激光增材制造DD98M高温合金组织及稳定性研究

采用激光增材制造技术制备了DD98M镍基高温合金管状试样,研究了其沉积态、固溶时效态和长期时效态微观组织变化,对比分析了沉积态和固溶时效态试样中γ'相尺寸分布及在1000℃长期时效时γ'相的演化规律。结果表明:沉积态组织主要由外延生长的微细柱晶组成,枝晶间无γ-γ'共晶组织析出,试样中γ'相体积分数约为70%。合金中元素微偏析造成了枝晶干和枝晶间γ'相尺寸差异,其中枝晶干处为210 nm,枝晶间为560 nm。经固溶时效处理后,γ'相(约370 nm)均匀分布在γ基体上,其尺寸分布符合LSW模型。经1000℃长期时效500 h后,合金组织中无TCP相(拓扑密排相)生成,γ'相仍保持立方形貌,其尺寸几乎保持不变。固溶时效处理后,合金显微硬度从沉积态时的4420 MPa增加至4870 MPa,长期时效能降低合金硬度,降幅约5.9%。     

热处理工艺对激光熔化沉积制造JBK-75合金组织及性能的影响

采用激光熔化沉积技术制备JBK-75合金,选取750℃直接时效和1180℃高温固溶+750℃时效两种不同热处理工艺路线,分析了其沉积态的显微结构,对比两种不同热处理态的组织和力学性能。结果表明,沉积态JBK-75合金组织表现为各向异性,存在柱状晶、胞状组织和Ti元素偏聚。直接时效处理JBK-75合金打印组织未发生溶解,打印组织对强化相(γ′相)的析出行为几乎没有影响,但是Ti元素的偏聚促进了晶界有害相(η相)的生成。高温固溶+时效处理JBK-75合金打印组织消失,获得细小均匀的γ晶粒且在晶界未发现η相。高温固溶+时效处理激光熔化沉积JBK-75合金表现出最佳的强塑性配比,抗拉强度为1055 MPa、屈服强度为679 MPa、断后伸长率为29%,达到锻件JBK-75合金热处理态力学性能水平。     

添加Ru对镍基单晶高温合金组织的影响

研究了添加Ru对镍基单晶高温合金铸态、热处理及长期时效组织的影响。结果表明:添加Ru导致合金的共晶含量升高、一次枝晶间距降低,固溶热处理困难。添加Ru后合金的层错能显著降低,基体中出现的扩展位错会阻碍后续位错的运动,有助于提高合金力学性能。1100℃长期时效时,添Ru加对筏化过程影响不显著,未改变TCP相的主要析出类型,但显著抑制了TCP相的析出;随时效时间的延长(如超过500 h),添加Ru对TCP相的抑制作用减弱。     

Ru的添加对镍基单晶高温合金组织的影响

研究了添加Ru对镍基单晶高温合金铸态、热处理及长期时效组织的影响。结果表明：添加Ru导致合金的共晶含量、一次枝晶间距降低,固溶热处理困难。添加Ru后合金的层错能显著降低,?基体中出现的扩展位错会阻碍后续位错的运动,有助于提高合金力学性能。1100℃长期时效时,添Ru加对筏化过程影响不显著,未改变TCP相的主要析出类型,但显著抑制了TCP相的析出;随时效时间的延长（如超过500 h）,添加Ru对TCP相的抑制作用减弱。     

新型高温合金热处理及长期时效过程中组织稳定性研究北大核心CSCD

主要研究了三种新型高温合金在铸态热处理后,再经750℃/2 700 h和850℃/2 700 h长时间时效后的组织稳定性。结合相图计算探讨了不同合金设计对长期时效过程中针状组织演变规律的影响。结果表明:Nb+Ti+Ta总含量对铸态偏析组织及其后热处理及时效过程中的析出相演变具有重要影响,高Nb+Ti+Ta含量合金拥有较高的共晶体积分数,并易于在其附近形成不稳定的η相;随时效时间延长和温度升高,共晶体积分数减少,η相的体积分数降低,在组织中逐渐析出更为平衡的TCP相。     

