超高强度18Ni无钴马氏体时效钢的力学性能

研究了2000MPa级18Ni无钴马氏体时效钢的热处理对微观结构和力学性能的影响,并对无钴马氏体时效钢的强韧化机理进行了探讨.结果表明,固溶态18Ni无钴马氏体时效钢的硬度几乎不受固溶温度和固溶时间的影响;峰时效时屈服强度达到2000MPa以上,δ和KIc分别为9％,70Ma·m1/2,强度和韧性达到最佳配合.TEM观察表明,18Ni无钴马氏体时效钢通过在高密度位错基体中时效析出纳米尺度沉淀相Ni3（Mo,Ti）而实现强韧化,沉淀强化遵循Orowan位错绕过机制.     

时效时间对SLM 18Ni300马氏体时效钢组织性能的影响

对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形马氏体时效钢进行固溶及500 ℃时效不同时间的热处理,分析时效时间对其组织性能的影响。结果表明:SLM 18Ni300钢经固溶+时效处理后,其组织为马氏体、逆转变奥氏体和Ni₃(Mo, Ti)析出相,随时效时间增加,析出相数量逐渐增加并聚集长大,同时逆转变奥氏体含量增大。随时效时间的增加,其硬度和强度逐渐增加达到峰值后下降,而伸长率不断增加。SLM 18Ni300钢的最佳时效工艺为500 ℃×4 h。     

Ti含量及时效工艺对00Cr12Ni9Mo4Cu合金组织和硬度的影响

通过金相观察、维氏硬度测试、X射线衍射仪分析,研究了Ti含量、冷加工变形、时效时间和温度对00Cr12Ni9Mo4Cu马氏体时效不锈钢组织和硬度的影响.结果表明,合金中每增加1%Ti含量,硬度值平均增加△HV为115,固溶强化、冷加工强化和时效析出强化是合金强化的主要原因,其中时效强化对硬度提高的贡献最大,低Ti合金450℃为最佳时效温度,中高Ti合金475℃为最佳时效温度.但是,过高的Ti含量会引起合金固溶处理后的残余奥氏体和高温δ铁素体数量增多.     

热处理工艺对激光熔化沉积制造JBK-75合金组织及性能的影响

采用激光熔化沉积技术制备JBK-75合金,选取750℃直接时效和1180℃高温固溶+750℃时效两种不同热处理工艺路线,分析了其沉积态的显微结构,对比两种不同热处理态的组织和力学性能。结果表明,沉积态JBK-75合金组织表现为各向异性,存在柱状晶、胞状组织和Ti元素偏聚。直接时效处理JBK-75合金打印组织未发生溶解,打印组织对强化相(γ′相)的析出行为几乎没有影响,但是Ti元素的偏聚促进了晶界有害相(η相)的生成。高温固溶+时效处理JBK-75合金打印组织消失,获得细小均匀的γ晶粒且在晶界未发现η相。高温固溶+时效处理激光熔化沉积JBK-75合金表现出最佳的强塑性配比,抗拉强度为1055 MPa、屈服强度为679 MPa、断后伸长率为29%,达到锻件JBK-75合金热处理态力学性能水平。     

无钴马氏体时效钢的研究与应用

从无钴马氏体时效钢的种类、合金化、热处理对该材料力学性能的影响及强化机理等方面综述了无钴马氏体时效钢的研究和应用概况.无钴马氏体时效钢中不含昂贵的钴元素,利用板条马氏体基体上析出的Ni3(Ti,Mo)等沉淀相来实现强化,在低于2100MPa的强度范围内,与同级别的含钴的18Ni马氏体时效钢相比,有相近的强韧性.     

Nb对钠冷快堆包壳用15-15Ti奥氏体不锈钢组织和拉伸性能的影响

使用OM、SEM和TEM等方法研究了0~0.46wt.%Nb对固溶态和时效态15Cr-15Ni含Ti奥氏体不锈钢(15-15Ti)中析出相类型、形貌及其分布的影响。结果表明,Nb取代了(Ti,Mo)C相中部分Ti、Mo原子,在0.21wt.%Nb和0.46wt.%Nb合金中形成富Nb的(Nb,Ti)C相,而且Nb含量的增加使固溶态的奥氏体基体组织细化。在850 ℃时效1000h后,组织中有sigma相、MC碳化物析出,Nb的增加促进了 Nb、Mo元素在sigma相中的富集,促使sigma相更为细小、弥散析出。固溶态和时效态试样的室温、650 ℃拉伸结果表明,在0~0.46 wt.% Nb范围内,Nb含量的增加对固溶态合金室温和高温拉伸性能影响较小,而Nb促进析出的sigma相对时效态合金的拉伸性能影响较小。     

