两种典型热处理对BT25Y合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对BT25Y合金电子束焊接样品进行700℃/2h AC的退火处理和940℃/2h AC+600℃/8h AC的固溶+时效处理工艺,研究两种热处理工艺对合金焊接区域的组织和力学性能影响。研究结果表明,无热处理情况下,焊缝溶合区主要由α′马氏体构成,焊缝区硬度和强度明显高于基体。700℃/2h AC退火处理后,焊缝区的α′马氏体转变为细小弥散的α相,焊缝区的硬度和强度高于基体,室温拉伸断裂发生基体,焊接样品具有较差的高温持久性能。940℃/2h AC+600℃/8h AC的固溶+时效处理,焊缝熔合区的α′马氏体转变为尺寸较大的片层α相,并且沿原始凝固β晶界存在尺寸较大的连续或断续棒状α析出带,该析出带使得焊接样品在室温拉伸时沿焊缝发生脆性沿晶断裂,该热处理后合金具有较好的高温持久性能。     

热处理对Ti650钛合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对Ti650合金电子束焊接样品进行了不同制度的热处理,研究了焊后热处理工艺对合金焊接样品的组织和力学性能影响。结果表明,Ti650合金真空电子束焊缝焊后主要以亚稳马氏体α′相为主。经700℃/2 h AC退火后,焊缝中马氏体α′相发生近平衡相变α′→α,同时焊缝中析出大量次生短针状α相。经1010℃/1.5 h WC+650℃/2 h AC处理后,α相发生了明显粗化和等轴化。次生析出的短针状α与原始粗化的α片层相结合有效地提高焊缝强度,阻碍了裂纹的扩展,使焊接接头在该条件下具有较好的强度和塑性。经固溶时效后再经700℃/2hAC处理,晶界处逐渐析出等轴α,弱化了晶界强度,引起其塑性的降低。综合分析焊缝区的组织和性能,Ti650合金焊接样品采用1010℃/1.5 h WC+650℃/2 h AC进行焊后热处理,焊缝和基体的性能能够获得较好匹配。     

热处理对Ti1300高强钛合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对不同原始状态的Ti1300合金电子束焊接样品进行不同的热处理,研究了焊前热处理和焊后热处理工艺对合金焊接样品的组织和力学性能影响。结果表明,焊接前不同热处理对合金焊缝组织和性能影响不大,在焊缝无热处理情况下,焊缝主要由较大尺寸的柱状β晶和亚晶构成,形成的α相极少,并主要分布在稳定晶粒的晶界处,这种组织使得焊缝区的强度和塑性明显低于基体。焊接后无论采取哪种热处理工艺,都无法改变合金焊缝区β晶粒的形态和尺寸,亚晶依然存在。热处理可以调节焊缝区α相的含量、尺寸和形态,但析出的α相的分布总体趋向于在稳定晶界处形成。焊缝区的性能依赖于析出α相的尺寸和数量,当单独在较低温度退火或时效时,焊缝区α相强化效果明显,焊缝强度大于基体,断裂发生在基体。     

Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金电子束焊接接头的组织和性能

对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金的电子束焊接接头的组织和性能进行了研究。焊接接头熔合区由B2相柱状晶和分布在上下边缘的少量枝状晶组成,并且沿中心轴对称分布。对焊接接头进行了850℃/2 h/AC(时效)与980℃/2h+850℃/24 h/AC(固溶+时效)两种热处理,时效态接头熔合区的B2相中析出了大量针状O相,而固溶+时效态熔合区的O相更为粗大,且α_2相重新形成。两种热处理后接头的室温拉伸性能相近,但在高温下时效态接头的强度稍高。固溶+时效态接头的650℃持久寿命高于时效态,失效模式均为沿晶断裂。     