新型高温合金热处理及长期时效过程中组织稳定性研究

主要研究了三种新型高温合金在铸态热处理后,再经750℃/2 700 h和850℃/2 700 h长时间时效后的组织稳定性。结合相图计算探讨了不同合金设计对长期时效过程中针状组织演变规律的影响。结果表明:Nb+Ti+Ta总含量对铸态偏析组织及其后热处理及时效过程中的析出相演变具有重要影响,高Nb+Ti+Ta含量合金拥有较高的共晶体积分数,并易于在其附近形成不稳定的η相;随时效时间延长和温度升高,共晶体积分数减少,η相的体积分数降低,在组织中逐渐析出更为平衡的TCP相。     

长期时效对两种低Re镍基单晶高温合金显微组织和持久性能的影响

采用扫描电镜和蠕变试验机研究了长期时效对两种低Re镍基单晶高温合金(1.0Re和1.5Re合金)显微组织和持久性能的影响。结果表明：在980℃/1000 h的长期时效处理过程中，合金的γ′相发生粗化和连接，1.0Re合金粗化速率略大于1.5Re合金。980℃长期时效过程中两种合金均未析出TCP相，均表现出较好的组织稳定性。持久性能测试表明：200 h长期时效后1.0Re和1.5Re合金在1038℃/172 MPa的持久寿命较热处理态分别提高了16.8%和13.3%;随着长期时效时间的延长，持久寿命略有下降，长期时效1000 h后，1.0Re和1.5Re合金的持久寿命较热处理态分别下降了15.8%和14.9%。3种状态下两种合金持久寿命均相近，说明用0.5%W代替0.5%Re后起到相同的强化效果。     

760℃长期时效对一种Ni-Cr-W-Fe合金组织和力学性能的影响

采用OM,SEM和TEM研究了一种Ni-Cr-W-Fe合金在760℃长期时效过程中的显微组织变化,测试了合金室温和高温力学性能,对拉伸断口进行了分析.结果表明,1100℃固溶后合金平均晶粒尺寸约为80 mm,晶内包含退火孪晶.760℃时效后合金中析出M23C6和g'相.g'相尺寸约为29 nm,体积分数约为19%.760℃长期时效后,g'颗粒平均尺寸与时间t满足Ostwald方程.固溶态合金具有优异的室温塑性,拉伸断口具有韧性断裂形貌.时效态合金室温屈服强度明显增加,塑性下降.随760℃保温时间延长,合金室温和高温屈服强度缓慢降低.与时效态合金相比,1000~3000 h时效后的合金室温塑性降低,高温塑性维持在15%左右,与时效态基本相当.     

7075铝合金的热处理工艺与组织性能研究

研究了固溶和时效热处理对锻态7075合金显微组织、硬度和拉伸力学性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,锻态7075合金中的第二相主要为Al7Cu2Fe、η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相;经过固溶处理后,晶界处η(Mg Zn2)相已经回溶至基体中;固溶温度为480℃时组织中存在Al7Cu2Fe相,而η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相消失;随固溶温度升高,合金显微硬度先上升后减小,在470℃时显微硬度最高;随固溶时间延长,显微硬度先上升后降低,在240 min时硬度最大;延长时效时间,合金抗拉强度和屈服强度都有所提高,而断后伸长率略有降低;7075合金经470℃×240 min固溶以及125℃×24 h时效后可以获得良好的强度和塑性。     

90 ℃时效对固溶态ZA27合金组织与性能的影响

对ZA27合金进行365℃/3 h的固溶化处理,研究90℃时效对其拉伸性能及阻尼性能的影响。结果表明,固溶态ZA27合金经过90℃、6 h时效后的组织主要由α相和η相层片组织组成,另有少量粒状组织。固溶态合金的拉伸强度和阻尼性能均较低,伸长率较高。时效使合金拉伸强度和阻尼性能先提高后下降;使延伸率先降低后提高。时效6 h后ZA27合金的拉伸强度为401 MPa,伸长率为6.6%,阻尼性能为3.0×10^-3。     

