热轧态Inconel625合金热处理后的组织及硬度

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和硬度仪研究了经960~1040℃固溶处理、700~900℃短时时效处理Inconel 625合金的微观组织和硬度。结果表明:随着固溶温度升高,晶粒尺寸逐渐增大,合金的硬度逐渐降低;固溶态的合金中存在较多富含Nb、Ti一次相颗粒;经700~900℃×50 h时效,晶界处的析出相主要是M_6C碳化物;在900℃×50 h时效的合金中晶界处发现了M_6C碳化物孪晶;在800℃×50 h时效态合金中,晶界附近有大量与晶界垂直的棒状第二相,晶粒内部有尺寸较小Ti的碳化物颗粒。     

基于热轧流程下Cu-Ni-Si合金组织和性能演变规律

利用扫描电镜、透射电镜、金相显微镜及显微硬度仪等研究了Cu-Ni-Si合金在铸态、热轧态、固溶态、冷轧和时效态的显微组织、晶粒取向及大小和析出相的演变过程,分析热轧流程中各类组织及工艺状态对合金性能的影响规律。结果表明:合金成分是影响枝晶偏析和再结晶程度的关键,热轧后晶粒择优取向明显,发生部分再结晶,晶格畸变程度增大,导电率明显下降;随着固溶温度的升高和固溶时间的延长,合金抗拉强度、硬度和导电率均呈下降趋势,合金经900℃、1 h处理后达到最佳固溶效果,?3晶界达到35.2%,大角晶界达到了64.4%,晶粒取向均匀;冷轧后,晶粒被拉长、撕碎,基体产生大量缺陷,为时效析出提供核心作用;冷轧变形量越大,时效析出动力越强,析出相越细小、均匀,综合性能越好;合金在经450℃、3h处理后达到最佳时效效果,硬度为259HV,导电率为36.5%IACS。     

Ti-38644合金中硅化物的溶解析出及对力学性能的影响

研究了Ti-38644合金中硅化物的溶解和析出行为及其对室温拉伸性能的影响,并利用扫描电镜和透射电镜对显微组织、析出相及拉伸断口进行了观察和分析。结果表明,合金中的杂质Si导致(TiZr)_6Si_3硅化物的形成。在700~950℃之间固溶1 h后,合金中的硅化物随固溶温度升高逐渐溶解,而950℃固溶样品中未观察到硅化物。由于硅化物的溶解和β晶粒长大,800~950℃之间固溶后的合金强度随固溶温度升高而降低。合金经1100℃固溶1 h,再经750~900℃时效1 h后,硅化物在晶界处析出,而在700℃和950℃时效1 h的样品中未见硅化物的析出。800~950℃之间时效后的合金强度基本不变,晶界硅化物对合金抗拉强度影响不大,但合金塑性随晶界硅化物含量减少而提高,断裂模式由脆性断裂转变为韧性断裂。     

固溶温度对NF709奥氏体耐热钢微观组织和力学性能的影响

研究了固溶温度对固溶态和固溶+时效态NF709奥氏体耐热钢微观组织和力学性能的影响.结果表明,随固溶温度升高,钢中晶粒明显长大,一次析出相尺寸、数量均减小.700℃短时(＜300 h)时效处理,颗粒状M23C6相沿晶界析出,呈断续分布;超过1000 h时效后,M23C6相明显粗化,并沿晶界呈链状分布;随初始固溶温度升高,3000 h时效态试样晶内细小Z相和MX相的密度增加,尺寸变化不大.固溶温度对时效态试样的硬度和高温强度影响显著,1250℃固溶+700℃×3000 h时效态钢的高温(700 ℃)屈服强度达235 MPa,比1100℃固溶+700℃×3000 h时效态钢的强度(205 MPa)高出14.6％.晶界上M23C6相的粗化和晶内细小Z相、MX相的数量差别是造成这一性能差异的原因.     

固溶时效对Cu-4Ni-2Sn-Si合金组织及其性能的影响

采用OM、XRD、导电率和硬度测试等分析方法研究了固溶时效工艺对Cu-4Ni-2Sn-Si合金的显微组织及性能的影响。结果表明,热轧态Cu-4Ni-2Sn-Si合金中未溶解的第二相Ni2Si颗粒随着固溶温度的升高逐渐回溶,且发生再结晶,再结晶晶粒逐渐长大。当温度升高至900℃时,第二相粒子基本回溶到合金基体中。经时效处理后,合金的硬度受到析出相与再结晶的交互作用的影响。当时效温度低于450℃时,硬度值随时效时间的延长呈现先增大后减小的趋势;而时效温度升高至500℃时,合金硬度值随时效时间的延长而逐渐下降。而导电率则随时效时间的延长一直保持增大的趋势。热轧态Cu-4Ni-2Sn-Si合金经900℃×1 h固溶处理+68%冷轧变形+450℃×6 h时效处理后获得较优的综合性能,其硬度值为225 HB,导电率为24.5%IACS。     

