单辊旋淬Cu-2.8Ni-0.7Si合金的时效性能研究

通过单辊旋淬快速凝固技术得到Cu-2.8Ni-0.7Si(质量比)合金薄带,研究时效对快速凝固合金的导电率、显微硬度、拉伸强度的影响。经单辊旋淬得到的合金晶粒细小、组织均匀、无偏析。在400~550℃温度下时效后,合金的导电率、显微硬度和拉伸强度大幅提升。合金随时效时间的延长,导电率呈上升趋势;显微硬度和拉伸强度先升高,达到峰值后下降。合金在450℃时效2 h时获得最佳的综合性能:导电率为46.01%IASC,显微硬度209.7 HV,拉伸强度654.4 MPa。     

退火处理对含铒Al-Mg-Zn合金组织和性能的影响

使用硬度测量、室温拉伸、光学显微镜（OM）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电镜（TEM）等测试方法,对不同退火处理的Al-6.0Mg-1.0Zn-0.8Mn-0.2Cu-0.2Er-0.1Zr热轧板的室温拉伸性能、晶间腐蚀性能和合金的宏微观组织进行了系统研究。结果表明：合金板材的稳定化工艺窗口为230℃/18 h,240℃/6 h,250~270℃/2 h;在250℃/2 h退火后,合金板材的屈服强度为263 MPa,失重值为6.732 mg/cm²。结合力学性能和腐蚀性能,优选250℃/2 h为热轧板的最佳稳定化工艺。通过选区电子衍射和能谱图分析,发现晶界与晶内的析出相均为T-Mg₃₂（AlZn）₄₉相。经过250℃/2 h退火后,晶内T相逐渐长大回溶,形貌由方块状转变为短棒状。而T相在晶界处呈断续分布,且间距变大,所以呈现良好的耐蚀性。     

不同轧制温度对AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金组织与力学性能的影响

AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金是由体心立方相和面心立方相交替排布的层片状组织构成。这种独特的组织形式使其具有良好的力学性能，从而受到广泛关注。以粗大层片状存在的硬脆体心立方相限制了AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金力学性能的进一步提升。本工作基于此提出使用热轧及退火处理的方法对铸态AlCoCrFeNi_2.1高熵合金进行轧制改性处理，从而进一步提升AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金的力学性能。本试验热轧温度分别选取800℃、1 000℃和1 200℃,通过力学性能测试、X射线衍射相分析、组织分析等相关试验，探究不同温度对AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金性能的影响。结果表明：经轧制后材料的抗拉强度和延伸率均得到提高，轧制温度为800℃时材料的抗拉强度为1 475 MPa、延伸率为20.4%,性能提升最佳，较铸态合金分别提升46.8%和32.5%;轧制温度为1 000℃时性能提升最弱；三种温度下硬度变化规律与强度变化规律一致，经800℃轧制后材料硬度值达到最大值...     

热处理工艺对激光选区熔化AM247LC合金组织与性能的影响规律

目的 研究不同热处理制度对激光选区熔化(SLM)AM247LC合金微观组织和力学性能的影响规律。方法 对激光选区熔化制备的AM247LC合金分别进行900 ℃/16 h的直接时效热处理和1 210 ℃/30 min+ 1 050 ℃/30 min+950 ℃/16 h的固溶时效热处理,通过OM、SEM、EBSD、XRD等表征手段研究合金热处理前后的晶粒组织、碳化物及析出相等微观组织的变化,并对打印态及不同热处理态样品的室温拉伸性能进行测试,以表征热处理对其力学性能的影响行为。结果 打印态AM247LC合金中存在大量粗大柱状晶和细小晶粒组织;直接时效热处理(900 ℃/16 h)后的AM247LC合金晶粒组织与打印态类似,但析出了大量γ''强化相;固溶时效热处理(1 210 ℃/30 min+1 050 ℃/30 min+950 ℃/16 h)后,AM247LC合金发生了再结晶,形成大量退火孪晶,并且析出沿晶界分布非连续的微米级碳化物及大量γ''强化相。合金打印态的屈服强度为846.5 MPa,断裂伸长率可达19.6%;直接时效热处理后,合金屈服强度为1 042.8 MPa,断裂伸长率明显降低,仅为11.2%;固溶时效热处理后,合金屈服强度减小至767.8 MPa,但断裂伸长率提高到25.1%。结论 直接时效热处理有利于AM247LC合金室温强度的提高;固溶时效热处理会提高AM247LC的室温塑性;打印态AM247LC具有较为平衡的室温强度与塑性。     