固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金组织与硬度的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及维氏硬度计等研究了不同固溶处理参数对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金7050固溶态组织与固溶时效态硬度的影响。结果表明:锻态7050铝合金组织中含有粗大块状初生相和针状、点状的η(MgZn₂)相。随着固溶温度的升高和固溶时间的增加,合金组织中的未溶相减少,再结晶组织体积分数增高。经过470 ℃×4 h固溶+120 ℃×24 h时效处理7050铝合金的硬度值达到最大,为189 HV0.2。     

热处理对12Ni无钴马氏体时效钢微观组织和性能的影响

研究了高温固溶和时效热处理对12Ni无钴马氏体时效钢微观组织和性能的影响。结果表明:在原始固溶态试样中存在粒状和长粒状析出相,经能谱分析为Fe(Mo,Ti)或Fe2Ti型金属间化合物,消耗了大量的强化元素Mo,导致合金时效处理后强度不足(1100MPa);高温固溶处理后消除了粗大析出相,获得单一的板条马氏体组织;进一步改进时效热处理工艺,合金组织呈现弥散分布的纳米尺度的Ni3Mo、Ni3Ti强化相,使合金强度显著提高,达到1225MPa。     

高强耐蚀Ni-Co-Cr高温合金的组织稳定性

利用SEM，TEM及X射线衍射分析技术观察了高强耐蚀Ni-Co-Cr高温合金不同温度（704，750，849℃）长期时效1000h及700℃长期时效至5008h过程中的组织演变过程。结果表明，700℃即使长期时效5008h，γ‘相粗化缓慢，而且没有发现TCP相（如σ相）的析出。当温度升高到750℃，γ‘相迅速长大。晶界上碳化物析出增多，并析出片状的η相。导致合金冲击性能下降。温度达到849℃时，析出大量的η时。甚至形成魏氏组织形貌。由此可见，该合金在700℃时具有较好的组织稳定性。     

高温形变热处理对Ti-1300合金组织及硬度的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、Gleeble-3800热模拟试验机以及IMVS-1000JMT2数显维氏显微硬度仪研究了等温变形条件下形变热处理对Ti-1300合金组织及硬度性能的影响。结果表明:高温形变热处理可以明显的细化Ti-1300合金的显微组织,并在一定程度上提高合金的力学性能。热轧态合金的组织中粗大块状和长条状α相经高温压缩变形后具有明显的等轴均匀化趋势,然后分别经过淬火时效和固溶时效处理后合金的组织主要由板条状初生α相,针状次生α相以及β相组成,初生α相和次生α相主要分布于晶界和β基体上。与淬火时效态相比,固溶时效态合金的硬度随初生α相板条厚度和含量的增加而降低,最后对影响的机理进行探讨和分析。     

Nb对钠冷快堆包壳用15-15Ti奥氏体不锈钢组织和拉伸性能的影响

使用OM、SEM和TEM等方法研究了0~0.46wt.%Nb对固溶态和时效态15Cr-15Ni含Ti奥氏体不锈钢(15-15Ti)中析出相类型、形貌及其分布的影响。结果表明,Nb取代了(Ti,Mo)C相中部分Ti、Mo原子,在0.21wt.%Nb和0.46wt.%Nb合金中形成富Nb的(Nb,Ti)C相,而且Nb含量的增加使固溶态的奥氏体基体组织细化。在850 ℃时效1000h后,组织中有sigma相、MC碳化物析出,Nb的增加促进了 Nb、Mo元素在sigma相中的富集,促使sigma相更为细小、弥散析出。固溶态和时效态试样的室温、650 ℃拉伸结果表明,在0~0.46 wt.% Nb范围内,Nb含量的增加对固溶态合金室温和高温拉伸性能影响较小,而Nb促进析出的sigma相对时效态合金的拉伸性能影响较小。     

长期时效对镍基合金的组织及高温拉伸性能的影响

研究了一种新型镍基合金在750 ℃、800 ℃、850 ℃长期时效过程中的高温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织、高温拉伸断口进行了观察和分析.结果表明,该合金在750～800 ℃时效有针状TCP相析出;在750 ℃时效时,随着时效时间的延长,TCP相的析出量呈增加趋势且尺寸不断长大,当时效温度达到800 ℃后,随时效时间的增加TCP相的析出量先增加后减少,最后消失.另外,在长期时效过程中由于γ＇相析出的数量变化不大,750 ℃高温拉伸强度基本保持不变;合金的塑性与TCP相的析出有关,同时受到γ＇相尺寸及晶界碳化物析出的综合影响.试验合金的750 ℃高温断裂基本呈韧性断裂.     

