粉末冶金碳化物强化铌合金组织演变及其力学行为

采用机械球磨与热压烧结相结合的粉末冶金法对不同球磨时间Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金的粉末变形行为,微观组织结构和力学行为进行研究。结果表明:随着球磨时间的增加,Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C复合粉末中的块状金属颗粒首先变形为片状后在碰撞挤压作用下破碎成絮状,TiC粉末均匀的分布于片状金属粉末表面;Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金由Nbss和(Nb,Ti)C两相构成,各合金碳化物体积分数均为11%左右,Ti元素主要分布于Nbss晶界和碳化物内,Al、Cr、V元素主要分布于Nbss晶粒内,Nbss和(Nb,Ti)C相尺寸均随球磨时间增加而尺寸减小;Nbss晶粒细化及强化相碳化物弥散化导致合金的室温压缩力学性能和塑性变形能力显著提高,压缩变形后合金Nbss与碳化物具有良好的界面结合能力,但是碳化物内部存在明显的近似平行分布的裂纹;数据对比表明,粉末冶金法制备Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金的力学性能优于电弧熔炼法。     

铌基高强合金的微观组织和力学性能

按预定成分制备Nb-Ta-W-Zr预合金坯条,经二次真空电子束熔炼、大变形量锻造开坯加工成合金棒材。用扫描电镜、Olympus光学显微镜、万能电子拉伸试验机和真空高温拉伸试验机对该合金的微观组织和力学性能进行研究。结果表明:该合金是固溶强化和第二相沉淀强化共同作用的高强铌合金,在1300℃仍有较高的强度和塑性。     

深冷处理对Cu-Zn合金微观力学性能的影响

用纳米力学测试系统测试经深冷处理前后Cu-Zn合金的微观力学性能,利用金相显微镜对深冷处理前后Cu-Zn合金的组织进行分析。在此基础上,探讨了深冷处理对Cu-Zn合金微观力学性能的影响。结果表明:深冷处理能增大Cu-Zn合金的硬度、弹性回复系数和硬弹比,有效提高了该合金的抗塑性变形能力。     

添加W对高铌TiAl合金组织和力学性能的影响

研究了添加W（0．2原子分数,％）对高铌TiAl合金组织和力学性能的影响。试验结果表明,W合金化能改变高铌TiAl合金的铸态组织,但不能改变热加工组织以及4种典型组织和温度对其力学性能的影响。W合金化能提高高铌TiAl合金的室温及高温强度、降低强度随温度下降的速率 、提高脆韧转变温度,但对室温塑性影响不大,有利于FAM组织在更高温度下使用。     

氮对K4169合金微观组织和力学性能的影响

采用Thermo-Calc模拟计算、差热分析和等温凝固淬火试验(ISQ)相结合的方法,借助OM、SEM、EPMA及TEM等表征设备,系统研究了氮含量对K4169合金凝固组织演变行为、元素偏析行为以及力学性能的影响规律。结果表明,氮含量从17μg/g增大到100μg/g,合金中碳化物、氮化物的体积分数增大,氮化物析出温度升高。氮含量会影响碳化物的数量和形貌:在氮含量50μg/g的合金中,MC型碳化物数量较多,尺寸较大且呈条状形貌;在氮含量为70μg/g和100μg/g的合金中大尺寸MC型碳化物数量显著减少,条型MC碳化物转变为块状。氮含量对K4169合金室温拉伸性能无明显影响,对高温持久性能影响很大。氮含量由17μg/g增大到100μg/g时,合金的高温持久寿命和延伸率分别从300 h和3%下降到2.26 h和2.34%。当氮含量超过30μg/g时,合金的持久性能发生显著下降,因此,K4169合金的氮含量应控制在30μg/g以内比较合理。     

热处理温度对生物医用Ti87Nb8Sn5合金微观组织和力学性能影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、万能试验机、显微硬度计以及纳米压痕仪等研究了不同热处理温度下Ti_(87)Nb_8Sn_5合金的显微组织和力学性能。结果表明:铸态和在773 K热处理下合金的组织是由大量α-Ti相和少量的第二相Ti_3Sn相所组成,在873 K和973 K热处理下合金的组织是由大量的α-Ti和少量β-Ti相所组成。室温铸态试样以及在773 K热处理试样的应力-应变曲线呈现出超弹性;而在873 K和973 K热处理的合金具有高的屈服强度,大的塑性形变以及大的弹性能。在873 K和973 K热处理下合金的约化弹性模量(E_r)值分别为43.3 GPa和36.2 GPa,接近人骨的弹性模量值(10～30 GPa)。另外,在873 K和973 K热处理下合金具有大的H/E_r和H~3/E■值,说明了该热处理条件下合金分别具有高的耐磨抗力和高的耐磨性。     