熔体快淬La1-xCex(Fe0.92Co0.08)11.4Si1.6合金的结构和大磁熵变

用熔体快淬法制备La_1-xCex(Fe_0.92Co_0.08)_11.4Si_1.6（x=0,0.1,0.3,0.5）合金,通过X射线衍射和磁性能测量研究了退火态（1000℃、3 h）La_1-xCe_x(Fe_0.92Co_0.08)_11.4Si_1.6的相组成和磁熵变。结果表明,以Ce部分替代La使La_1-xCe_x(Fe_0.92Co_0.08)11.4Si1.6合金更易形成NaZn13型立方结构相、α-Fe相的含量显著减少,居里温度有一定程度地降低,磁熵变有较大幅度的增加。但是,当Ce替代量增加到0.5时出现杂相,磁熵变反而降低。La_1-xCe_x(Fe_0.92Co_0.08)₁1.4Si_1.6（x=0.3）合金在室温附近的最大等温磁熵变比纯Gd的还大,有望成为低成本、高性能的室温磁致冷材料。     

时效温度对SCFs/AZ31B复合材料组织和性能的影响

目的 探究提高固相合成SCFs/AZ31B镁基复合材料力学性能的最佳时效温度.方法 采用固相合成工艺制备SCFs/AZ31B镁基复合材料并在415℃固溶处理20 h,然后分别在155,175,195,215℃下进行20 h时效处理.采用金相显微镜(OM)与扫描电镜(SEM)观察微观组织,并测试拉伸性能、硬度等力学性能,研究时效温度对显微组织及力学性能的影响.结果 时效过程中,碳纤维稳定存在于基体中.随着时效温度的升高,晶粒尺寸先增加后减小,175℃时效晶粒尺寸最小为14.84μm,时效析出的第二相为Al2Mg.当时效时间为20 h、时效温度为175℃时,材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率和维氏硬度最高,分别为188 MPa,259 MPa,6.9％,70.2HV.在该实验条件下,最佳时效温度为175℃.结论 随着时效温度的升高,第二相从非连续析出转为连续析出.时效处理可以改善材料的力学性能.     

放电等离子体烧结制备Mg85Zn6Y9颗粒增强Mg-9Al-1Zn复合材料组织与力学性能

采用高能球磨法和放电等离子体烧结（SPS）技术,以包含100%长周期堆垛有序结构（LPSO）相Mg₈₅Zn₆Y₉镁合金为原料,通过将其球磨成纳米晶颗粒后与Mg-9Al-1Zn（AZ91）镁合金雾化颗粒进行机械混合,并在350℃烧结温度下成功制备出不同质量分数（0~30wt%）的LPSO相Mg₈₅Zn₆Y₉颗粒增强AZ91复合材料（Mg₈₅Zn₆Y₉/AZ91）。采用光学显微镜（OM）、SEM及TEM对Mg₈₅Zn₆Y₉/AZ91复合材料的微观组织结构进行表征;采用XRD分析其固溶处理前后的相转变;与此同时对复合材料进行显微硬度与压缩试验,综合研究其微观组织与力学性能的关系。相关结果表明,Mg₈₅Zn₆Y₉颗粒经3 h高能球磨后颗粒尺寸显著减小,硬度随晶粒细化而提升。Mg₈₅Zn₆Y₉增强颗粒主要分布在AZ91基体颗粒边界处,随着Mg₈₅Zn₆Y₉质量分数的增加,增强相颗粒有相互结合成连续网格状趋势。增强颗粒与基体界面处未见明显过渡层,基体界面处的β相经400℃×24 h固溶处理后进入基体,部分增强颗粒亦转变为Mg相。本实验条件下制备的最佳性能的20wt% Mg₈₅Zn₆Y₉/AZ91复合材料经固溶处理后的室温屈服强度从200 MPa转变为230 MPa,屈服强度均较未添加Mg₈₅Zn₆Y₉的AZ91镁合金有较大的提高。     

固溶时效和快速凝固时效对Cu-Cr-Zr-Mg合金时效性能的影响

研究了固溶时效和快速凝固时效工艺对Cu Cr Zr Mg合金的显微组织、硬度和导电率性能的影响。结果表明快速凝固态晶粒比固溶态晶粒细小得多,细晶强化作用显著。合金经920℃×1h固溶和550℃×0.5h时效后,硬度为100HV,导电率达71%IACS;快速凝固和同样的时效条件下,硬度为126HV,导电率达70%IACS。     