Ti-38644中硅化物的溶解析出及其对力学性能的影响

研究了Ti-38644合金中的硅化物的溶解和析出行为及其对室温拉伸性能的影响,并利用扫描电镜和透射电镜对显微组织、析出相及拉伸断口进行了观察和分析。结果表明：合金中的杂质Si导致(TiZr)₆Si₃硅化物的形成。在700～950 ℃之间固溶1 h后,合金中的硅化物随固溶温度升高逐渐溶解,而950 ℃固溶样品中未观察到硅化物。由于硅化物溶解和β晶粒长大,800～950 ℃之间固溶后的合金强度随固溶温度增加而降低。合金经1100 ℃固溶1 h,再经750～900 ℃时效1 h后,硅化物在晶界处析出,而在700 ℃和950 ℃时效1 h的样品中未见硅化物的析出。800～950 ℃之间时效后的合金强度基本不变,晶界硅化物对合金拉伸强度影响不大,但显著降低合金塑性,断裂模式为脆性断裂。     

热处理对汽车用AZ91镁合金微观组织和力学性能的影响

研究了汽车用AZ91镁合金挤压后固溶时效处理对其微观组织和力学性能的影响。结果表明:AZ91镁合金的微观组织主要由基体α-Mg和约20.6wt%的β-Mg17Al12相组成,晶粒平均尺寸约为22μm。固溶处理后合金发生再结晶,β相完全回溶到α-Mg基体,约有15.6wt%的二次β相在时效过程中析出。AZ91镁合金在410℃固溶8 h后拉伸强度略微增大,而固溶处理16 h后拉伸强度降低。合金随后在200℃时效8~16 h的过程中析出细小二次β相,增加了晶内位错运动和晶界滑动阻力,使合金的拉伸强度逐渐增大。时效24 h后因细小二次β相的粗化而使合金力学性能降低。挤压态AZ91镁合金较优的固溶时效工艺为:410℃×8 h,空冷+200℃×16 h,空冷。     

高温长期时效对Hastelloy C-276合金组织和力学性能的影响

对Hastelloy C-276合金在800℃进行了不同时间的时效处理,分析了其微观组织与力学性能的变化及高温拉伸的断裂机制。结果表明:Hastelloy C-276合金在800℃长期时效后的析出相为μ相和少量的M6C相。合金时效处理150 h后,晶界处开始有析出相产生;时效170 h后,晶界处出现连续的析出相并布满了整个晶界;时效310 h后,晶粒内部开始出现析出相,晶界处开始有少量析出相沿晶界向晶粒内部生长;时效510 h后,晶粒内部有大量的析出相出现;时效超过700 h后,晶粒内部的析出相开始聚集长大,几乎布满了整个晶粒。时效处理后的合金高温拉伸的断裂机制为微孔聚集型断裂。     

热处理对G3合金微观组织的影响

借助光学显微镜、透射电子显微镜和扫描电子显微镜研究了热处理温度对G3合金微观组织的影响。结果表明,在1120～1180℃温度区间,随着固溶处理温度升高G3合金的晶粒尺寸由5.41级增大为4.18级;经不同温度时效处理后,合金中析出相的种类和分布形态有显著差别。经700℃×50 h时效,合金中晶界上的主要析出相为M23C6相,呈网状,晶内为弥散、细小的TiN和σ相,两者有复合析出现象。经800℃×50 h时效,合金中晶界处的析出相仍然是M23C6相,晶内析出的M6C相呈叶片状,成片分布在晶内。经900℃×50 h时效,合金中晶界处析出的主要是M6C相而不是M23C6相,晶内有大量纳米级的第二相颗粒与位错相互作用。     

长期热暴露过程对HR3C合金组织及显微硬度影响研究

在650℃长期热暴露条件下,对经固溶处理及短时时效处理的HR3C合金的组织和显微硬度变化规律进行研究。结果表明,在650℃热暴露500 h,固溶态HR3C的晶粒尺寸有所减小,固溶态HR3C钢晶界上析出大量的M_(23)C_6相,呈连续分布,同时晶内析出更多细小的Z相。而短时时效态的HR3C在热暴露前后晶粒尺寸变化不大,晶界明显粗化,晶内有黑色析出相产生。同时,固溶态与短时时效态的HR3C在长期热暴露条件下显微硬度均提高15%左右,经短时时效处理的HR3C显微硬度值略高。     