时效时间对00Ni18Co12Mo5Ti不锈钢组织与力学性能的影响

采用电子显微镜、扫描电镜、万能试验机、洛氏硬度计等研究了00Ni18Co12Mo5Ti马氏体时效硬化不锈钢在480℃经不同时间时效处理后的组织与力学性能。结果表明:固溶态的00Ni18Co12Mo5Ti试验钢组织主要为板条状马氏体,随着时效时间的延长,组织中球状析出相数量先增加后减少,480℃×6 h时效试验钢析出相数量较多。试验钢经850℃×1 h固溶处理后,进行480℃不同时间的时效处理,随着时效时间的增加,试验钢的硬度先迅速提高达到峰值,随后有小幅下降趋势。480℃×6h时效试验钢的硬度、抗拉强度均达到最大值,分别为51.4HRC、1915MPa,伸长率达到10.7%。     

固溶-时效对粉末成形TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶温度、冷却方式以及时效温度对粉末成形TC4钛合金相组成、微观组织以及力学性能的影响,分析了固溶-时效热处理过程中微观组织变化及析出强化机制。结果表明,在两相区固溶处理,随固溶温度的升高,初生α相含量不断减少;单相区固溶处理后,初生α相全部溶解,析出相呈片层状;固溶时采用水冷可获得α+α′组织,时效过程中马氏体分解形成的次生弥散相实现合金强化。粉末成形TC4钛合金经950℃/1 h/WQ+500℃/4 h/AC热处理后,综合性能匹配良好,抗拉强度为1231 MPa,屈服强度为1126 MPa,延伸率为10.75%。     

热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织与力学性能的影响

分析了固溶和时效热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织和室温拉伸性能的影响.结果表明,锻件固溶加热时间过长或重复固溶将降低室温拉伸性能.锻件经正常时效后,强化相已充分析出,延长620℃保温时间还可补充析出少量强化相,使强度提高.δ相的形态和数量影响锻件的室温拉伸性能,尤其影响合金的屈服强度.固溶热处理加热过程对锻件组...     

不同处理状态下Cu-2.5Fe-0.03P合金的组织与性能演变

以Cu-2.5Fe-0.03P高强高导铜合金带材为研究对象,测试不同处理状态合金板材的力学性能和电学性能,采用金相和电子显微分析方法研究该合金不同加工热处理状态下的组织与性能演变规律及其时效析出特性.并在此基础上研究微量元素Fe和P在合金中的存在形式和作用机制.结果表明:Cu-2.5Fe-0.03P合金热轧后在线固溶态合金基本上为单相固溶体,合金硬度、强度和电导率较低,塑性较好,但还存在少数未溶的Fe相外,在线固溶效果有待进一步改善;软化退火后的薄带进一步冷轧并时效后,合金成品薄带的显微硬度、抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别达到147 HV、456 MPa、271 MPa、10.7%和29.9 S/m;热轧-在线固溶-冷轧-时效态Cu-2.5Fe-0.03P合金中的Fe和P以Fe_3P和Fe相形式存在,合金的高强度来源于形变热处理产生的亚结构强化及Fe_3P和Fe粒子的析出强化.     

NiTi40合金微观组织结构的电子显微学分析

采用扫描电子显微分析(SEM)、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)、高分辨电子显微分析(HRTEM)、高角度环形暗场-扫描透射(HAADF-STEM)等技术手段,对NiTi40(60%Ni+40%Ti,质量分数)合金淬火态样品的微观组织结构进行分析。结果表明:NiTi40合金在950℃、150 min固溶水冷和1050℃、150 min固溶水冷的硬度值相近,为60~61 HRC,但微观组织结构有显著的区别。经950℃固溶水冷后,合金中的粗大第二相主要为NiTi2和Ni3Ti相,还有少量和NiTi2相互伴生的TiC相;经1050℃固溶水冷后,合金中的Ni3Ti相接近完全回溶的,粗大第二相主要为相互伴生的NiTi2及Ti C相。随着固溶温度的升高,合金的晶粒尺寸明显增大,合金晶界处的小晶粒在1050℃固溶时基本消失。经950℃固溶处理,晶内析出相主要为10~20 nm的Ni4Ti3相;经1050℃固溶处理,晶内析出相主要为几十至几百纳米的Ni4Ti3相。     