时效路径对Al-0.7Mg-0.5Si-0.2Cu-0.5Zn合金沉淀析出行为的影响

利用DSC、TEM、拉伸实验以及硬度测试等方法系统研究了时效路径对高Mg/Si比Al-Mg-Si-Cu-Zn合金沉淀析出行为的影响。结果表明,固溶淬火态和预时效态合金在非等温时效过程中β″相的析出激活能分别为80.1和64.5 kJ/mol;在等温时效过程中表现出不同的时效硬化和组织演化行为,其中固溶淬火态合金时效硬化速率较快,但最终2种路径处理的合金峰值硬度和强度基本相同;但经预时效处理的合金,峰时效态延伸率和应变硬化速率以及过时效阶段硬度降低速率均较高。与此同时,预时效态合金还可析出大量复合溶质原子团簇,虽然在高温等温时效时会进一步长大,但使得欠时效、峰时效和过时效态合金的沉淀相尺寸呈多尺度特征,而固溶淬火后直接等温时效的不同状态合金却无此特征。时效路径并未改变合金沉淀析出序列,但对沉淀相形核、长大速率影响显著,据此提出了时效路径对沉淀相形核和长大过程影响的模型示意图。     

Mg-11Gd-3Y合金组织与力学性能分析

采用XRD、SEM和拉伸力学性能测试方法,分析了铸态和固溶时效态Mg-11Gd-3Y合金的显微组织和力学性能。结果表明,热处理没有改变Mg-11Gd-3Y合金相的组成,合金铸态和固溶时效态组织均由α-Mg基体、Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5相组成。固溶时效态合金的强化机制主要为固溶强化和时效强化,其最大抗拉强度为230 MPa,比铸态合金提高了12%。     

固溶时效处理对Ti-55.06%Ni-0.3%Cr合金组织和性能的影响（英文）

通过拉伸试验、动态力学分析(DAM)和球差电镜研究固溶时效处理对Ti-55.06%Ni-0.3%Cr(摩尔分数)合金的显微组织、力学性能和内耗性能的影响。结果表明:析出Cr3Ni2相粒子的时效态合金的抗拉强度和硬度总大于无Cr3Ni2析出的固溶态合金,时效峰温度为375°C。固溶态和375°C时效合金的内耗峰值(tanδ)均随频率的增加而降低,降温过程出现奥氏体(B2)→预马氏体相(R)和R→马氏体(M)两个相变内耗峰;升温过程中由于R和M相变的叠加,两种状态合金均只出现一个M→B2相变内耗峰。此外,由375°C时效态合金析出的Cr3Ni2相粒子导致的基体中Cr、Ni含量降低,晶格畸变程度减弱,相变阻力减小,使得375°C时效态合金的内耗峰峰温向高温方向移动。     

预孪生化镁合金时效微观组织研究

对铸造Mg-8Zn-2Y-1Zr合金进行了固溶处理、预拉伸变形和时效处理,采用金相显微镜及透射电子显微镜等研究了经3%预拉伸变形的Mg-8Zn-2Y-1Zr合金时效微观组织。结果表明:经3%预拉伸变形的固溶态合金试样晶粒内产生大量孪晶,其硬度值比未变形的固溶态合金试样提高了HV6.9。经3%预拉伸变形的固溶态合金试样经160℃时效处理后,时效进程中产生大量GP区。峰时效阶段合金中存在大量弥散分布的短杆状沉淀相和未完全脱溶的沉淀相,此时合金硬度达HV86.2。过时效阶段部分沉淀相已长大为长杆状,但基体中仍存在大量弥散分布且尺寸细小的短杆状沉淀相,孪晶界上的短杆状沉淀相不仅析出密度高于基体,且发生约86°的转动。