Gd含量及热处理对Mg-Gd-Zr合金显微组织和力学性能的影响

采用金相光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)以及X射线衍射(XRD)等手段,研究了不同Gd含量(1%,2%,3%,原子分数)与不同热处理状态(铸态,固溶态,时效态)对Mg-Gd-Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铸态组织中,Gd元素富集在晶界,随Gd含量增加,共晶组织增多,并逐渐呈网状分布,合金的晶粒逐渐变小。经过535℃,24 h固溶处理,共晶组织分解,残留相主要为富Gd的方块相,数量随Gd含量升高增加,晶粒尺寸比铸态组织长大。再经过220℃,24 h时效处理,合金中析出第二相,晶粒尺寸与固溶态差别不大。合金的抗拉强度,屈服强度和硬度(R_m,R_(p0.2),HB)随Gd含量增加呈上升趋势,断后伸长率随Gd含量升高呈降低趋势。经过535℃,24 h固溶处理,消除了铸造应力,且使合金晶粒长大,降低了合金强度。时效处理后,合金中析出第二相,合金强度升高,且Gd含量越高析出第二相越多,强化效果越明显。拉伸断裂后,铸态合金呈解理断裂,固溶态合金呈穿晶断裂,时效态合金呈沿晶断裂。     

高温固溶处理对Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金组织结构及力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和力学试验,研究了510℃下固溶处理20h所得Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金的组织结构及力学性能。结果表明,铸态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金主要由树枝状α-Mg基体以及分布于枝晶间的(Mg,Zn)_3Gd共晶相组成;固溶处理后,合金相组成未发生变化,而(Mg,Zn)_3Gd相形貌由连续网状转变为不连续岛状,体积分数由19%下降为9%;固溶态合金中未观察到长周期堆垛有序结构的形成。拉伸条件下,固溶态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金屈服强度比铸态略有下降,但抗拉强度和延伸率均有较大提高,其屈服强度、抗拉强度和延伸率依次为176 MPa、277 MPa和12.8%,表现出优良的综合力学性能;压缩条件下,铸态和固溶态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金的力学性能差异较小,且均优于拉伸条件下的力学性能。     

热处理对定向凝固CMSX-6合金组织及拉伸性能的影响

采用高速凝固法制备了CMSX-6镍基高温合金定向凝固试样。研究了热处理前后不同部位的显微组织和拉伸性能。结果表明,铸态试样先凝固部分比后凝固部分的枝晶组织更为细密,一次枝晶间距较小,共晶组织含量较少,而抗拉强度高,延伸率较小。热处理后初生相充分固溶形成了成分均一的组织,γ′相得到了明显的细化与均匀化,γ/γ′共晶也发生了溶解并存在固溶微孔。热处理略微提高合金的抗拉强度,但明显提高了合金的延伸率。试样断裂为脆性断裂,铸态为正断型断裂,热处理态为切断型断裂。     

固溶温度对Mg-6Sn-3Al-Zn合金的组织和力学性能的影响

Mg-6Sn-3Al-Zn合金分别在300℃、350℃、400℃、450℃下固溶8h,利用金相显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD)等检测手段进行微观组织分析,利用万能测试机测定力学性能。结果表明,铸态Mg-6Sn-3Al-Zn合金主要由α-Mg基体、Mg_2Sn相组成,当固溶温度从300℃增加到400℃时,铸态Mg-6Sn-3Al-Zn合金组织中的Mg_2Sn相逐渐变得粗大,抗拉强度,屈服强度增强,由于析出相Mg_2Sn是硬淬相,因此在300℃到400℃之间,延伸率上升并不明显,450℃固溶8h,固溶效果好,Mg_2Sn相基本固溶到α-Mg基体当中,Mg2Sn相变得细小并呈弥散分布,导致延伸率快速升高,而力学性能由抗拉强度和屈服强度决定,弥散分布恰好能弥补这一缺陷。     