固溶-时效处理对Ti-Ni-Cr形状记忆合金拉伸性能和显微组织的影响

用拉伸试验和透射电子显微镜研究了固溶时效处理对Ti-50.8Ni-0.3Cr形状记忆合金拉伸性能和显微组织的影响。800℃固溶淬火态合金的塑性优于时效态。随时效时间tag延长,300和400℃时效态合金的抗拉强度Rm300和Rm400先急剧增大后趋于稳定,且Rm300相似文献   

固溶温度对超纯净18Ni(350)马氏体时效钢断裂韧性及微观组织的影响

研究了在1083—1483K温度范围内，固溶温度对超纯净18Ni(350)马氏体时效钢断裂韧性(KIC)的影响．通过透射电镜(TEM)研究了马氏体时效钢微观组织的变化，结合相变曲线和断口扫描电镜(SEM)观察，探讨了固溶温度对断裂韧性的影响机理．结果表明：超纯净马氏体时效钢的断裂韧性(KIC)随着固溶温度的升高或再结晶晶粒尺寸的长大而增加，不存在常见的Ti(C，N)在晶界偏聚而引起的“热脆”现象．固溶态马氏体时效钢由单一的马氏体板条组成，其形貌、间距以及位错密度不受固溶温度的影响．在时效过程中，随着固溶温度的升高或再结晶晶粒的粗化，Ni3(Mo，Ti)等时效析出相在晶界或板条界的偏聚程度逐渐加重并导致基体软化，合金元素Ni，Mo的富集诱发了逆转变奥氏体形成．这使裂纹尖端易于钝化而表现出韧窝状穿晶断裂和保持较高的断裂韧性．     

固溶处理对Ni48Cr21Cu2Mo合金组织与力学性能的影响

采用材料分析模拟软件(JMatPro)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等研究了Ni48Cr21Cu2Mo合金棒材随不同制度固溶处理后组织性能的演化规律。平衡相图计算结果显示,温度超过990 ℃时,合金基体组织基本已为γ相,在870~1008 ℃存在Laves相,870 ℃以下析出δ、γ′和σ相。合金显微组织研究结果显示,随着固溶温度的升高,晶粒尺寸不断长大、颗粒相逐步回溶,经1010 ℃固溶处理后的显微组织最均匀且其中颗粒相已基本回溶。时效后,合金中析出γ′相和γ″相,晶界出现粒状δ、σ复合相。经1010 ℃×1 h固溶并在718 ℃×8 h+622 ℃×8 h时效处理后的Ni48Cr21Cu2Mo合金具有优良的综合力学性能。     

固溶处理及时效对镍钛形状记忆合金组织演化及力学性能的影响

将镍钛形状记忆合金Ni50.9Ti49.1（摩尔分数）在1123 K固溶处理2 h,然后分别在573、723和873 K时效2h。采用透射电镜、高分辨率透射电镜、扫描电镜和压缩实验,系统研究固溶处理和时效对镍钛合金组织演化及力学性能的影响。结果表明：固溶处理有助于消除原始镍钛样品中的Ti2Ni相,但不能消除TiC相。固溶处理导致镍钛合金中原子排列的有序畴界。在所有时效镍钛样品中,Ni4Ti3析出相、R相和B2奥氏体相共存于室温下的镍钛基体上,然而在873 K时效的镍钛样品中,可以观察到马氏体孪晶。在573和723 K时效的镍钛样品中,细小密集的Ni4Ti3相均匀分布在镍钛基体上,而且与B2基体保持共格关系。然而,在873 K时效的镍钛样品中, Ni4Ti3相尺寸非常不均匀,和B2基体保持共格、半共格和非共格关系。在723 K时效的条件下,细小均匀的Ni4Ti3相阻碍位错运动,导致最大的位错滑移临界分切应力,因此镍钛样品表现出最高的屈服强度。     

Study on the Precipitation of gamma ' in a Fe-Ni Base Alloy During Ageing by APTEI北大核心CSCD

