Ti14合金半固态变形后热稳定性的研究

以新型阻燃钛合金Ti14(α+Ti2Cu)为对象,对比研究常规和半固态加工后合金的热稳定性.结果表明:热暴露时间不超过150 h时,半固态加工试样的强度明显优于常规加工试样,且塑性相差不大.而热暴露200 h后两种状态加工的合金热稳定性相近.常规加工态,Ti2Cu相以颗粒状弥散分布于晶内;半固态加工,Ti2Cu相熔化并在冷却过程中以条状偏析于晶界,使得断口韧窝粗化并出现少量解理条纹,这是导致合金热稳定性能改变的重要因素.     

Cu 含量对Ti-Cu合金半固态可锻性及锻造后力学性能的影响

通过镦锻试验和模锻实验研究了Ti-Cu系合金半固态锻造行为,并对锻材进行了拉伸试验,讨论了Cu含量对半固态可锻性及力学性能的影响。结果表明：1000 °C至1150°C半固态锻造较常规锻造具有较小的顶锻压力;其中,1000 °C至1050°C间半固态锻造的Ti-Cu系合金均表现出较好的可锻性,在75%的锻造变形量下无明显缺陷。分析认为,Ti-Cu系列合金中含有较多的低熔点Ti2Cu相,随着半固态温度升高或Cu含量的增加,材料中的液相含量增加,增加的液相含量对变形起到润滑作用,减少了固相变形引起的应力集中,有效的降低了变形抗力,改善了成形性。力学性能研究表明：半固态锻造Ti-Cu系合金较常规锻造合金强度升高,塑性降低。随着Cu含量的升高,合金的强度明显提升,塑性降低。分析认为：力学性能的变化主要是由于Ti2Cu相析出含量、形态和分布相关,随着Cu含量和半固态温度的升高,更多Ti2Cu相在晶内和晶界析出,引起析出强化作用,同时,晶界析出的针状Ti2Cu相形成了偏析带,降低了合金塑形。     

Cu含量对Ti-Cu合金半固态可锻性及锻造后力学性能的影响（英文）

通过镦锻试验和模锻实验研究了Ti-Cu系合金半固态锻造行为,并对锻材进行了拉伸试验,讨论了Cu含量对半固态可锻性及力学性能的影响。结果表明:1000°C至1150°C半固态锻造较常规锻造具有较小的顶锻压力;其中,1000°C至1050°C间半固态锻造的Ti-Cu系合金均表现出较好的可锻性,在75%的锻造变形量下无明显缺陷。分析认为,Ti-Cu系列合金中含有较多的低熔点Ti_2Cu相,随着半固态温度升高或Cu含量的增加,材料中的液相含量增加,增加的液相含量对变形起到润滑作用,减少了固相变形引起的应力集中,有效地降低了变形抗力,改善了成形性。力学性能研究表明:半固态锻造Ti-Cu系合金较常规锻造合金强度升高,塑性降低。随着Cu含量的升高,合金的强度明显提升,塑性降低。分析认为:力学性能的变化主要是由于Ti_2Cu相析出含量、形态和分布相关,随着Cu含量和半固态温度的升高,更多Ti_2Cu相在晶内和晶界析出,引起析出强化作用,同时,晶界析出的针状Ti_2Cu相形成了偏析带,降低了合金塑形。     

半固态锻造Ti14合金的拉伸性能和组织演变特征(英文)

通过室温和高温拉伸性能测试,对比研究了Ti14合金经常规锻造(950℃)和半固态锻造(1000℃和1050℃)后试样在不同温度区间的宏观力学行为,分析了微观组织演变规律、断口微观形貌及断裂特征。结果表明:合金经半固态锻造后表现出高强度、低塑性的力学特征,随着半固态锻造温度的升高,合金力学性能下降。半固态锻造过程中组织的变化是引起力学性能差异的主要原因,而组织演变的主要特征是Ti2Cu析出相形态和分布的变化。随着半固态温度的升高,更多的液相在晶界析出,并在凝固过程中析出大量板条状Ti2Cu相,最终在晶界上形成偏析带组织。这种带状组织在拉伸过程中引发了解离断裂,导致了低塑性。此外,通过再结晶退火可以有效地细化半固态组织,改善强度性能。     

