电子束3D打印Ti-6Al-4V合金电化学腐蚀性能研究

研究了电子束3D打印Ti-6Al-4V合金的微观组织和电化学腐蚀性能之间的关系。研究表明,在平行于成型方向(XOZ面),观察到竖直生长的原始β柱状晶,其主要由晶界柱状α、沿晶界生长的集束α以及β晶内网篮状α组成,其中,网篮组织内部α片层取向各异,细小的棒状β相位于α片层之间。通过在1 mol/L HCl溶液中对合金动态极化曲线和电化学阻抗谱的测量来研究各成型面抗腐蚀性能,与XOY面相比,XOZ面表现出更好的耐腐蚀性,这种性能的差异与合金显微组织密切相关,利用OM、SEM和TEM等分析手段可得,各个成型面抗腐蚀性能差异主要是由于β相含量不同,其中XOZ面β相含量最高,其耐腐蚀性能最好,因此通过控制成型过程以获得高含量β相可以提高合金耐腐蚀性能,除此之外,合理选择电子束3D打印Ti-6Al-4V合金的应用表面可以获得更好的耐腐蚀性。     

铜导线表面热浸镀PbSn合金镀层的组织与性能

为了改善铜导线的可焊性和耐蚀性,采用热浸镀技术在铜导线表面制备Pb40Sn60和Pb37Sn63两种成分的低熔点合金镀层,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析手段和电阻率检测实验、拉伸实验、中性盐雾实验等方法,系统研究其微观组织、相成分、电阻率、力学性能及耐蚀性。结果表明:Pb40Sn60和Pb37Sn63两种成分的合金镀层均由α相和β相两相组成,镀层的电阻率分别约为2.6832×10^-3,2.5929×10^-3Ω·m,均高于铜基体。铜导线热浸镀Pb40Sn60和Pb37Sn63两种成分合金镀层后的表面硬度分别为13.4,12.6HV0.2;抗拉强度分别为193,180 MPa;伸长率分别为35%和37%,与铜基体相比均降低。铜导线表面热浸镀PbSn合金镀层具有良好的导电性、力学性能及耐腐蚀性等综合性能。随着Pb含量的降低或Sn含量的增加,PbSn合金镀层中α相的相对量减少、β相的相对量增大,其电阻率、硬度和强度降低,塑性略有增大,耐蚀性增强。Pb40Sn60比Pb37Sn63合金镀层的腐蚀速率较高,分别为2.44×10^-2,3.65×10^-3 g·cm^-2·a^-1,耐腐蚀性较差。PbSn合金镀层中α相比β相的腐蚀程度更为严重,α相比β相的耐蚀性要差。     

SLM成形义齿支架在模拟口腔环境下的耐腐蚀性能

利用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术打印TC4合金成形义齿支架,研究在人工唾液(模拟口腔环境)中不同腐蚀时间下其耐腐蚀性能的变化规律,对其显微组织进行分析,结合电化学测试和腐蚀后形貌对耐腐蚀性能的趋势进行探究,并与铸造TC4合金进行对比.结果表明:随着腐蚀时间的延长,SLM样件的耐腐蚀性呈现逐渐增强的趋势,而铸造样件的耐腐蚀性先增强后降低.腐蚀后的SLM合金表面形成钝化膜,其成分以TiO2、Al2 O3为主,样件表面腐蚀形态以蚀坑为主,而铸造样件表面缺陷多于SLM样件.SLM打印TC4的物相主要为密排六方结构的α相与生长方向呈±45°的α'马氏体相,其针状α'马氏体晶粒尺寸为(2±0.5)μm,并没有明显β相出现;铸造样件的物相为α+β相.SLM成形TC4的耐腐蚀性能与显微组织中复杂的α'马氏体相转变有关.     