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%。     

Cu、Mg、Si元素含量对2014铝合金组织与性能的影响

通过设计三种合金成分，研究了Cu、Mg、Si元素含量对2014铝合金组织与性能的影响。研究结果表明，随着Cu、Mg、Si含量的增大，铸态组织的共晶相增多；当Cu含量低于4.2%时，502℃×30 h均匀化退火可以使Al2Cu完全回溶。合金经热挤压、固溶及人工时效处理后，合金保留了挤压变形的取向组织，但伴随有少量地细小再结晶晶粒形成。力学性能表明，Cu、Mg、Si含量的增加提高了合金强度并且没有降低断后延伸率。三种合金时效态屈服强度达到460 MPa以上，抗拉强度达到517 MPa以上，延伸率不低于10%，综合性能超出国际AMS标准。     

热处理和挤压对WE53镁合金组织与力学性能的影响

为提高WE系列生物镁合金的力学性能,采用重力铸造法制备了Mg-5Y-2Nd-1Gd-0.5Zr （质量分数,WE53）镁合金,并对铸态合金进行了固溶处理（T4）,固溶＋时效处理（T6）和挤压加工.利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了合金的显微组织,并利用拉伸试验机和显微硬度计测试了合金室温力学性能.结果表明,铸态合金屈服强度为130 MPa,伸长率为10.2%,T6处理可显著提高铸态合金的强度和硬度,降低合金的伸长率;挤压变形明显提高合金的强度和硬度,伸长率与铸态相当.通过适当的热处理和挤压变形可显著改善WE53镁合金的力学性能.     

四种状态下Mg-10Gd合金微观组织及力学性能研究

采用OM、SEM、TEM、EBSD、XRD和万能材料试验机等手段研究了铸态、退火态、热变形+时效态、固溶态等四种状态下Mg-10Gd稀土镁合金的微观组织和力学性能。结果表明,铸态合金组织由α-Mg基体和晶界处的不连续Mg_5Gd共晶相组成;退火态合金组织为α-Mg固溶体;热变形+时效态合金主要由动态再结晶组织和弥散分布在晶粒内部的β′-Mg_7Gd相组成;固溶态合金组织为α-Mg固溶体,β′相完全溶解。由于β′相的析出强化作用,四种状态合金中热变形+时效态合金具有最高的抗拉强度为371MPa。铸态合金的断口处伴随着晶界共晶相的破裂,其主要断裂形式为准解理断裂。热变形+时效态合金拉伸断裂形式为撕裂棱和微孔聚合复合作用形成的准解理断裂。退火态和固溶态的断裂形式是以撕裂棱为主的准解理断裂。     

镱对铝-镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了Yb对Al-Mg合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:添加0.3%(质量分数)Yb降低了Al-Mg合金的抗拉强度和屈服强度,主要是由于含Mg和Yb的化合物相的形成降低了Mg和Yb在Al基体中的固溶度,从而减小固溶强化效果.但添加1.0%Yb,基体中Yb溶质原子的浓度提高,产生很强的固溶强化效果,并提高热挤压制品的位错密度和加工硬化程度,改善合金的屈服强度和抗拉强度.     

含银A1-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu合金的强化固溶行为

采用拉伸力学性能测试、金相显微观察、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金的强化固溶行为.结果表明:经强化固溶处理后,合金固溶态的抗拉强度和屈服强度以及伸长率分别较常规固溶的低15 MPa、16 MPa和1.7％;峰值时效态的抗拉强度和屈服强度较常规固溶的分别高62...     

冶炼工艺对GH4145合金显微组织和力学性能的影响

利用金相检验、力学性能测试和扫描电镜分析等手段研究了不同冶炼工艺和热处理制度对GH4145合金显微组织、拉伸性能和高温持久缺口敏感性的影响。结果表明,经固溶加时效处理后电渣重熔冶炼的GH4145合金棒材平均晶粒度尺寸小于真空自耗重熔冶炼的GH4145合金棒材。随固溶温度升高,合金晶粒尺寸增大,电渣生产的合金晶粒度拐点温度为1 100 ℃,高于自耗冶炼的拐点温度1 050 ℃。自耗生产的试验合金γ'强化相平均尺寸比电渣生产的试验合金要小,且合金棒材的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率均明显高于电渣生产的合金棒材。固溶温度升高,自耗生产GH4145合金持久性能变差,存在明显缺口敏感,而相同热处理制度下,电渣生产的GH4145合金光滑缺口持久寿命明显提高,无缺口敏感性。     

Effect of Thixoforming on the Microstructure and Tensile Properties of A356 Alloy and A356-5TiB<Subscript>2</Subscript> In-situ Composite