高温高压处理对CuCr50合金中Cr相微观力学性能的影响

对CuCr50合金在5GPa压力下进行950℃保温20 min的高温高压处理,借助光学显微镜、扫描电镜、透射电镜对经高温高压处理前后CuCr50合金中Cr相进行观察,并用纳米压痕技术对Cr相的微观力学性能进行测试,探讨了高温高压处理对CuCr50合金中Cr相的微观力学性能的影响。结果表明:高温高压处理能使CuCr50合金中Cr相更加致密,增大Cr相的硬度、弹性模量、硬弹比和弹性回复系数,减小摩擦系数。     

Zr基大块非晶合金的微区变形及力学性能

利用纳米压痕仪、扫描电镜等研究了Zr基大块非晶合金在纳米压痕条件下的变形及力学性能。Zr基大块非晶合金在纳米压头作用下以弹性-塑性方式变形，载荷-位移曲线及压痕周边多重剪切带(堆起或波纹状)的特征证明了塑性变形的存在。冷却速度、第二相及退火等因素影响非晶合金的压痕硬度HV和弹性模量E，冷却速度小的试样或部位(如试样中心)的HV，E值略高；离第二相(W丝)越近，HV，E值越高；退火处理提高非晶的HV，E值，同时退火与第二相还明显改变压痕周边的变形状态及塑性变形量的大小，退火显著减小塑性变形量，使压痕周边凹陷，而第二相使压痕堆起消失。对塑性变形机理进行了初步分析。     

N含量对690合金显微组织和室温力学性能的影响*

相同热处理后4不同N含量Inconel 690合金(Ni-30Cr-10Fe-xN (x=0.001,0.011,0.018,0.030,质量分数,％))晶界M23C6析出形貌和Cr贫化存在明显差异,N在晶界有明显偏聚行为.随着N含量的增加,TiN析出量和退火孪晶增多,TT处理后晶界析出的碳化物细小而离散,晶界Cr贫化...     

热处理对GH625合金热挤压管材组织及力学性能的影响

采用光学显微镜观察、扫描电镜观察、硬度分析和力学性能检验等方法,研究了热处理对GH625高温合金热挤压管材组织及力学性能的影响.结果表明,随热处理温度的升高,晶粒逐渐长大,碳化物逐渐溶解;热处理温度在1120℃以上时,晶粒开始快速长大,碳化物几乎完全溶解;在970～1120℃,随温度的升高,合金的强度和硬度缓慢降低,塑性缓慢提高;在1120～1180℃,继续升高温度,合金的硬度、强度快速降低,伸长率快速升高.     

纳米TiN对WC-Co硬质合金组织和力学性能的影响

采用真空烧结方法制备添加纳米TiN的WC-Co硬质合金材料,研究不同添加量纳米TiN对硬质合金组织和性能的影响。结果表明:纳米TiN添加量未超过1%(质量分数)时,纳米粒子主要分布在晶界和相界处,可明显改善WC-Co硬质合金组织结构,并使硬质合金的抗弯强度和硬度得到提高。添加纳米TiN,不利于改善硬质合金的断裂韧性。纳米TiN添加量为1%时,材料的综合力学性能最好:抗弯强度1493MPa,硬度92.5,断裂韧性12.1MPa·m1/2。     

合金元素对ZL107组织与力学性能的影响

为提高ZL107合金的力学性能，研究了Ti、B、Cd、Mg、Zn、Ag等合金元素对ZL107合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，Ti、B使合金晶粒细化，改善显微组织；Cd、Mg、Zn可以提高合金的抗拉强度和硬度；而Ag的加入可以显著提高合金的伸长率。通过加入以上几种合金元素并配以合适的热处理工艺，可以进一步提高ZL107的综合力学性能。采用51012固溶处理和150℃时效处理时可以得到较好的强度和塑性配合。     

挤压比对Mg—Zn—Zr—RE合金组织和性能的影响

研究了不同挤压比对铸态Mg-5．4Zn-0．3Zr-0．98RE镁合金微观组织和力学性能的影响。研究表明,当挤压比较小时,微观组织呈现出粗晶和细晶组成的混晶组织;随着挤压比增加到16,微观组织发生完全再结晶,获得均匀、细小的再结晶组织。动态再结晶是铸态镁合金Mg-5．4Zn-0．3Zr-0．98RE晶粒细化的机制。在挤压温度为250℃,挤压比为16时,合金获得的力学性能最好,抗拉强度为345MPa,屈服强度为223MPa,断后伸长率为21．4％。     