Ti14合金半固态变形的组织演变特征

以新型阻燃合金Ti14合金(α+Ti2Cu)为对象,研究了Ti合金在固态和半固态变形的组织演变过程,分析了温度和变形量对合金晶粒形态和晶界特征的影响,结果表明:半固态条件下未发生动态再结晶,使得晶粒粗大,温度影响了液相的析出,随着温度的升高,液相析出量增加,并集中在晶界处,使得晶界宽化,由不连续转变为连续分布;变形量改变了晶界的界面能,促使晶界发生迁移和转动,导致弯曲的晶界向其曲率中心方向移动,三叉晶的交角向120°趋近。     

SIMA法工艺参数对6061铝合金半固态组织和性能的影响

以15 mm的6061商业铝合金板材为原材料,采用室温镦粗为预变性方式的SIMA(应变诱导熔体激活)法制备了6061合金半固态坯料,研究了变形量和热处理工艺对半固态组织演变和性能的影响。结果表明,镦粗变形可使6061初始板材中的晶粒被打碎而细化,并储存变形能,而随变形量增加,半固态组织中固相颗粒尺寸减少、圆整度更好,当达到临界变形量33.3%后组织变化不大。提高热处理温度可以促使液相比例提高和加快晶粒圆整化进程,但也使晶粒尺寸长大的速度更快。随热处理时间延长,晶粒尺寸先减小后增大并逐渐圆整化。热处理后,6061半固态坯料的室温屈服强度比初始与墩粗后的板材低,但是伸长率得到明显提升,且屈服强度随着热处理时间的延长急剧下降。6061合金半固态坯料的最优SIMA法制备工艺参数是:变形量为33.3%,等温热处理温度为620℃,保温时间为45 min。     

预变形对高强度铝铜合金组织性能的影响

通过拉伸和金相断口扫描观察研究了时效前预拉伸形变程度(1％、3％、5％、7％和9％)对新型高强度铝铜合金组织和性能的影响.结果表明,随变形量的增大,合金的强度缓慢增加,塑性缓慢下降,变形量为5％的强度为460 MPa,其塑性达到3％,强塑性匹配较好.这主要是因为预变形促进了基体中弥散强化相的析出,使组织中的析出相均匀分布.     

Ti14合金半固态变形的晶界偏析行为

以新型阻燃钛合金Ti14(α+Ti2Cu)为对象,研究了合金在半固态条件下的晶界偏析行为.结果表明,Ti14半固态变形使得Cu元素在晶界偏聚,冷却后以Ti2Cu相偏析于晶界,偏聚和偏析过程与半固态变形温度具有较大的相关性;同时,提出了Ti2Cu相形核和析出长大动力学模式,并用非经典形核长大理论进行了解释.     

典型阻燃钛合金半固态锻造的力学特性

将典型Ti14合金在半固态进行了1次锻造成形,对锻造试样进行拉伸,研究其室温和高温的力学性能,并对拉伸断裂机理进行了分析。结果表明:不同的半固态温度和变形量对锻造试样的力学性能有明显的影响,随着温度和变形量的提高,强度增大,塑性降低,在1050℃和75%变形量时,合金强度最高;高温拉伸与室温拉伸表现出相同的趋势。随着温度的升高,拉伸断口由典型的穿晶断裂转变为沿晶断裂和穿晶断裂的混合断裂。     

热处理对冷轧变形Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金组织与力学性能的影响北大核心CSCD

利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、硬度测试和拉伸实验等手段,研究了退火温度对冷轧变形量为95%的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:合金经过95%冷轧变形后仍保持FCC单相;冷轧变形后的合金的硬度明显提高,塑性大幅下降,强度提高了4~5倍;经过600℃以上温度退火后,合金发生再结晶;随着退火温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,合金强度下降,塑性提高,断口形貌由解理特征向韧窝特征转变;同时在600~800℃退火时合金中有少量第二相(BCC相)析出,温度越高,第二相析出越明显。     