Ti-4．4A1—3．8Mo合金的亚稳相变及其对硬度的影响

对锻态Ti-4．4Al-3．8Mo合金分别进行了β单相区和α＋β两相区（相变点之下45℃）淬火处理,研究了亚稳相变对硬度的影响．结果表明,β单相区淬火处理的样品硬度比α＋β两相区处理的样品高约10％．β单相区淬火后的相组成为全α’马氏体,自910℃的α＋β两相区淬火后的相组成为等轴初生α相＋α’马氏体＋α″马氏体．硬度出现差异的主要原因是后者中存在硬度较低的初生α相和α″马氏体．本文修正了Ti—β稳定元素二元系亚稳相图（示意图）,指出在α＋α’和α＋α″相区之间存在α＋α’＋α″相区,并使用修正后的相图解释了Ti-4．4Al-3．8Mo合金的相组成与硬度的关系．     

铸造铝合金ZL305的相分析

本文叙述了利用光学显微镜、电子探针及扫描电镜等实验技术,系统地研究Al-Mg-Zn系的ZL305合金的金相组织所得的结果。分析了合金在平衡状态下和不平衡状态下的相组成。砂模铸造试样,铸造状态下的相组成为:α相、β相(Mg_5Al_8)和微量三元共晶(α+β+T)、杂质相Mg_2Si、FeAl_3、TiAl_3等。淬火状态下的相组成为单相α-固溶体。还有微量高熔点不溶解杂质质点。     

高强耐磨锰黄铜的研究

采用化学成分分析、力学性能测定、显微组织和相结构分析等方法，研究了LTH60合金的组织与性能。结果表明，该合金显微组织包括α相、β相、Mn5Si3和铅等四相；合金可用固溶时效、应变强化等方法进行强化处理，处理后的强度为480～650N／mm^2，硬度为150～200HB。     

热处理工艺对Ti6246钛合金组织与力学性能的影响

研究了热处理温度和冷却方式对Ti6246合金显微组织、相组成以及室温拉伸性能的影响。结果表明:固溶热处理后合金的相组成主要与冷却方式有关。在β单相区及(α+β)两相区固溶后水冷,β相均转化为α′′马氏体和少量亚稳β相。空冷组织中的β相转变为含有少量次生α相的β转变组织,随着热处理温度的提高次生α相的含量逐渐增加,尺寸也逐渐增大。时效后组织中的亚稳相发生分解,析出细小的次生α相。固溶后水冷试样的拉伸曲线上出现"双屈服"现象,且随着固溶温度的提高合金第一屈服点逐渐升高。水淬和空冷合金试样在595℃/8 h时效后其室温拉伸强度提高,延伸率及断面收缩率降低,水淬试样室温拉伸性能的变化更大。固溶后空冷且在595℃时效处理的合金,其室温拉伸性能可达到较好的强塑性匹配。     

变更合金化元素对IMI550超塑性形变的影响

大量实验数据表明,化学成分的变换决定α+β钛合金的超塑性形变性能.在一定温度下,这种变更不仅引起α/β比例的变化,而且改变α和β相的蠕变性能.普遍使用的β稳定元素使β-Ti的示踪自扩散系数发生很大的变化.英国学者对工业板材合金IMI550(Ti-4Mo-4Al-2Sn-0.5Si)的超塑性形变性能进行研究.同时,用1wt%Fe(快速扩散合金元素)取代基础合金IMI550中的1wt%Mo(缓慢扩散合金元素),以形成特殊的"改良"合金,其中的铁作为微量杂质.     

AlSi5合金的制备

铝硅合金是一种典型的共晶合金,组织中的β相的性能与纯硅相似,在常规铸态条件下,共晶硅呈片状,初晶硅呈多角形块状和板状.硅相很脆,大大降低了合金的强度和塑性.因此,AlSi合金的性能和β相的形态与分布密切相关,尤其对于Si含量高的AlSi合金.本文综述了各种改善A1Si合金性能的制备方法(包括变质熔炼、快速凝固以及粉末冶金方法等),比较了各种方法制得材料的组织性能特点.同时研究了铸态和加工态AlSi5合金的组织结构特点.实验结果表明,经过轧制+退火处理后,α相晶粒尺寸＜50μm,α相和硅相的分布得到改善.     

Ti-4.4Al-3.8Mo合金的亚稳相变及其对硬度的影响

对锻态 Ti-4Al-3.8Mo合金分别进行了β单相区和α β两相区(相变点之下45℃)淬火处理,研究了亚稳相变对硬度的影响.结果表明,β单相区淬火处理的样品硬度比α β两相区处理的样品高约10%.β单相区淬火后的相组成为全α'马氏体,自910℃的α β两相区淬火后的相组成为等轴初生α相 α'马氏体 α"马氏体.硬度出现差异的主要原因是后者中存在硬度较低的初生α相和α"马氏体.本文修正了Ti-β稳定元素二元系亚稳相图(示意图),指出在α α'和α α"相区之间存在α α' α"相区,并使用修正后的相图解释了Ti-4.4Al-3.8Mo合金的相组成与硬度的关系.     

