高铌TiAl基合金热变形组织的均匀化

研究了热加工和热处理对大尺寸高铌TiAl基合金组织均匀化的影响.结果表明,两次包套锻造能够有效地破碎大尺寸高铌TiAl基合金铸态组织.锻造过程中,铸态组织发生较大程度的动态再结晶,合金锻后组织经过热处理未出现残留的粗大的片层组织.合金在凝固中由于偏析形成的高温β相通过热加工和随后的热处理得到了有效的消除,热处理后所获的双态组织均匀且细小.     

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。     

热处理工艺对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金变形不均匀行为的影响

利用循环热处理工艺,在α+γ相区(1240℃,1 h)对合金进行四次循环处理,然后在α单相区进行固溶(1320℃,5 min)处理,以获得小片层组织Ti-48Al-2Cr-2Nb合金,并对不同热处理工艺下合金的变形不均匀行为及损伤分布进行研究。结果表明:上述热处理工艺将晶粒尺寸由1260μm细化至250μm左右,成功得到小片层组织,硬度从HV_(0.5) 250提高至HV_(0.5) 280以上。不同热处理工艺下的合金在变形过程中均存在不同程度的变形不均匀现象,且损伤集中在自由变形区。热处理获得的混合组织和小片层组织材料各变形区再结晶程度更充分,变形均匀性明显优于铸态组织材料。铸态组织材料自由变形区的损伤值达到0.35以上;混合组织材料为0.27～0.30;小片层组织材料损伤值最小为0.25左右。循环热处理最终获得的小片层组织变形最均匀,变形后的组织中没有出现明显的微观缺陷。     

FGH4102粉末高温合金等温热模拟压缩试验及动态再结晶组织研究

本文研究了新型第四代粉末高温合金FGH4102在等温热模拟压缩过程中的组织演变,对γ′相在动态再结晶过程中的作用进行了探讨。结果表明,热等静压态合金在1060~1120℃温度范围变形时,热加工性能较好。1140℃变形后试样容易发生开裂,合金热加工性能较差。合金在γ+γ′两相区变形时均发生了不同程度的动态再结晶,再结晶晶粒尺寸远小于热等静压态的晶粒尺寸。变形过程中,尺寸较大的γ′相起到促进动态再结晶的作用。变形参数对动态再结晶的影响非常显著。低温高应变速率变形时,γ′相促进动态再结晶形核占主导地位,再结晶晶粒比较细小;高温低应变速率变形时,晶粒长大逐渐占据主导地位,再结晶晶粒尺寸较大。     

镦粗工艺对GH4169合金φ508锭铸态组织的影响

针对铸态组织粗大的特点,在GH4169合金φ508 VAR锭R/2处切取大尺寸热顶锻试样进行镦粗试验,以考察合金锭的抗镦粗能力,以及变形温度、变形量对铸态组织动态再结晶的影响。结果表明,1 060和1 120℃,10%～60%变形量时,均未发现裂纹萌生和扩展的迹象。随着变形量增大,原始组织中的显微裂纹和显微疏松明显减少或缩小;同一变形温度时,变形量增加,动态再结晶的比例迅速提高;相同变形量时,较高的变形温度能够有效地促进动态再结晶,降低动态再结晶的临界变形量。     

GH350合金铸锭元素偏析及其均匀化热处理

 利用光学显微镜、扫描显微镜及能谱仪,研究了经双联真空(VIM+VAR)冶炼生产的130mm自耗锭GH350合金铸态和不同均匀化过程中显微组织和元素偏析的规律。结果表明,铸态GH350合金中存在复杂的第二相组织和严重的枝晶偏析,Nb、Ti、Ta等溶质元素大量偏聚于枝晶间的Laves相等第二相中,而Cr、Mo等元素则偏聚于枝晶干。并且发现铸态GH350合金经1180℃×40h炉冷后,枝晶偏析基本消除,合金成分基本均匀。     