强变形诱导析出相回溶对Al-Cu合金稳定性的影响

采用硬度检测、透射电镜观察、选区电子衍射等方法,研究了Al-Cu合金固溶态、含θ'相和含θ相的试样在强变形诱导析出相低温回溶后的加热退火过程中晶粒尺寸、高角晶界百分比及组织结构和硬度的变化.试验结果显示:当退火温度低于150℃时,A1-Cu合金三种状态的试样其晶粒尺寸与高角晶界的百分数基本上没有变化;加热温度至200℃以上后,晶粒尺寸、高角晶界百分比开始增加;加热至250 ℃时,固溶态试样的晶粒尺寸长大至100 μm左右,含析出相的试样品粒尺寸保持在10.0～15.0μm.在250 ℃退火50 min后,固溶态试样的硬度值一直低于含θ'、θ析出相试样的硬度值.     

热轧及热处理对Mg-Y-Nd合金组织的影响

考察热轧工艺及随后热处理对Mg-Y-Nd合金组织演变的影响。结果表明：低温(＜500℃)轧制时,大量稠密析出相的出现致使轧制性能极大地降低且组织难以细化;在固溶温度下轧制(525℃)时,晶粒极易粗化;当轧制温度略低于固溶温度时,轧制过程中会析出弥散的第二相粒子。这些粒子的存在没有恶化轧制性能且有效地钉扎晶界并抑制高温下再结晶晶粒的粗化。该合金的较佳轧制工艺如下：轧制温度为500℃、每道次轧制变形量为10%且总轧制变形量70%。热轧后,材料获得平均晶粒尺寸为30μm左右的组织,并产生较强的基面织构。固溶处理1h可有效地消除位错并维持细晶和基面织构。进一步增加固溶时间,晶粒发生粗化且织构变得分散。相比于均匀化态,经T6处理的热轧态Mg-Y-Nd合金的屈服强度提高176 MPa。     

短期时效处理对HR3C合金显微组织和显微硬度的影响

研究了短期时效处理对HR3C合金显微组织和显微硬度的影响。结果表明:合金在600~750℃时效分别保温1、5 h后,其晶粒尺寸比合金仅在1200℃/30 min固溶处理后的尺寸显著细化。随着时效温度升高,晶粒尺寸略有减小,且时效5 h后减小的更为明显。在短期时效过程中,HR3C晶界上析出M_(23)C_6碳化物,随保温温度的升高和保温时间的延长,碳化物数量略微增加,尺寸变化不大。同时纳米Z相在晶内开始形核并长大。与固溶态相比,短期时效处理后合金的显微硬度有所提高;延长保温时间,合金的显微硬度基本保持稳定。     

不同热处理工艺下6111铝合金的组织及抗晶间腐蚀

采用金相显微镜、透射电镜、X射线衍射仪等研究6111铝合金经不同温度固溶、预时效后的组织和晶间腐蚀情况。结果表明，在不同温度固溶和预时效后，晶粒均发生了再结晶，部分晶粒沿着轧制方向拉长，520℃和540℃固溶后的平均晶粒尺寸为60～70μm, 560℃固溶后的平均晶粒尺寸略大于520℃和540℃,为80μm左右。520℃固溶、80℃预时效后的抗晶间腐蚀最差，腐蚀深度为191.59μm, Q相在晶界处连续分布，表面晶粒尺寸较小；540℃固溶、80℃预时效后的抗晶间腐蚀最好，腐蚀深度为59.63μm, Q相在晶界处断续分布，并未发现尺寸较小的表面晶粒。     

Er对多向锻造7050铝合金组织性能的影响

以7050铝合金及含Er7050铝合金(7E50)为研究对象,对两种铝合金自由锻件进行固溶、时效处理后,采用SEM、TEM与室温拉伸等测试手段研究铝合金锻件固溶及时效处理过程中组织和力学性能的演变规律。结果表明,两种合金经470℃×1 h固溶后,7050铝合金再结晶组织占比69.45%,而7E50合金再结晶占比仅为62.08%,Er元素的加入可以抑制合金的再结晶行为。最佳的单级时效工艺为120℃×24 h,经单级峰时效处理后7E50合金的强度、硬度、伸长率均高于7050合金,由此可见Er元素的加入可以有效提升合金的力学性能。7E50铝合金峰时效态下的析出相主要是η′相、GP区和Al₃(Er, Zr)颗粒。两种合金晶界上析出相都呈链状连续分布,但7E50铝合金晶界析出相尺寸明显小于不含Er的7050合金,这可能是7E50合金伸长率高于7050合金伸长率的原因之一。     

