固溶温度对Ni-Cr基高温合金组织与力学性能的影响

采用SEM、TEM、室温和高温拉伸试验等方法,研究了不同温度固溶处理对Ni-Cr基高温合金显微组织及力学性能的影响规律。结果表明:Ni-Cr合金铸态组织为典型的粗大枝晶结构,在晶界和晶内均有条状、块状的富含Nb和Ti的MC型碳化物。随着固溶温度的升高,碳化物数量逐渐减少,尺寸逐渐减小,在1100～1150℃时,碳化物溶解最为明显。随着固溶温度的升高,Ni-Cr高温合金室温力学性能表现为抗拉强度逐渐升高,1250℃固溶试样抗拉强度比1000℃固溶试样的抗拉强度增加了14.7%,屈服强度、伸长率变化不明显。合金高温(600℃)力学性能表现为随着固溶温度的升高,强度先升高后降低,当固溶温度为1100℃时,合金强度达到最大值,伸长率都在50%以上。     

热处理对选区激光熔化GH3230显微组织及高温拉伸力学性能的影响

为有效提高GH3230高温合金的综合高温力学性能,本文利用选区激光熔化技术成形了GH3230试样,按照优化的热处理制度做了固溶处理。分析了固溶处理前后合金的显微组织结构,测试了合金的高温拉伸力学性能,研究了析出碳化物的形态和分布对高温拉伸力学性能的影响规律,探讨了高温拉伸断裂机制。结果表明：选区激光熔化GH3230合金显微组织由生长方向与材料堆积方向一致的单一γ固溶体柱状晶构成。固溶处理后,沿γ固溶体柱状晶晶界析出了呈链状分布的M₆C型碳化物颗粒,在柱状晶内部析出了弥散分布的M₆C型超细碳化物颗粒,柱状晶变粗,晶粒取向差异减小,出现向等轴晶转变的趋势;高温拉伸力学性能各向异性程度减弱,由于显微组织仍为具有定向凝固特征的柱状晶组织,不同方向的高温拉伸力学性能仍在差异;纵向及横向高温拉伸断裂机制均为沿晶韧性断裂。     

激光选区熔化GH3536高温合金的成形工艺及组织性能

研究了激光选区熔化GH3536高温合金的成形工艺及不同冷却方式和热处理制度下的显微组织和高温拉伸性能。结果表明:随着激光功率的增加,合金的孔隙率整体上呈先降低后增加的趋势;当激光功率较低时,合金的孔隙率随扫描速度增加而升高;当激光功率较高时,合金的孔隙率随扫描速度增加先降低后增加;扫描间距为0.11 mm时,合金的致密度达到99.8%以上。优选成形工艺为:激光功率285 W,扫描速度960 mm/s,扫描间距0.11 mm。1175 ℃保温1 h后冷却速度越慢,热处理后合金的高温伸长率越高。炉冷时,晶界处析出连续的碳化物,使晶界强度增加,高温塑性提高。热等静压后进行1200 ℃高温固溶处理,合金的晶粒尺寸较为均匀,原晶界处粗大断续状的碳化物变得连续均匀,使合金的横纵向高温伸长率达到36%以上。     

二次挤压对Mg-5.0Gd-4.0Ni-0.5Cu-0.8Y-0.5Zn合金显微组织及力学性能均匀性的影响

采用金相显微镜、电子扫描显微镜、万能拉伸试验机等研究了一次挤压(E1)、二次挤压(E2)对Mg-5.0Gd-4.0Ni-0.5Cu-0.8Y-0.5Zn合金棒材显微组织及力学性能均匀性的影响。结果表明:一次挤压后,合金心部呈现双峰组织,边部是均匀的细晶组织,棒材织构整体呈现基面织构且心部织构显著强于边部,边部强度和伸长率明显高于心部;二次挤压后,边部和心部都是均匀的细晶组织,心部织构显著降低,但仍略高于边部,力学性能进一步提高,在不同部位基本一致。二次挤压显著提高了可溶解镁合金组织及力学性能的均匀性。     