Mg对Al-Cu-Mn-Ag合金的组织与力学性能的影响

通过铸锭冶金及形变热处理,制备了不同Mg含量的Al-Cu-Mn-Ag合金。采用拉伸测试、差热分析（DSC）、扫描电镜（SEM）及透射电镜（TEM）研究了Mg含量对合金显微组织与力学性能的影响。结果显示,添加微量Mg,改变了基体合金的时效硬化过程与析出相种类。185℃峰时效时,Al-4.45Cu-0.49Mn-0.58Ag-0.82Mg合金的主要强化相由片状Ω相和少量θ＇相组成。增加Mg的含量,能降低Ω相的尺寸,提高其拉伸性能。     

镧对锌铝合金显微组织和力学性能的影响

采用微合金化方法研究了微量稀土元素镧对锌铝合金显微组织和力学性能的影响.研究结果表明,稀土与合金熔液中的锌和铝反应生成的细小稀土化合物可作为α-Al相的有效异质形核核心,适量的稀土元素镧能阻碍初生η-Zn相枝晶的生长,细化锌铝合金的显微组织;适量的稀土元素使锌铝合金的抗拉强度和伸长率明显提高,稀土镧元素的最佳加入量为0.05%,此时锌铝合金具有较好的综合力学性能.     

稀土元素Nd、Y对镁合金性能与组织的影响

针对具有不同成分比的Mg—Nd和Mg—Y合金,主要进行了显微组织和拉伸力学性能两方面的研究。通过金相照片、电子扫描显微照片观察到了显微组织。通过EDAX能谱分析、X射线衍射,又对其中存在的相进行了初步的分析。而在力学性能方面,通过拉伸试验分别测量了各种合金的屈服强度、抗拉强度与伸长率,绘制了应力一应变曲线。通过SEM观察了断口形貌,对其断裂机制进行了研究。随后对镁合金中稀土元素含量变化对合金微观组织以及力学性能带来的影响进行了初步的探讨,并发现了一定的规律。     

镁基准晶中间合金对AZ91组织和性能的影响

研究了镁基准晶中间合金和固溶处理工艺对AZ91合金显微组织和力学性能的影响.结果表明：随镁基准晶中间合金的加入AZ91的冲击韧性有显著的提高,当准晶中间合金增加到5.2%时,冲击韧性达到峰值,与基体合金相比提高了将近一倍;硬度也有提高.固溶处理（28 h）后,Mg17A112相基本溶解,黑色的颗粒状准晶相在固溶处理过程中保持稳定而未溶解.固溶处理对合金的硬度影响不太明显.     

稀土Ho对AZ61合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM、EDS和高温拉伸试验机研究了不同Ho含量对AZ61合金的微观组织与力学性能的影响。结果表明,加入Ho能够细化基体组织,使β-Mg17Al12相由连续的网状变为断续的岛状和鱼骨状,但是加入量超过1.0%时,β相有重新结网的倾向,同时基体也有粗化的趋势。同时从基体中逐渐析出花瓣状的相,可以判断该相为Al-Mn-Ho的三元相。Ho的加入促进Al-Mn相的析出从而转化为三元相,随Ho的加入该相逐渐增多,并均匀分布在基体中和晶界处。同时随着Ho含量的增加,常温和高温下的力学性能都有了一定的改善。分析可知合金的抗拉强度σb、延伸率δ和韧性都在加入Ho量为1.0%时达到最大值分别为207.88 MPa、13.22%、11.5 J/cm2。当Ho含量为1.5%时合金的硬度达到了峰值为68.9 HB。当Ho加入量为1.0%时高温性能效果最佳,强度和延伸率分别为128 MPa、13.2%.     

热处理对Mg-Nd-Gd-Zr稀土镁合金组织与性能的影响

研究了热处理工艺对Mg-Nd-Gd-Zr镁合金组织与性能的影响.结果表明,采用适当的热处理可细化镁合金的显微组织,并改善镁合金的力学性能.该合金优化的热处理工艺为530℃×2 h空冷后再200℃×2 h时效,在此热处理制度下,合金获得优良的综合力学性能,显微硬度达到93.4HV,抗拉强度达到187MPa.     

低密度NbTiAlVZr合金的微观组织和力学性能

通过熔炼和压力加工研制了一种多元低密度NbTiAlVZr合金,合金密度为5.9g/cm3,是目前难熔合金中密度最低的一种。采用光学显微镜,透射电镜,拉伸试验机对合金微观组织和力学性能进行表征,结果表明:该合金室温平均抗拉强度为990MPa,延伸率为16%,1100℃抗拉强度达到80MPa,延伸率为44%。该合金是一种综合了固溶强化和第二相TiC纳米粒子弥散强化的新型铌合金,同时也是一种塑性好,可进行压力加工成型的低密度铌合金。