High strength Fe-Ni base austenitic alloys, such as A286 and JBK-75, are widely used in gas turbine jet engines and hydrogen service and so on because of their excellent corrosion resistance and low hydrogen embrittlement sensitivity. The ordered coherent gamma' [Ni-3(Al, Ti)], precipitated during ageing, is thought to have the main contribution on the strength. Thus, it is very important to understand the characterization of the precipitation. However, few previous studies are focused on atomic scale evolution of the precipitated phase. Atom probe tomography (APT) is a unique microscopy technique that provides 3D analytical mapping of materials at near atomic resolution and a high detection sensitivity for all elements. The present research is focused on the microstructure evolution at ageing temperature at different time scales using APT. A Fe-Ni base austenite alloy were aged at 620 degrees Cfor different time after solution treated at 980 degrees C for 2 h. Hardness testing indicates that a sharp increase is observed when the ageing time is less than 6 h. The hardness is up to 205 HV from the initial 145 HV at the ageing time 6 h. After that the hardness increases slowly. The hardness is 251 HV at 120 h. APT results reveal that Ti-rich nano-clusters precipitate obviously at the initial stage of ageing, which contain Fe, Cr, Ni, Mo and Al elements. As the ageing time increases, more Ni and Al atoms are segregated in the Ti-rich nanoclusters while the Fe, Cr and Mo are ejected from the nanoclusters. When the ageing time is up to 120 h, the Ni/(Ti+Al) ration is approximately close to 3. The precipitates can be identified as gamma' phase. The results reveal that the formation of gamma' involves nucleation and growth. Effect of the number density and the size of the gamma' precipitates on the hardening of the alloy has been estimated.     

Microstructure and Mechanical Properties Determined in Compressive Tests of Quasi-Rapidly Solidified NiAl-Cr(Mo)-Hf Eutectic Alloy After Hot Isostatic Pressure and High Temperature Treatments

The effect of high cooling rate of approximately 10² K/s and subsequent hot isostatic pressure (HIP) and high temperature (HT) treatment on the microstructure and mechanical properties of NiAl-based intermetallic alloys was investigated. The results reveal that rapid solidification refines the microstructure of the NiAl-Cr(Mo)-0.5Hf eutectic alloy and transforms the Ni₂AlHf Heusler phase, which is present in the equilibrium state to a metastable Hf(Ni, Al, Cr) solid solution phase. Simultaneously, the shape and distribution of the Hf(Ni, Al, Cr) solid solution phase were considerably improved. After the HIP treatment, the Hf(Ni, Al, Cr) solid solution phase has changed from continuous distribution along eutectic cell boundaries into semicontinuous distribution, and the primary NiAl(Cr, Mo) phase has coarsened. The HT treatment reduces the volume fraction of the primary NiAl(Cr, Mo) phase and optimizes the distribution of the Hf(Ni, Al, Cr) solid solution phase. Rapid solidification and the resulting fine-grained microstructure will significantly improve the mechanical properties of the alloy in compression tests. However, additional HIP and HT treatments enhance the high-temperature strength properties obviously.     

双晶体NiTi形状记忆合金在无/有应力作用时效下的Ni_4Ti_3相沉淀行为模拟(英文)

运用相场方法研究双晶体NiTi形状记忆合金分别在无应力和有应力作用下时效过程中Ni4Ti3相的沉淀行为,模拟研究两种不同初始过饱和度(Ni含量分别为51.5%和52.5%,摩尔分数)的NiTi基体并考虑外加应力的影响。模拟结果表明,在无应力作用的体系中,当体系Ni原子初始浓度相对较低(51.5%Ni)时,Ni4Ti3相以非均匀的方式析出,其中晶界上存在大量的Ni4Ti3变体,晶界内大部分区域无变体;当体系Ni原子初始浓度较高(52.5%Ni)时,Ni4Ti3在整个双晶体系中均匀析出。在所研究的两种初始浓度下,一定大小的外加应力将直接导致Ni4Ti3变体在整个模拟体系中均匀析出,而两晶粒中变体的类型分布有所不同。     

Ca对ZA63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Ca对ZA63合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,当加入Ca元素后,舍金晶粒细化,半连续网状的τ相变为细小粒状或棒状,颗粒状τ相更为细小,并形成了细小高熔点Al_2Ca相.随着Ca含量的增加,固溶时效态合金在室温、150℃和175℃温度下的抗拉强度和延伸率基本上呈先升高后降低的趋势.当Ca含量为1.0%时,合金在各温度下的抗拉强度和延伸率都达到最大值.