冷速与凝固路径对Al-Cu-Si合金相变储热性能的影响

铝基储能材料具有相变温度低、储热密度大、吸放热过程过冷度小、性能稳定等优点。本工作选取七种三元Al-Cu-Si合金为研究对象,通过微观组织分析、DSC测试、热力学计算等,研究了冷却速率、凝固路径、硬度等对合金相变储热性能的影响。结果表明:Al-Cu-Si三元合金的相变储热能力随共晶相含量增加而提升,并且与共晶相种类有关。三元共晶(α+β+θ)的相变储热能力优于二元共晶(α+θ)与(α+β),二元共晶(α+β)的相变储热能力优于(α+θ)与初生相α。当冷却速率相差约100倍时,冷速变化可引起相变储热的显著变化,且石墨型样品的相变储热能力普遍好于砂型与保温型样品。Al-Cu-Si共晶成分的凝固试样相变储热能力随冷速减小而下降,石墨型、砂型和保温型样品的相变储热值分别为302.5 J/g、294.5 J/g、287.8 J/g,且相变温度范围较窄,约为10℃。     

制备方法对W-10%Ti合金组织性能的影响

以高纯钨粉、钛粉和TA2钛片为原料,分别采用液相烧结法和熔渗法制备了Ti含量为10%的W-Ti合金;测量了W-10%Ti合金的密度和杂质(C、N和O)含量,研究了不同方法制备的W-Ti合金的相组成和微观形貌.结果表明,熔渗法制备的W-Ti合金致密度达94%以上,相结构由含有较多富Ti相的固溶体β(W/Ti)组成;液相烧结的合金致密度为90%左右,组织相对均匀;两种方法制备的合金杂质(C、N和O)含量均较低.探讨了液相烧结制备W-10%Ti合金时固溶体扩散形成的机理.     

Ti-17合金的α+β区变形及热处理与显微组织

一、前言 Ti-17合金是美国通用电气公司研制的用于发动机风扇和压气机盘的材料。该合金是富β相的两相钛合金,其β稳定元素(Mo+Cr)含量较高。它既可以在β区加工,也可在α+β区加工,后续的热处理制度根据加工工艺确定。该合金具有较高的综合性能,经热处理调整后,屈服强度可达1034～1173MPa,与Ti-6Al-6V-2Sn相当,比TC4要高138～206MPa;它还有较高的塑性和韧性,蠕变性能更优于TC4合金。该合金在美国已投入批量生产,在F-100和F-110及CFM56等发动机中获得正式应用。本文探讨了α+β区变形和热处理对该合金显微组织的影响,为该合金的生产实践提供一些有益参数。     

超超临界机组用HR3C奥氏体耐热钢研究进展

HR3C凭借良好的高温力学性能和高温抗氧化性能,被广泛用于超超临界机组的过热器和再热器之中.为推进其工业化应用,提高机组的参数效率,迫切需要对HR3C耐热钢进行深入研究,特别是在长期服役过程中析出的第二相与性能的关系.本文综述了HR3C组织结构、析出相的演变,合金元素对析出相的影响,服役过程中的氧化行为、硬度、力学性能、持久强度、冲击韧性、耐腐蚀性、焊接性能和疲劳性能等的研究进展,分析了目前HR3C服役后冲击韧性大幅下降的原因,最后对进一步研究HR3C的关键问题进行了展望.     

钇基重稀土对NBC合金性能的影响

研究了钇基重稀土对NBC合金性能的影响。结果表明：NBC合金经过微量CU-3型稀土的微合金化处理后，其显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性均有不同程度的提高，热膨胀系数有所下降；随着稀土加入量的增加，NBC合金的显微硬度逐渐提高，而其磨损量、平均腐蚀速率和热膨胀系数逐渐降低。     

氢对Ti-6Al-4V合金室温压缩性能的影响

为了研究氢对Ti-6Al-4V合金室温压缩性能的影响,采用Zwick/Z100型材料试验机对置氢Ti-6Al-4V合金进行了压缩试验,并利用OM、XRD和TEM等材料分析方法对合金的微观组织进行了观察.研究表明:置氢前,Ti-6Al-4V合金由等轴的α相和β相组成,置氢后,出现马氏体组织和氢化物;随氢含量增加,马氏体和剩余β相数量增多;氢提高了Ti-6Al-4V合金的抗压强度和塑性等室温压缩性能,最大增幅分别为33.9%和56.3%;置氢Ti-6Al-4V合金抗压强度的提高主要归因于氢的固溶强化、马氏体相变强化和氢化物强化;塑性指标的提高主要是置氢合金中塑性β相数量的增多所致.     