In the present work, A356 alloy and in situ A356-5TiB₂ composite feedstock was produced by employing Cooling slope casting technique. The technique resulted in near spherical morphology of primary α-Al phase in the feedstock of both the alloy and composite. A fine distribution of eutectic Si phase within the matrix was observed in the composite feedstock. The rheocast billets of both the alloy and composite were then thixoformed successfully at 50 % solid fraction temperatures of 580 and 585 °C respectively. Further, tensile properties of thixoformed alloy and composite were measured and compared with those of gravity-cast samples. It was observed that the % increase in yield strength and tensile strength of thixoformed alloy increased by 43 and 36 % respectively with respect to the gravity-cast alloy. The thixoformed composite attained the highest ultimate tensile strength of 211 MPa which is about 40 % higher as compared to gravity-cast alloy. Interestingly, the ductility of the composites is comparable to that of alloy after thixoforming.     

Microstructure and mechanical properties of A356 alloy with yttrium addition processed by hot extrusion

The effects of the rare earth element yttrium(Y) and hot extrusion on the microstructure and mechanical properties of A356 alloy were investigated by mechanical properties testing and microstructure observation. The results indicate that the addition of Y improves the microstructure of the as-cast alloy. The distribution of primary α-Al is uniform and orderly. The long needle-like eutectic Si phases and β-Fe phases turn to strips and short rods. When the content of Y increases to 0.2 wt%, the mean diameter of aAl(40.3 μm) and the aspect ratio of the eutectic Si phase(2.3) reach the minimum values, which are68.9% and 86.1% lower, respectively, than that of the alloy without Y addition. Under extrusion stress, the shape of the eutectic Si phase is changed from long rod-like to near grain-like after solution treatment.The size of the eutectic Si phase is significantly reduced. The needle-like β-Fe phases are squeezed and broken. The mechanical properties of the as-extruded alloy are significantly improved compared to the as-cast alloy. When the rare earth content is 0.2 wt%, the ultimate tensile strength, hardness and elongation of the alloy reach the maximum values, which are 328.2 MPa, 110.4 HV and 21.3%, respectively, and increase by 42.01%, 37.71% and 481.91%, respectively, in comparison to the as-cast alloy without Y addition.     

7075铝合金化学镀对镍磷合金镀膜组织和性能的影响

金属表面处理直接影响7075铝合金的力学性能及耐腐蚀性能.以7075-T6铝合金为基体,采用化学镀(EN)技术在光滑基体表面均匀镀覆一定厚度的镍磷(Ni-P)镀膜,镀膜厚度分别为3.64、5.87和7.33 μm,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、硬度测试及电化学工作站等手段分析膜层特性及膜厚对70...     

Friction Stir Welding in Wrought and Cast Aluminum Alloys: Weld Quality Evaluation and Effects of Processing Parameters on Microstructure and Mechanical Properties

Friction stir welding (FSW) is a solid-state process widely used for joining similar and dissimilar materials for critical applications in the transportation sector. Understanding the effects of the process on microstructure and mechanical properties is critical in design for structural integrity. In this study, four aluminum alloy systems (wrought 6061-T651 and cast A356, 319, and A390) were processed in both as-fabricated and pre-weld heat-treated (T6) conditions using various processing parameters. The effects of processing and heat treatment on the resulting microstructures, macro-/micro-hardness, and tensile properties were systematically investigated and mechanistically correlated to changes in grain size, characteristic phases, and strengthening precipitates. Tensile tests were performed at room temperature both along and across the welding zones. A new method able to evaluate weld quality (using a weld quality index) was developed based on the stress concentration calculated under tensile loading. Optimum processing parameter domains that provide both defect-free welds and good mechanical properties were determined for each alloy and associated with the thermal history of the process. These results were further related to characteristic microstructural features, which can be used for component design and materials/process optimization.     