新型γ-TiAl合金板材显微组织与拉伸性能研究

主要研究了新型γ-TiAl合金板材轧制前后的显微组织变化与轧后的拉伸性能。结果表明,轧制前的锻态组织主要为γ相和α2相以及一定数量的B2/β相;轧制后的合金组织中粗大片层减少,再结晶等轴γ晶粒增加,且片层晶团沿轧制方向被拉长,其破碎程度与轧制量有关;B2/β相数量明显减少,这与高温轧制有关。经过(γ+α2)相区三次循环热处理后,合金片层增加,间距缩小,组织得到明显细化。板材的高温拉伸塑性较高,高温拉伸断口主要为沿层、穿层及穿晶断裂的混合断口。     

热处理温度对内燃机用Ti-42.5Al-4Nb-1Mo-0.2B合金组织的影响

研究了热处理温度对内燃机用Ti-42.5Al-4Nb-1Mo-0.2B合金微观组织的影响。结果表明,合金在铸态下为近片层组织,主要由较细小的片层团以及片层团周围的B2相和γ相组成。合金在1 200℃和1 250℃下的淬火组织相近;随着淬火温度升高至1 300℃,合金淬火组织内γ相消失,B2晶粒中含有部分长棒形的细小α_2晶粒。合金经1 200℃热处理并冷却至室温后组织中包含α_2/γ片层团、B2相以及γ相;当热处理温度升至1 250℃时,α晶粒以及α_2/γ片层团的数量均开始增加,且两者尺寸也逐渐增大;当热处理温度升至1 300℃时,合金内生成了近片层状的细小α+β组织。     

Cu-Cr-In合金形变热处理过程的组织与性能演变研究

对Cu-0.70Cr-0.15In合金在形变热处理过程中的显微组织及电导率、抗拉强度等演变规律进行了研究。合金铸态组织中,在α相周围不连续分布着(α+Cr)共晶体,In均匀分布于α基体相中;合金在低于500℃时效,依然能清晰保持着时效前冷变形组织形貌,550℃时效120 min后可观察到少量的再结晶组织。结果表明,在经过1000℃×60 min的固溶处理及应变ε为80%的冷变形工艺后,合金在450℃×60min时效后具有最优的电导率和抗拉强度综合性能,其电导率和抗拉强度分别达到81.41%IACS和544 MPa,延伸率δ为13%。合金时效后再经过45%的冷变形,其抗拉强度得到迅速提升,达到641 MPa,电导率和延伸率分别仍可维持在81.2%IACS和4.5%。软化温度测试结果表明,合金时效态和"时效+冷变形"态的软化温度分别为525和440℃。     

细小等轴α相对Ti-55531合金静态再结晶行为的影响

初始等轴组织Ti-55531合金在相变点以上经过0.01、0.1、1 s~(-1)不同应变速率的等温压缩变形,随后进行750℃×5 min/AC热处理。采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了后续热处理时变形α相和基体β相的静态再结晶机理。结果表明,随着应变速率的升高,残留等轴α相的含量增加。变形合金中拉长α相在经过热处理后有球化现象,同时在强度相对较高的拉长α相端部的基体β相中,位错储能较高,有助于β相再结晶形核和空冷过程中局部高密度次生α相析出。     

新一代镍基变形高温合金GH4065A的组织控制与力学性能

由于GH4065A合金的强化相γ′相的体积分数为43.0%,显微组织演化规律不同于传统的变形高温合金与粉末高温合金。系统分析了GH4065A合金的锻态组织特点与演化机制,发现其显微组织是一种不完全的动态再结晶(DRX)组织,动态再结晶晶粒被大尺寸γ′相限制长大,同时这些γ′相因晶界短路扩散而粗化,而未动态再结晶(unDRX)晶粒内弥散分布的小尺寸γ′相阻碍位错运动,进而形成大量由位错胞壁构成的亚结构。基于合金的锻态组织特点,可以通过固溶处理,利用动态回复(DRV)机制基本消除残留的未动态再结晶组织。根据GH4065A合金γ′相的固溶温度,可将热处理制度分为亚固溶处理与过固溶处理2种,亚固溶处理后的晶粒度为8.0级,过固溶处理的晶粒度为4.0级。经亚固溶处理后,GH4065A合金涡轮盘锻件的力学性能达到了第2代粉末涡轮盘的水平。     