一种新型亚稳定β钛合金的组织与性能研究

研究了一种新型的亚稳定β钛合金在α β两相区固溶时效处理(850℃×1h AC 600℃x6h AC)、β区固溶时效(880℃×lh AC 600℃×6h AC)、α β和β双重处理(850℃×0.5 h→880℃×0.5h AC 600℃×6h AC)3种热处理状态下的显微组织与力学性能.结果表明,850℃固溶处理没有改变原始加工态组织形貌;880℃固溶的显微组织为再结晶晶粒,低温时效后析出少量的α相;β (α β)双重处理后的显微组织为再结晶的β晶粒内析出较多的α相.无论在α β区还是在β区固溶时效处理,该合金都具有很好的强度短线塑性匹配关系,且达到了很高的强度级别;再结晶对于提高合金的断裂韧性有利,但从保持合金塑性的角度,固溶温度不宜选择在β温度区.因此将固溶温度定在α β两相区的接近β相变点的850℃是相对合理的.     

一种汽车发动机气阀用节镍型高温合金的固溶时效工艺

研究了不同热处理工艺下汽车发动机气阀用节镍型高温合金的微观组织、硬度及力学性能。试验结果表明,在900~1100 ℃固溶温度范围内,该材料的晶粒尺寸随温度的升高逐渐增大,硬度逐渐降低,1050 ℃后晶粒长大明显、急剧粗化,固溶温度宜选择为1000~1050 ℃,以保证主要强化相必要的析出条件且具有适宜的晶粒度;在700~760 ℃时效温度范围内,该材料的强度随时效温度的升高而逐渐增强,但韧塑性逐渐降低。当固溶时效工艺为1020 ℃×30 min固溶(水冷)+ 720 ℃×4 h时效(空冷)时,该节镍型高温合金可获得良好的强韧性匹配,满足技术要求。     

时效处理对GH3625合金管材组织及性能的影响

采用OM、SEM、EDS能谱分析、万能拉伸试验机等手段,研究不同温度的时效处理对退火态GH3625合金管材组织及力学性能的影响。结果表明:随着时效温度的升高,晶界逐渐发生宽化,晶界碳化物的长大较为明显;800℃时效时,随时效时间的延长,晶界处析出的碳化物颗粒越来越密集,但是碳化物颗粒的尺寸并未发生明显变化,同时晶界和孪晶界还析出了少量由晶界向晶内延伸的针状δ相;时效处理后GH3625合金管材的晶粒组织仍为等轴晶粒,而时效过程中晶界析出相(碳化物、针状δ相)将会显著影响晶粒生长速率;800℃时效初期碳化物的形成减弱了固溶强化效应,时效后期δ相的析出起到一定的弥散强化作用,从而使合金的强度先降低后升高。     

GH4096合金在长期热暴露过程中的组织演化

基于粉末冶金René88DT合金的成分,采用新型定向凝固铸锭变形工艺研制了GH4096合金,并研究了其固溶时效热处理后在700~900 ℃长期热暴露过程中γ′相的粗化和晶界析出相的析出行为。结果表明:GH4096合金在700 ℃热暴露时具有良好的组织稳定性,晶内γ′相的尺寸稳定在70 nm左右,未发现明显的长大行为,晶界上未发现析出相;750 ℃热暴露500 h以上时,二次γ′相开始出现聚集长大现象,晶界开始出现不连续析出相,但γ′相的长大速度和晶界析出相的析出速度均比较低;800 ℃以上长期热暴露时,γ′相的粗化速度和晶界析出相的析出长大速度明显加快。长期热暴露后晶内二次γ′相的尺寸与Larsen-Miller参数近似呈线性关系,晶界析出相以M₃B₂和μ相为主。     

时效处理对HR3C合金微观组织和冲击韧度的影响

采用高温热处理炉对超超临界电站锅炉用HR3C合金进行短时时效和650℃×500h时效,研究了时效对合金微观组织和冲击韧度的影响。结果表明,短时时效后,晶内存在少量一次大块NbCrN相,同时有少量细小的Z相析出。在650℃×500h时效后,晶内析出更多细小的Z相,经短时时效,合金晶内的Z相更多,其弥散强化提高了合金的显微硬度;晶界析出M23C6相并进一步粗化长大,晶界附近有弥散块状的M_(23)C_6相析出。长期时效后,固溶态和短时时效态合金的冲击韧度降低,断口沿晶断裂。