固溶温度对亚稳β钛合金Ti-4Mo-6Cr-3Al-2Sn的组织和拉伸性能的影响

对自主设计的新型亚稳β钛合金Ti-4Mo-6Cr-3Al-2Sn(%,质量分数)在不同温度进行固溶和固溶时效处理,观察其显微组织和测试室温拉伸性能。结果表明：随着固溶温度的提高固溶态组织中的初生α相减少,当固溶温度高于相变点后初生α相完全消失,几乎全部为明显长大的粗大β晶粒。固溶温度为900℃的固溶态合金具有良好的强度和塑性匹配,屈服强度为898.7 MPa、抗拉强度为962.5 MPa、断裂伸长率为12.7%。在不同温度固溶处理的时效态合金,均析出了细小的次生α相。固溶温度低于相变点时,在初生α相间析出的细小次生α相呈60°或者平行交错排列;固溶温度高于相变点时初生α相几乎完全消失,随着固溶温度的提高析出的次生α相片层间距变大并粗化。在所有固溶温度下,时效态组织中沿原始β晶界处均析出了连续的晶界α相,合金的塑性均较差。经过750℃/0.5 h固溶和500℃/4 h时效的合金具有良好的强度和塑性匹配,其抗拉强度为1282 MPa,屈服强度为1210.6 MPa,断裂伸长率为5.3%。     

Fe元素对Nb 16Si原位复合材料显微组织及室温力学性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼方法制备了Nb-16Si-xFe原位复合材料(x = 2, 4, 6, 原子分数(%), 分别简称为2Fe、4Fe、6Fe合金), 研究了Fe含量对Nb-16Si合金的显微组织与室温力学性能的影响。结果表明: 铸态及热处理态(1350 ℃真空退火100 h) 2Fe和4Fe合金主要由Nb基固溶体(Nb_SS)、Nb₃Si和Nb₄FeSi三相组成, 随着Fe含量的增多, Nb₃Si含量减少, 而Nb₄FeSi含量增加, 6Fe合金仅由Nb_SS和Nb₄FeSi两相组成; 热处理后Nb_SS上有细小的硅化物析出; Nb-16Si合金中加入Fe元素后所生成的新相Nb₄FeSi是一个硬脆的硅化物相, 其显微硬度和室温断裂韧性 分别为HV 1110和1.22 MPa·m1/2; 随着Fe含量由2%提高到6%, 热处理态Nb-16Si-xFe合金的室温 断裂韧性呈略微下降趋势, 而硬度和压缩强度呈上升趋势。      

含Ag的Al-Cu-Mg基合金的断续时效特征

采用维氏硬度、拉伸力学性能测试、扫描电镜和透射电子显微镜分析手段,研究了断续时效对含Ag的Al-Cu-Mg基合金的组织和性能的影响。结果表明:185℃高温欠时效Al-Cu-Mg-Ag合金在低温进行二次时效时,会发生二次析出现象,合金塑性显著提高。随着185℃欠时效时间的延长,合金二次时效初始硬度升高,峰值时间缩短,峰值硬度增量降低。二次时效温度为65℃时,合金中主要强化相为G.P.区和少量的Ω相,其峰值强度硬度低于T6态,提高二次时效温度至150℃,合金主要强化相为Ω相和少量的G.P.区,其峰值强度硬度略高于T6态。     

热处理对网状结构TiB_W/Ti60复合材料组织与性能的影响

使用大尺寸球形Ti60钛合金粉与细小TiB2粉,通过低能球磨与反应热压烧结,成功制备了增强相呈网状分布的TiB晶须增强Ti60合金基(TiB_W/Ti60)复合材料。对TiB_W/Ti60复合材料进行热处理,以改善其组织结构与力学性能。结果表明:随着固溶温度的升高,TiB_W/Ti60复合材料基体中初生α相(密排六方相)含量减少,相应地转变β组织(α′(马氏体)+残留β相(体心立方相))含量增加,TiB_W/Ti60复合材料的抗拉强度升高,塑性降低;经过1 100℃/1h固溶处理之后,TiB_W/Ti60复合材料的室温抗拉强度为1 470 MPa,延伸率为1.9%。经过时效处理后,转变β组织中的α′相分解成细小α+β相。经过1 100℃/1h固溶+600℃/8h时效处理后TiB_W/Ti60复合材料的硬度达到HV538,抗拉强度达到1 552 MPa,延伸率为1.5%,经过1 000℃/1h固溶+600℃/8h时效处理,其抗拉强度达到1 460 MPa,延伸率为2.2%。     