多向等温锻造Ti-44Al-4Nb-1.5Cr-0.5Mo-0.1B-0.1Y合金高温压缩变形行为研究

采用扫描电子显微镜(SEM)/电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)等技术,研究经二步等温锻造得到的Ti-44Al-4Nb-1.5Cr-0.5Mo-0.1B-0.1Y(原子分数)合金单向高温压缩变形行为,揭示该合金变形过程中的组织演变及其变形机理。研究结果表明,该合金中的α2相在等温锻造及随后的单向高温压缩过程中大部分转变为B2相和γ相;高温变形过程中γ相主要细化机理为动态再结晶,而B2相则为动态回复;孪生及其交互作用是重要的变形机理,孪晶界促进了非连续动态再结晶,从而有助于细化晶粒。     

Co含量对一种新型高温合金铸态及热处理组织的影响

利用高温度梯度真空定向凝固方法,在保持其他元素不变的情况下,制备3种不同Co含量(质量分数,下同)的新型第四代镍基单晶高温合金,研究了Co含量对合金定向铸造凝固过程、热处理过程中偏析行为及显微组织演化的影响规律.研究结果表明：不同Co含量合金的初熔温度变化不大;随着Co含量的增加,合金的固、液相线温度升高,3种铸态合金中,质量分数为9%的Co合金(以下简称9%Co)的一次枝晶干与二次枝晶干间距最小,(γ+γ′)共晶组织含量最多;9%Co合金铸态组织偏析最为明显,Co含量的变化对Re和W等典型负偏析元素的偏析系数影响较大,而对Al和Ta等典型正偏析元素的偏析系数未见明显影响.合金经固溶处理后共晶回溶、枝晶偏析得以消除,二次时效处理后,随着Co含量的增加,γ′相平均尺寸及立方度的变化趋势均为先增大再略微减小.标准热处理后,Co含量对γ′相体积分数未见明显影响,且9%Co合金具有最佳的γ′相平均尺寸和立方度.     

LPSO相对Mg-7Gd-5Y-1Nd-x Zn-0.5Zr(x=1,1.5,2)合金热压缩动态再结晶过程的影响

将Mg-7Gd-5Y-1Nd-x Zn-0.5Zr (x=1, 1.5, 2)铸态合金在510℃下均匀化热处理48 h，随炉冷却至480℃并分别保温0/1/8 h，利用扫描电镜（SEM）探究热处理后的组织形貌；对热处理后的合金样品进行一系列热压缩试验，并使用电子背散射衍射（EBSD）技术对热压缩后合金的动态再结晶情况进行研究。结果表明：炉冷+预析出热处理过程中，晶粒内部有片层状长周期堆垛有序（LPSO）相析出；晶界、晶界块状LPSO相及晶内片层状LPSO相均对动态再结晶的发生有促进作用，但其促进作用依次减弱，形核位置的优先级依次为晶界、块状LPSO相界面、片层状LPSO相界面。晶内片层状LPSO相的存在能够为动态再结晶提供潜在的形核质点，使动态再结晶晶粒能够从原始晶粒内部开始生长。晶内动态再结晶在片层状LPSO相界面处形核并长大，同时片层状LPSO相抑制了动态再结晶晶粒沿垂直片层方向的生长，使其只能在片层中间生长拉长，不再呈现等轴晶状。     

