试样的高温抗拉强度可达到无损试样的85%以上;当激光线能量密度为100J/mm2时,修复试样的高温抗拉强度达到最大值708 MPa,为无损试样的90.4%,其屈服强度也达到最大值538 MPa,超过无损试样的4.3%。修复试样的高温拉伸断裂位置位于基体的热影响区,在激光束照射所产生的交变循环热作用下,热影响区发生的元素偏析是导致修复试样高温拉伸性能下降的主要原因。     

激光增材制造GH4099合金热处理后的显微组织及拉伸性能

主要研究了激光增材制造GH4099合金在不同热处理状态下的显微组织与室温拉伸性能。研究结果表明:沉积态试样的显微组织主要由外延生长的柱状晶组成,沉积态试样经过1120℃的固溶处理后发生了明显的再结晶,柱状晶内部的枝晶形貌消失,转变为细小的等轴晶组织,而且在等轴晶内部存在许多孪晶界;与固溶态试样相比,时效处理后的组织没有明显差异,显微组织仍然由细小的等轴晶组成,晶粒没有长大,γ基体上有明显的γ′相弥散析出;对比3种状态下的室温拉伸性能可以发现,固溶态试样的强度最低,塑性最高,而固溶-时效态试样的室温力学性能最好,呈现出较高的强度和塑性。这主要是因为高温固溶过程中发生了完全再结晶,试样内部的位错密度有所降低,而且没有γ′相的析出强化,而在时效过程中,γ′相充分析出阻碍了位错运动。     

界面薄膜的制备技术

本文叙述了用机械研磨和离子减薄技术制备透射电镜界面薄膜试样的方法。应用此法,可在透射电镜中,用衍射法观察界面的缺陷和沉淀相。特别适用于某些材料表面上外延或溅射几微米到十几微米薄层的界面结构的观察。不同材料的界面观察,必须采用离子减薄技术,这是化学腐蚀和电解抛光法所不及的。一、薄膜制备: 机械研磨:将欲观察的样品,切割成2毫米宽的条状试样,用丙酮或酒精清洗后,在4条切割好的试样上,涂上一层环氧树脂(江西宜春慈化化工厂生产的通用双管胶粘剂),然后把其中两条外延(溅射)层面对面相互     

应用TEM研究镁合金中位错组态与阻尼性能间的关系

镁及镁合金作为结构材料已广泛应用于航天、航空及造船等方面。人们对镁的阻尼机理也进行了分析研究,但主要集中在研究单晶镁的低温内耗峰,而实际使用的镁及镁合金却是利用其室温的高内耗背景,对其阻尼机理还不甚了解。由于内耗对合金的组织结构非常敏感。因而本文以透射电镜为主要手段,结合阻尼性能的测定,研究了Mg、Mg—0.6％zr合金在不同状态下的内耗特性及组织结构。实验结果表明:镁及镁合金处于铸态、锻态、退火态或退火后冷变形等不同状态时,其阻尼性能的显著差别是与晶体中位错组态的变化有着直接     

退火温度对激光沉积TA15合金组织及性能的影响

以TA15钛合金球状粉末为原料,利用激光沉积制造技术制备了TA15钛合金厚壁件。研究了不同的退火温度对激光沉积TA15钛合金的拉伸力学性能及显微组织的影响,分析了经不同温度退火后合金的断裂机理以及晶界两侧α团簇的变形机制。结果表明,经退火处理后的合金显微组织中α相排列有序,α片层厚度随退火温度的变化不大;显微硬度值受α相含量影响,但随退火温度变化不大;晶界两侧α团簇变形机制不同;裂纹易在β相处萌生并扩展;沿着沉积方向和垂直于沉积方向上的合金拉伸断裂机制不同,分别为韧性断裂和半韧性半解理断裂。