新型耐腐蚀加热管用不锈钢组织和性能

电热水器用不锈钢材料主要有310S、840等,在使用过程结垢后,容易造成加热管的腐蚀失效。为了解决此问题,针对加热管的服役环境,在310S成分基础上,添加Mo元素,并优化调整了其他合金成分,开发了新型耐腐蚀加热管用不锈钢新材料。研究了新型加热管不锈钢热轧固溶酸洗态的微观组织、力学性能和耐腐蚀性能,并与310S做了对比。利用Thermo-Calc热力学软件分析了新材料在平衡条件下合金组织随温度的变化规律,在900 ℃左右开始析出σ相,但数量不多。在与310S相同轧制规程和热处理规程条件下,新型材料热轧固溶酸洗态的抗拉强度(R_m)、屈服强度(Rp0.2)、伸长率平均值分别为611 MPa、286 MPa、52.8%,强度整体略高于310S,但差别不大,伸长率略低于310S。新材料晶粒度为5.5级,部分区域7级,晶粒度略大于310S,整体上差别不大。新材料和310S平均点腐蚀速率分别为0.49 g/(m2·h)、1.37 g/(m2·h),可见新材料的耐点腐蚀性能明显优于310S。     

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金在520℃下的固溶处理行为

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度测试、热分析、能谱分析以及X射线衍射(XRD)等手段,研究Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金铸态和520℃固溶处理不同时间后的显微组织以及显微硬度分布.结果表明:Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金经520℃/16 h固溶处理后,铸态时的...     

不同冷速凝固的Mg-9Gd-0.8Al合金固溶行为及组织性能

为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响,利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金,之后进行10~50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al合金凝固和固溶行为及组织力学性能的影响。结果表明,铁模和铜模制备的铸态Mg-9Gd-0.8Al合金组织均由α-Mg基体、花瓣状(Mg, Al)₃Gd相、细条状Mg₅Gd相和方块状Al₂Gd相组成。铜模相比于铁模冷却速度加快,制备的合金基体晶粒和第二相显著细化,第二相体积分数总量增长幅度达56.1%。2种模具制备的合金固溶10 h后,Mg₅Gd相溶解、(Mg, Al)₃Gd相部分溶解、高熔点Al₂Gd相无变化,晶粒内析出层片状(Mg, Al)₂Gd新相,第二相总量趋于相等。固溶50 h后,(Mg, Al)₂Gd层片相回溶,残余(Mg, Al)₃Gd相发生熔断呈颗粒状,铜模制备的合金第二相颗粒比铁模的更细小。细晶强化和第二相强化使铜模制备的铸态合金性能较铁模制备的合金性能大幅提高,固溶10 h后合金屈服强度提升,伸长率基本不变。固溶处理50 h后,固溶强化、细晶强化和细小颗粒的第二相强化使铜模制备的固溶50 h态合金获得最优性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为141 MPa、234 MPa和22.4%。     

基于镀锌的Q/P工艺对钢组织与性能的影响

基于热镀锌的工艺特点制定Q/P热处理工艺,研究了奥氏体化温度及配分时间对组织和性能的影响。结果表明,随奥氏体化温度从800升至900℃,Q/P处理后组织中铁素体量减少,马氏体和残余奥氏体量增加,钢的屈服强度、抗拉强度均升高,伸长率降低,900℃奥氏体化时钢的强塑积最高。在460℃配分10、30、60s时,随着配分时间延长,组织中马氏体发生回火且发生大量贝氏体转变,造成Q/P处理后残余奥氏体量减少,使钢的抗拉强度、伸长率和强塑积均下降。     

热处理工艺对2Cr12NiMo1W1V叶片钢组织和性能的影响

 为了解决2Cr12NiMo1W1V钢短时持久性能低的问题,采用OIM、SEM、TEM等手段研究了不同淬火和回火工艺下超超临界叶片用2Cr12NiMo1W1V马氏体耐热钢的组织、室温力学性能及短时持久性能。结果表明,随着淬火温度的提升,抗拉强度和冲击吸收功略有增加,屈服强度和硬度呈降低趋势,塑性变形不明显,合金的持久性能显著增加。2Cr12NiMo1W1V优化的热处理工艺为1 038 ℃淬火+675 ℃回火,合金的强韧性和持久性能较好。微观组织分析表明,提高淬火温度,合金中的大颗粒M₂₃C₆的碳化物更多固溶到基体中,并在回火过程中大量析出细小的M₂₃C₆相,减少了短时持久过程中裂纹起源,阻碍位错运动,使合金抵抗高温变形的能力增加,改善了合金的持久性能。