烧结温度对TC4合金的微观结构和力学性能的影响

将TiH₂、Al-V粉末压制成型后进行真空烧结,制备出Ti6Al4V(TC4)合金,使用XRD、金相和SEM断口形貌观测以及力学性能测试等手段对其表征,研究了烧结温度对合金力学性能的影响。结果表明：烧结样品由密排六方α-Ti和体心立方β-Ti双相组成,其形貌呈等轴、网篮或板条(片状、针状)状,随着烧结温度的提高和保温时间的延长等轴组织减少,片状组织和针状组织增加且其组织粗化,在1150℃烧结的样品具有较好网篮结构组织;用该方法可制备相对密度为96.9%~99.6%、抗拉强度为719.3~914.1 MPa、延伸率为6.2%~9.4%、硬度为313.2~364.8HV的TC4合金试样;在1150℃保温1.5 h的样品性能较好,其抗拉强度最高(914.1 MPa),对应的延伸率和硬度分别为7.6%和355.5HV;用纯TiH₂粉末烧结样品的断口呈韧性断裂;加入合金元素的样品其断口逐渐由韧性断口变为韧性和脆性混合的断口,其强度提高、延伸率下降。     

电子束选区熔化成形Ti_(2)AlNb合金微观组织与性能EI北大核心CSCD

Ti_(2)AlNb基合金由于具有优异的高温比强度、高温抗蠕变性能和较高的断裂韧度,因而被认为是替代传统镍基高温合金最具潜力的材料。采用电子束选区熔化(selective electron beam melting,SEBM)技术成形Ti-22Al-25Nb合金,通过工艺优化获得高致密度(5.42-5.43 g/cm^(3))的成形试样。研究了沉积态和热等静压(hot isostatic pressing,HIP)态试样的显微组织演变、物相演变及其对力学性能的影响。结果表明:沉积态和HIP态组织呈现出沿成形方向的柱状晶结构,且均由B2,O和α_(2)相组成,沉积态试样中的O/α_(2)相自上而下逐渐增加,HIP后组织趋于均匀化,且相对沉积态,析出相的宽度缩小、数量减少。沉积态试样中析出相较多的下部区域具有更高的显微硬度((345.87±5.09)HV),HIP后试样硬度值增加至388.91-390.48HV。沉积态试样室温抗拉强度和伸长率分别为(1061±23.71)MPa和(3.67±1.15)%,HIP后抗拉强度增加至(1101±23.07)MPa,伸长率降低至3.5%。     

Reversion of natural ageing and restoration of quick bake-hardening response in Al-Zn-Mg-Cu alloy

The high-strength Al-Zn-Mg-Cu alloy provides much better dent resistance and weight-reduction poten-tial compared to the conventional Al alloys used for the automobile body panels.However,natural age-ing (NA) significantly reduces the formability of Al-Zn-Mg-Cu alloy.The reversion of natural ageing has been systematically investigated by hardness test,tensile test,differential scanning calorimetry (DSC) and transmission electron microscopy (TEM).Substantial reversion of natural ageing and thus hardness de-crease occurs immediately upon thermal treatment at 120-210 ℃ in an Al-Zn-Mg-Cu alloy.Although the hardness of the most reverted state decreases with increasing temperature,the lowest hardness is still higher than the as-quenched state by 30HV.As revealed by the complementary DSC and TEM observa-tions,this is ascribed to the synchronization of the dissolution and the re-precipitation of the solutes in the NA clusters during reversion ageing.Reversion at 180-210 ℃ for less than 30 s leads to a hardness decline of 40HV.The hardening kinetics during NA after reversion is slower than that during first-time NA due to the reduced vacancy concentration.Artificial ageing at 180 ℃ for 30 min after secondary NA of less than 24 h induces intensive precipitation of plate-like pre-ηphases and a giant strength increase of 188-204 MPa.Potential use of high strength Al-Zn-Mg-Cu alloy in automobile body panels could be realized by appropriate reversion treatment improving the formability and the quick bake hardening re-sponse.     