800 MPa级热基镀锌复相钢的开发

设计了一种Nb、Ti微合金化低碳复相钢,采用SEM、TEM及力学性能测试等方法研究了退火镀锌过程中热轧复相钢显微组织、析出相和力学性能的演变规律,进行了800 MPa级热基镀锌复相钢工业试制。结果表明,热轧复相钢的显微组织主要由铁素体、马氏体和马/奥岛构成。退火镀锌过程中,马氏体和马/奥岛分解形成高温回火马氏体,铁素体内可动位错密度降低,同时析出纳米级Nb、Ti和Mo的复合碳化物,导致抗拉强度降低、屈服强度和扩孔率显著提高。热基镀锌复相钢的显微组织主要由铁素体和高温回火马氏体构成,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和烘烤硬化值分别为769 MPa、852 MPa、14.5%和43 MPa,扩孔率达到53%,具有良好的力学性能和局部成形性能。     

反应堆压力容器法兰接管锻件的组织与力学性能

对壁厚为534 mm的反应堆压力容器法兰接管段锻件截面的5个不同部位取样进行室温、350℃高温拉伸和冲击试验。试验结果表明,厚截面锻件呈现出显著的尺寸效应,从表面到中心部位,强度和冲击值均呈下降趋势,表面和中心部位的强度相差近50MPa,而-20℃冲击功相差150 J。利用OM、SEM对锻件截面不同部位的显微组织进行观察,内、外表面为粒状贝氏体和少量马氏体的混合组织,贝氏体铁素体尺寸和碳化物细小。内、外1/4壁厚和中心位置的组织则为全粒状贝氏体,贝氏体组织粗大,碳化物多分布在原奥氏体晶界和贝氏体板条界处。分析认为,法兰接管段锻件在淬火冷却过程中截面厚度不同部位的冷却速度不同,是导致锻件截面厚度组织和力学性能不均匀的主要原因。     

挤压变形对镁合金组织与力学性能的影响

研究了镁合金管材挤压成形工艺参数,如坯料温度、模具温度、润滑、挤压比、挤压速度等对镁合金管材挤压后组织与力学性能的影响,以及镁合金管材挤压成形后高温性能、室温性能和超塑性性能。结果表明:镁合金挤压管材的室温力学性能为屈服极限190 MPa,拉伸强度280 MPa,伸长率17%;镁合金挤压管材在400℃高温时的力学性能为屈服极限、拉伸强度值接近25MPa,伸长率180%;随着变形程度的增大,力学性能指标随之增大,并分析了镁合金管材挤压后组织状态的变化。     

层间温度对CMT电弧增材制造2Cr13不锈钢薄壁件成形及组织和性能影响

该文利用冷金属过渡（Cold metal transfer, CMT）技术,使用电弧丝材增材制造系统制造2Cr13马氏体不锈钢单道多层薄壁试样,并研究了不同层间温度（100℃,150℃和200℃）对薄壁试样表面成形,微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,较高的层间温度会使得薄壁成形件整体温度升高,散热状况变差,熔池高温存在时间增长,熔融金属流动性增强,最终导致成形件表面变差甚至塌陷。成形件中部组织在经历反复加热和冷却过程后,主要由极为细长的板条马氏体组成,并伴有少量铁素体以及沿铁素体晶界析出的碳化物。靠近重熔区位置由于熔池的热作用会导致马氏体组织过热而发生相变,形成密集的铁素体。随着层间温度减小,成形件晶粒尺寸和分布更为细小均匀;另外,弥散分布在铁素体晶界上的碳化物阻碍位错运动,两者的共同作用使得显微硬度和抗拉强度随层间温度降低而升高,同时拉伸试样的断后伸长率也随之增大。拉伸断裂形式均为韧性断裂,随着层间温度的减小,同取样方向上拉伸试样断口尺寸越来越大,韧窝也越来越深。     