冷却方式对半固态Ti14合金微观组织的影响

采用OM,SEM,XRD研究不同的冷却方式炉冷(Furnace Cooling,FC)、空冷(Air Cooling,AC)和水淬(Water Quenching,WQ)对半固态Ti14合金微观组织形貌以及相组成的影响。结果表明:3种冷却方式均没有改变合金的相组成,但影响Ti2Cu相的形态和分布。炉冷后,Ti2Cu相以颗粒状按一定位向析出,并排列形成条状和树枝状;空冷后,Ti2Cu相以颗粒状和层片状分布于晶内和晶界;水淬后,晶界液相特征明显,晶内和晶界无明显析出。分析认为:半固态Ti14合金冷却过程中经历了包晶凝固,包晶反应发生在液相/β/Ti2Cu三线交点处,使得三线交点处的溶质分布很不规则,包晶相的形核和生长形态发生改变,同时,冷却方式不同影响包晶反应程度,从而影响后序的共析组织,使得不同冷却方式冷却后产生了不同的组织形貌。     

热机械加工对EW75镁合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等手段,研究了恒温多向锻造工艺对EW75镁合金显微组织和力学性能的影响,并分析了动态再结晶机制。结果表明,500和470℃锻造态EW75镁合金薄板都发生了动态再结晶,而440和410℃锻造态EW75镁合金薄板中可见大量细小颗粒状析出相,未见明显动态再结晶组织,且在平行于锻压方向上,可见原始晶粒形貌以及颗粒状析出相,而在垂直于锻压方向上,可见明显加工变形流线。470℃锻造态EW75镁合金薄板发生了完全动态再结晶,平均晶粒尺寸约为15μm,且合金中动态再结晶晶粒大部分为大角度晶界。经过锻造处理后的EW75镁合金薄板的强塑性相较于固溶态均有明显提升,随着锻造温度的降低,EW75镁合金薄板的抗拉强度和规定塑性延伸强度都呈现逐渐上升的趋势,而断后伸长率则表现为先增加后减小的特征。在470℃锻造时,EW75镁合金薄板具有最好的塑性,这主要与完全再结晶协调塑性变形以及较大的晶粒间取向差有助于晶面滑移有关。     

钛的电阻钎焊技术研究

研究了Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ－２Ｓｉ和Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ－５Ｓｉ金属间化合物合金的热轧组织与性能,结果发现：随着变形量的增加,两种合金第二相Ｔｉ５Ｓｉ３变得细小且趋向于均匀分布。变形量越大,合金的室温四点弯曲程度越大,含Ｔｉ５Ｓｉ３较多的Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ－５Ｓｉ合金的弯曲强度较高。两种合金的室温弯曲断口形貌均为准解理形式,两相界面结合较强。高温拉伸试验表明：随变形量的增大,Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ－２Ｓｉ合金的拉伸强度和塑性都增加。Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ－５Ｓｉ合金由于变形量较大和较高的强化相体积含量,拉伸强度明显较Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ－２Ｓｉ合金的为高,但塑性却大为降低     

时效处理对铝锂合金断裂行为的影响

通过拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜等设备对不同时效工艺下铝锂合金厚板的拉伸性能、微观组织以及断裂特征进行了系统研究。结果表明:随人工时效时间延长,合金的高向强度迅速增加,同时延伸率快速降低,合金的断裂方式也由穿晶滑移剪切+沿晶混合断口转变为单纯的沿晶断口。时效过程中晶内析出了大量的T₁相,提高了晶内强度,抑制了拉伸过程中晶内的协调变形,降低了合金的塑性并导致合金沿晶开裂。     

Microstructure evolution and thermal stability of nanocrystalline Cu-Nb alloys during heat treatment

The microstructure evolution and high thermal stability of the mechanically-alloyed supersaturated nanocrystalline Cu-10%Nb alloy during subsequent heat treatment were investigated by X-ray diffractometry and transmission electron microscopy (TEM). The results show that no significant change of the microstructure of the solid solution can be detected after annealing at 300-400 ℃. The pronounced phase separation can be detected at 700 ℃. After annealing for 30 min at 900 ℃, almost all the Nb atoms precipitate from the solid solution, and the average Cu grain size is about 37 nm. As the solute atoms hinder the migration of fcc phase, at Cu grain boundaries, no significant grain growth occurs before large amount of Nb atoms precipitates from Cu matrix, and the decrease of internal strain and density of dislocation is small. Furthermore, the nanosized Nb precipitates can also help to reduce the Cu grains growth through precipitating pinning effect. Therefore, the mechanically-alloyed nanocrystalline Cu-Nb alloys have a high thermal stability. And the contaminations brought into the Cu matrix by milling can influence the phase formation and the thermal stability of Cu-Nb alloys during heat treatment.     