Al3Ti/A356铝基复合材料的显微组织及拉伸力学性能

在A356铝合金熔体中加入K₂TiF₆盐,通过熔体搅拌原位反应法制备了Al₃Ti/A356铝基复合材料,研究了Al₃Ti含量对铝基复合材料显微组织及室温和高温拉伸力学性能的影响。结果表明,Al₃Ti/A356复合材料的铸态组织由α-Al、共晶Si和(Al, Si)₃Ti相组成。随着K₂TiF₆盐添加量的增加,(Al, Si)₃Ti相也逐渐增多,其形状由大块状和棒状转变为小块状,同时,基体中的共晶Si细化效果也越显著。在生成不同Al₃Ti含量的复合材料中,2wt%Al₃Ti/A356复合材料的常温拉伸抗拉强度和屈服强度均为最高,分别为179.7 MPa和74.1 MPa。350℃高温拉伸时,6wt%Al₃Ti/A356复合材料的抗拉强度和屈服强度分别比基体提高22.1%和12.6%,分别达到66.3 MPa和57.9 MPa,最高抗拉强度达到或超过了一些现役汽车活塞用的铝硅合金,表明Al₃Ti/A356复合材料具有作为新型耐热铝合金应用于汽车发动机耐热部件的潜力。      

机械合金化与放电等离子烧结制备Fe-Fe3Al材料

为开发新型金属材料,采用机械合金化与放电等离子烧结的方法制备Fe-Fe3Al合金.根据Fe-Al二元相图与研究经验,对成分及工艺进行优化设计.用X射线衍射仪(XRD)对成分进行了定性分析,用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的表面与断口形貌,进行了能谱分析,并测试了致密度、显微硬度(HV)及抗弯强度、抗拉强度等力学性能.结果表明:对粉末进行预球磨,并在球磨前后对粉末进行搅拌混合处理,能更好地促使Fe与Al在高能球磨的过程中反应;经放电等离子烧结能够制备出Fe3Al/Fe两相材料,相对密度为99%以上,硬度为HV561,抗弯强度1426 MPa,抗拉强度640 MPa,力学性能优于文献报道的值.     

微量Cu和形变热处理对Al-Fe合金性能的影响

观察Al-Fe合金的显微组织并测量其力学性能和导电性能,研究了Cu元素和形变热处理对其性能的影响。结果表明：在铸态Al-Fe-Cu合金组织中,Cu元素在基体内均匀分布,而Fe元素在晶界处偏析;挤压态的Al-0.7Fe-0.2Cu合金其性能最优：导电率为59.90%IACS,抗拉强度为108 MPa,硬度为31.2HV;随着退火温度的提高Al-0.7Fe-0.2Cu合金的抗拉强度急剧降低,在400℃退火时其抗拉强度最低(100 MPa),伸长率最高(31.3%);在250℃退火时导电率出现峰值(62.61%IACS)。在退火Al-0.7Cu-0.2Cu合金中有许多细小针状的θ(Al₂Cu)相析出,并与位错交互缠结。随着退火温度的提高合金中的位错密度降低,晶粒细化。     

真空退火对原位Al2O3/Fe-Cr-Ni增强复合材料性能的影响

铁铬镍合金具有良好的高温强韧性和抗蠕变性,被广泛应用于制造航空发动机、工业燃气轮机等设备。利用原位合成和热压烧结工艺制备Al2O3/Fe-Cr-Ni复合材料。为减少脆性相对复合材料性能的影响,将热压烧结试样在1000℃下真空保温2h后退火。采用XRD和SEM等测试方法,研究热处理后Al2O3/Fe-Cr-Ni复合材料的微观结构和常温力学性能。结果表明:Al2O3/Fe-Cr-Ni复合材料主要由Fe-Cr-Ni合金相、Fe-Cr相和Al2O3陶瓷增强相组成。热压烧结试样的维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度分别为4.16GPa、298.31MPa和8.04MPa·m1/2。经1000℃高温热处理后,复合材料中Fe-Cr相发生奥氏体转变和合金基体晶粒长大,导致硬度下降至2.98GPa。Fe-Cr-Ni合金基体中韧性相含量和基体连续性增加,使该复合材料的抗弯强度和断裂韧度明显上升,其值分别为459.33MPa和12.81MPa·m1/2。     

热处理对TC11钛合金室温力学性能的影响

通过光学显微镜、拉伸性能和冲击性能测试仪,研究TC11钛合金经过不同热处理后的显微组织和力学性能。结果表明,280 mm棒材坯料边缘部位室温性能波动与热变形过程中的摩擦力和温降有关;当固溶温度由940℃提高到970℃时,室温强度和塑性均出现了明显的下降,强度下降约50 MPa,延伸率的相对值下降约为8%;固溶温度由970℃升高到980℃时,强度提高约30 MPa,延伸率和断面收缩率均有所提高;时效时间对TC11钛合金室温拉伸性能影响不显著,但对室温冲击性能影响显著,当时效时间由4 h增加到8 h时,显微组织发生了明显的球化,长条状的初生α相数量显著降低,初生α相和次生α相均有所长大,导致冲击性能显著增强,提高了30.4~33.6 J,但室温拉伸强度和塑性变化不大。