超高碳钢球化组织与性能研究

对一种含碳量为1.41%的超高碳钢分别采用离异共析（DET）和淬火＋高温回火工艺球化后进行组织和力学性能研究。结果表明：球化处理后锻造组织中的碳化物得到充分球化,获得了铁素体基体上弥散分布超细球状碳化物的组织;其屈服强度和抗拉强度都有明显提高,伸长率达到17.5%,是一种优良的结构钢材料;超高碳钢拉伸过程中裂纹容易在大颗粒碳化物处萌生并扩展。     

Sm对AM60合金显微组织和力学性能的影响

借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和DNS100电子万能试验机研究AM60合金中加入Sm后的显微组织和力学性能,并分析Sm对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加元素Sm可以细化镁合金的晶粒,改变β相的形态和大小,从连续或断续网状、长条状,变为卵石状或颗粒状均匀弥散分布在α-Mg基体上,显著改善合金的显微组织。Sm的加入可形成稳定性较高的颗粒状Al2Sm高温化合物相。随着Sm含量的增加,合金的抗拉伸强度和伸长率呈现先升后降的趋势,当Sm含量为1.0%(质量分数,下同)时抗拉伸强度和伸长率分别达到最大值210MPa和6.9%。室温下AM60合金的断口呈解理断裂,加入Sm变质后其断口形貌表现为准解理+局部韧性断裂特征。     

挤压AZ31镁合金管材的组织性能及热塑性研究

分析了AZ31镁合金管材经过挤压变形后室温和高温的材料组织和力学性能变化,通过实验获得了镁合金挤压管材在室温下的相关力学性能指标,其屈服极限、拉伸强度、伸长率分别为190MPa,280MPa,17%;获得了在400℃高温条件下的相关力学性能指标,屈服极限和拉伸强度近似值为25MPa,伸长率为180%;分析了变形程度对镁合金管材挤压成形后机械性能的影响规律,随着变形程度的增大,各项性能指标随之增大。在此基础上确定了合适的挤压成形工艺参数。     

Ti60钛合金大棒材的显微组织及力学性能

研究2种不同工艺制备的Ti60高温钛合金d300 mm棒材的显微组织及力学性能。结果表明:Ti60合金大棒材的显微组织靠近外表面的区域变形比较充分,显微组织均匀性较好,靠近心部区域α相的等轴化程度低,显微组织均匀性相对表面区域较差,这种差别会遗传到两相区的热处理态显微组织中;不同变形程度的大棒材显微组织尤其是α相的形貌略有差异,但除600℃轴向拉伸性能外,室温拉伸、蠕变性能差别很小,这主要是由于初生α相体积分数较低的缘故。     

时效处理对AZ81镁合金组织与力学性能的影响

通过对挤压坯预成形AZ81镁合金进行模压成形及随后的时效处理,研究了形变及时效过程中显微组织及力学性能的变化规律.结果表明:时效温度埘AZ81镁合金力学性能及显微组织的影响较大,随时效温度升高至200℃,第二相的析出速度加快,且析出相分布变得均匀,细小析出相呈弥散状态分布于晶界上;随时效时间的延长.β-Mg17Al12析出相逐渐增多,当时效温度为200℃、时效20h时,晶界大多被析出物所掩盖,晶粒内充满大量点针状析出相,合金显微组织的各向异性得以消除,成分较为均匀,进一步提高了模压成形镁合金的力学性能,经400℃模压成形及200℃×20 h的时效处理后,其抗拉强度可达358.5 MPa,屈服强度达到260.7 MPa,伸长率为9.8%.     