Ti、Zr对纯铝微观组织和力学性能的影响

通过向工业纯铝中单独或复合添加微量Zr、Ti元素,研究了Zr、Ti合金化对纯铝微观组织、力学性能及抗细化衰退性能的影响。结果表明:Zr元素能显著提高纯铝的硬度,对晶粒有一定的细化作用,但其细化效果远不及Ti;Ti元素具有较强的晶粒细化效果,但对合金的硬度影响较Zr元素小;当Zr、Ti复合添加时,Ti能明显改善Zr元素对晶粒的细化能力,使细化后的合金达到强度、硬度和塑性的合理匹配。Zr、Ti复合孕育剂具有良好的抗晶粒细化衰退性能,这很大程度上取决于Al3(Ti,Zr)粒子优异的晶粒细化性能、热稳定性能及抑制晶粒长大性能。     

轧制变形量对Zn-3Cu合金显微组织、力学和耐腐蚀性能的影响

本文以Zn-3Cu合金为研究对象。研究了轧制变形量对Zn-3Cu合金的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。研究结果表明,随着轧制变形量的增加,Zn-3Cu合金基体晶粒细化程度不断加深,合金中的CuZn5相沿着轧制方向不断被拉长并出现部分断裂。Zn-3Cu合金的强度先增后减,塑性不断增强,60%变形量的Zn-3Cu合金具有最高的屈服强度,达到了263.1 ± 4.9 MPa。 随着变形量增加,轧态Zn-3Cu合金的耐腐蚀性能逐渐减弱,铸态Zn-3Cu合金表现优异的耐腐蚀性能。     

道次压下量对2197铝锂合金轧制组织与力学性能的影响

针对铝锂合金塑韧性、成形性差的问题,本工作通过OM/SEM微观组织分析、拉伸及硬度/电导率测试,研究了在总压下量75%条件下、轧制道次压下量(即10%、30%、30%+60%,分别对应小、中、大道次压下量)对2197铝锂合金组织与力学性能的影响。结果表明：道次压下量显著影响铝锂合金的晶粒结构、析出相的数量及分布。轧制态合金的强度随单道次轧制压下量的增加而显著增加、而塑韧性则明显下降。T8时效处理使析出相大量析出,轧制合金中的Portevin-Le Chatelier(PLC)效应得到消除,小、大道次压下量轧制合金的力学性能得到显著提升。大压下量轧制合金经时效处理后强塑性综合力学性能最高,抗拉强度为384.94 MPa、断后伸长率为12.45%,较小、中道次压下量轧制时效合金分别提高2%、21%和29%、31%。     

高氮高钼合金连铸表面裂纹原因分析

S31254是一种超级奥氏体不锈钢,含有大量的Cr、Ni、Mo、N和Cu等合金元素,具有优异的抗腐蚀性能和综合力学性能。当前,S31254合金连铸主要问题是表面裂纹。通过对S31254合金的材料特性、热模拟断裂机制、凝固原位观察研究,利用金相显微镜和扫描电镜系统分析了S31254裂纹缺陷成因。研究结果表明,S31254合金中有大量分布于铸态组织晶界的析出相,析出相包括σ相、χ相、Laves相和氮化物等,析出相特征是富Cr和Mo、贫Ni。当温度升高至1 240℃左右时,所有的析出相熔入到奥氏体相中,最后熔化的析出相为σ相。随着S31254合金析出相沿晶界析出,铸态晶界脆化,铸坯试样断裂机制演变为沿晶的脆性断裂,这降低了合金的高温塑性,增大了发生裂纹的倾向性。