Ti-6Al-4V合金表面超声振动滚压强化研究

采用超声振动滚压加工技术对Ti-6Al-4V合金表面进行处理,探究该项技术对Ti-6Al-4V合金表面质量的影响。通过对该工艺加工前后的Ti-6Al-4V合金进行表面粗糙度参数、XRD图谱、截面微观形貌、表层残余应力及显微硬度的对比分析,结果表明:经该工艺处理后的合金表面各项粗糙度参数皆有明显降低;加工后的合金表面XRD图谱的衍射峰减弱且宽化,衍射角向高角度方向偏移;加工后的合金表层β相组织相较加工前明显细化,且随着深度增加β相组织逐渐增大;在距离表面约50μm位置的残余应力值最大可达到-967 MPa;加工后的合金表面显微硬度可达到421HV,且在0~140μm的深度范围内,显微硬度随着深度的增加逐渐减小至与基体硬度一致。经超声振动滚压加工后的Ti-6Al-4V合金表面质量显著提高,有利于提高其零部件的使用性能。     

固溶+时效处理对粉末冶金Ti-22Al-25Nb合金显微硬度的影响

采用放电等离子烧结技术(SPS)在950℃/80 MPa/10 min条件下制备粉末冶金Ti-22Al-25Nb(原子分数,%)合金作为初始材料,将其分别在940~1100℃、10~120 min和800℃/8 h条件下进行固溶处理和时效处理,研究了固溶+时效处理对粉末冶金Ti-22Al-25Nb (原子分数,%) 合金的微观组织和显微硬度的影响,并建立了显微硬度的演变模型。结果表明,随着固溶温度的提高和保温时间的延长B2相的晶粒尺寸增大、均匀度提高,在940~1010℃晶粒长大的速率最低,在1100℃晶粒尺寸的均匀度达到最大值0.84。板条O相的尺寸和数量对合金的性能有显著影响。在(B2+O)两相区时效后,其尺寸和数量显著影响合金性能的次生板条O相的体积分数提高、尺寸减小,尤其是相互交叉、缠结的O/O相数量的增多,使合金的显微硬度提高;在1060℃/60 min/Water cooling(WC)+ 800℃/8 h/Furnace cooling(FC)条件下处理的合金,其显微硬度达到最大值434.92 HV。     

Ti-17合金大锻件的显微组织研究

前言 Ti-17合金是富β型α+β两相钛合金,名义成分为Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr,可以用来制造航空发动机的压气机盘等厚截面构件。该合金具有良好的淬透性,淬透深度达150mm,有利于保证构件截面显微组织的均匀性。由于β稳定元素的添加量较高,Ti-17合金能够热处理强化,通过不同工艺条件的加工热处理控制其显微组织,改变和调整α与β相的形态、尺寸和分布状态,获得良好的强度与韧性匹配。 Ti-17合金的显微组织特征、相转变及其动力学已有文献报道过。本文通过Ti-17合金大锻件不同部位和不同方向上的显微组织分析研究,发现α相除了形态和尺寸的差异之外,粗大魏氏α片内还有一些交叉或平     

非晶态Cr-C合金镀层性能及晶化过程研究

采用电沉积法制备非晶态Cr-C合金镀层,利用X射线衍射和扫描电子显微镜对镀层结构和形貌进行表征,并对镀层进行硬度、耐磨性、耐腐蚀性及热处理实验。结果表明,非晶态Cr-C合金镀层硬度、耐磨性和耐腐蚀性均明显优于普通晶态镀层;施镀态镀层硬度为997HV0.025,在300～600℃范围内发生晶化反应并析出Cr7C3、Cr23C6化合物,硬度可达1610HV0.025。