复合稀土银合金组织与性能的研究

制备了几种复合稀土银合金,实验研究了复合稀土银合金的组织与性能．提出复合稀土对银合金性能影响有互补性,复合稀土元素在铸态下偏聚且共生在枝晶边界上,形成AgrRE金属间化合物及氧化物,对银合金有显著的强化作用和细化晶粒作用,并提高了合金的再结晶温度,增强了合金的耐热性．这种合金经冷变形后退火,可以消除枝晶偏析,含稀土的第2相化合物呈团絮状分布在再结晶组织上,这有利于改善银合金的组织与性能．     

热处理对Mg-7Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜以及万能拉力试验机等,研究了Mg-7Gd-2.5Nd-0.5Zr(%,质量分数,下同)合金在固溶+人工时效情况下,显微组织和力学性能的变化。结果表明,铸态合金组织由α-Mg基体和粗大共晶相(α-Mg+Mg_5Gd+Mg_(12)Nd)组成,热处理后,合金组织中的颗粒方块相显著增多且长大,沿着晶界分布;合金组织析出的纳米尺寸颗粒方块相可有效强化合金性能。时效态合金的β'相形态类似纺锤形,彼此相互连接,夹角为120°,且有周期性。不同状态合金的室温抗拉强度分别为:铸态177.9 MPa、固溶态191.4 MPa和时效态247.1 MPa。     

变形量、热处理制度对GH536焊管焊缝区铸态组织、晶粒度及力学性能的影响

研究了用无填料自动氩弧焊工艺生产GH536合金焊管时,借助冷加工变形和固溶再结晶处理实现无缝化的问题.通过研究冷加工变形量和热处理制度对GH536合金焊管焊缝区铸态组织、晶粒度及力学性能的影响得知当冷加工总变形量达到77%,并进行1100～1150℃×15 min固溶再结晶处理时,可以完全消除GH536合金焊管焊缝区的铸态组织,使基体和焊缝都具有均匀一致的10.0级左右的细晶组织,确保其力学性能达到并超过技术条件所规定的要求.     

Ti3Al—Nb合金的组织结构分析

用透射电子显微术和X射线能谱术分析了Ti_3Al-Nb合金在不同热处理状态下的组织结构。结果表明。添加铌使Ti_3A1基合金的铸态组织中的α_2相晶粒中的有序畴细化。Ti_3Al-11Nb合金从高温缓冷到室温的组织由粗大的α_2相晶粒和晶间的β相晶粒组成。Ti_3Al-10Nb合金从1200℃空冷、油淬和水淬到室温后,组织(主要或全部)分别为α_2相、马氏体相+B2相,B2相组成。油淬样品在750℃时效时沿晶界和晶内析出不同形态的α_2相。α_2相晶粒及其内部的有序畴在时效过程中长大。     

超声处理对AZ80镁合金热变形的影响

根据AZ80镁合金的差示扫描量热法升温曲线(DSC曲线)确定了该合金的热处理制度,将超声处理和未经超声处理的铸态AZ80镁合金经400℃保温6小时均匀化热处理后,在GLEEBLE-1500D热模拟机上进行热压缩实验,在350℃、应变速率0.1s~(-1)、压缩量60%的变形条件下该合金的真应力—真应变曲线特征未发生较大变化,均具有明显的动态再结晶特征,超声处理有利于AZ80镁合金在动态再结晶过程中得到较小的动态再结晶晶粒尺寸。     

热处理对ZA45Si3Cu合金冲击与摩擦性能的影响

研制一种ZA45Si3Cu新型高铝锌基合金。利用金相分析和SEM显微分析等试验手段研究了热处理对ZA45Si3Cu合金冲击性能及摩擦性能的影响,得出以下主要结论:由于合金铝含量较高,组织中α相树枝晶比较发达,在铸态下存在较严重的晶内偏析。固溶时效处理能够有效地消除合金铸态下的非平衡偏析组织,合金的冲击功随着时效温度的增加而增大,摩擦系数随着时效温度的增加而减小,但时效处理使合金的硬度降低。ZA45Si3Cu合金的优选热处理工艺为360℃/6 h固溶处理+260℃/3 h时效处理。