Y对AZ81镁合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法,研究了稀土元素Y(质量分数为1%～4%)对AZ81镁合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,适量(1%～2%)Y的加入使AZ81镁合金的组织明显细化,β(Mg17Al12)相减少,同时析出了针状和粒状的化合物Al2Y。经时效处理后,随着Y含量增加,在室温和150℃时,合金的拉伸强度和伸长率基本上呈先升后降的趋势。当Y含量为2%时,合金在室温下的拉伸强度和伸长率达到最大,分别为277MPa和11%;Y含量为1%时,合金在150℃时的高温强度和伸长率达到最大,分别为220MPa和12.4%。Y主要是通过固溶强化、析出强化和细晶强化提高了合金的室温和高温强度,改善了合金的塑性。     

1.6%C超高碳钢高温超塑性研究

1.6%C超高碳钢热轧后经810℃×1h+750℃×1 h球化处理后获得理想的球化组织,碳化物颗粒大小、分布较均匀,铁素体晶粒尺寸为3～5 μm.高温拉伸试验表明,在2.5×10-4 s-1的应变速率下,800℃时伸长率高达216%,获得很好的超塑性.扫描电镜分析表明,高温拉伸过程中晶粒基本上保持等轴状,碳化物沿晶界长大、粘连,晶内细小碳化物减少.超高碳钢的高温变形主要依靠晶粒的转动和晶界的滑动来实现.     

杂质元素含量对7075铝合金组织和性能的影响

研究了Si含量变化对7075铝合金显微组织、显微硬度和拉伸性能的影响。结果表明,Si的加入使7075铝合金第二相粒子增多;Si主要以杂质相形态弥散分布在晶粒内或位于晶界处;随着Si含量增加,7075铝合金表面显微硬度增加,拉伸强度和伸长率先增加后减小;Si含量为0.2%时,7075铝合金拉伸强度达到621.3MPa,伸长率为14.5%,拉伸性能达到最佳。     

自由锻变形方式对TC6钛合金棒材组织和力学性能的影响

通过改变自由锻变形方式研究了TC6钛合金棒材组织和力学性能的变化。结果表明:与传统的自由锻方法相比,使用改进工艺锻造的合金增加了组织均匀性,心部和边部显微组织趋于一致。提高显微组织均匀性使TC6钛合金棒材的力学性能均匀性增加,工艺改进后棒材的强度比改进前提高了30~50 MPa,伸长率略有升高。最终获得了组织和力学性能符合ΓOCT90107-73标准的TC6钛合金棒材。     

喷射成形H13钢的组织与力学性能

分别采用传统铸造与喷射成形工艺制备了H13钢并对其进行了锻造和传统热处理.利用OM,SEM和XRD研究了铸造与喷射成形H13钢在不同工艺状态下组织的差异,并且在相同的热处理制度下测试了两者的常温与高温力学性能.结果表明:与传统铸造H13钢相比,喷射成形H13钢具有更好的回火稳定性、更高的室温与高温拉伸强度,室温冲击韧性提高了2倍,并且消除了带状偏析,提高了组织的等向性.喷射成形H13钢力学性能的提高主要归因于沉积态H13钢组织均匀细小,消除了宏观偏析,更没有粗大的一次碳化物,这使得淬火后基体含有更多的合金元素,分布也更均匀,从而在回火时析出的二次碳化物更弥散并且晶粒也更细.     

12Cr1MoV钢高温运行过程中组织和性能的研究

运用金相分析、SEM显微观察及力学性能测试方法分析研究电厂蒸汽管道12Cr1MoV钢在高温环境下长期运行对管材组织和性能的影响.结果表明,高温条件下长期运行,管材强度和塑性均有所下降,管材组织的不均匀性促进了珠光体的球化和碳化物的析出,拉伸断口出现准解理形态,管材的组织和性能发生了轻度劣化,但仍可以继续安全运行.     

径向锻造方式对TC6钛合金棒材组织和拉伸性能的影响

通过改变径向锻造方式研究了TC6钛合金棒材组织和性能的变化,对显微组织及拉伸性能进行了表征。结果表明:与传统的径向锻造方法相比,工艺改进后棒材的组织均匀性增加,心部和边部显微组织趋于一致。工艺改进后棒材的强度比改进前的高约10%,伸长率基本不变;冲击性能略低于改进前的。