焊后热处理对GH4169合金闪光焊接接头组织与性能的影响

本文以GH4169高温合金闪光焊接件为研究对象,研究了热处理对焊缝试样的组织与力学性能的影响规律。结果表明,在焊接热量的作用下强化相γ′′、γ′发生回溶,致使焊接区的强度、硬度均明显低于基体。通过固溶处理后基体的强度降低到和焊缝试样一致,可实现拉伸变形过程中焊接区与基体的均匀变形。对焊缝试样在固溶前和固溶后进行1.2%拉伸塑性变形,经过时效处理(720 ℃8 h(60 ℃/h)-620 ℃8 h AC(空冷))后发现,少量塑性变形对其力学性能几乎没有影响。经固溶时效处理后焊缝试样拉伸强度指标与基体材料相比变化不大,但塑性指标低于基体试样,这与其热影响区存在粗大晶粒有关。     

热处理冷却速度对IN792合金显微组织及持久性能的影响

研究了热处理冷却速度对IN792合金显微组织及760 ℃/662 MPa持久性能的影响。结果表明,热处理冷却速度对γ′相的析出有显著影响：与炉冷相比,空冷和油冷条件下较快的冷却速度细化了合金二次γ′相尺寸,同时促进三次γ′相的析出,获得了尺寸、形貌不同的两种γ′相相匹配的双态组织。这种组织特点使合金760 ℃/662 MPa的持久寿命由炉冷条件下的118 h提高到空冷条件下的216 h和油冷条件下的245 h,使伸长率由炉冷条件下的8.5%下降到空冷条件下的4.0%和油冷条件下的3.3%。合金经1185 ℃×2 h,AC+1121 ℃×2 h,AC+843 ℃×24 h,AC时效处理,可获得较好的综合性能。     

β相区热处理对TC4-DT合金板材组织和性能的影响

对TC4-DT合金板材在β相区热处理后的组织及性能进行了研究.结果表明:α相在晶内和晶界呈片状或针状析出,冷速越大,组织越细密,再经两相区处理后,组织趋于稳定化.随固溶时冷却速度的提高,合金板材室温强度逐渐提高,塑性变化不大.经990℃×45min,WQ+940℃×lh,AC+ 540℃×6h,AC热处理得到的板材综合室温拉伸性能较好.     

热处理对激光选区熔化AlSi7Mg合金微观组织和拉伸性能的影响

采用退火和固溶时效两种热处理方法对激光选区熔化(SLM)技术成形Al Si7Mg合金沉积态试样进行热处理试验,对热处理试样微观组织、拉伸性能和断口形貌进行分析。结果表明:沉积态试样微观组织主要由网状Si相和α-Al基体组成。经350℃/3 h/空冷(AC)退火后,在Al基体中形成尺寸约0.5μm的颗粒状Si析出相,横向试样抗拉强度和屈服强度由沉积态的435.78 MPa和299.23 MPa分别下降到210.35 MPa和152.01 MPa,伸长率由14.36%增加到30.83%。经535℃/3 h/水淬(WQ)+150℃/6 h/AC固溶/时效处理后,在Al基体中形成尺寸约2～3μm的颗粒状Si析出相,横向试样抗拉强度和屈服强度分别下降到349.27 MPa和309.67 MPa,伸长率增加到17.12%。本试验条件下,采用535℃/3 h/WQ+150℃/6 h/AC固溶时效热处理方法可获得较好的抗拉强度和伸长率匹配度。     

热处理对TC4-DT钛合金拉伸变形后组织的影响

研究了双重退火热处理对经不同的拉伸条件变形后的TC4-DT钛合金组织的影响。结果表明:双重退火后得到的组织与拉伸变形条件和第一重退火温度有关。当经最佳的应变速率5.6×10-4s-1和变形温度920~980℃变形后,随第一次退火温度升高,显微组织中次生α相析出量增加;在980℃变形后,经过双重退火后的合金组织可以得到编织紧密的网篮组织,且第一重退火温度在β单相区时得到的网篮组织的针状α相更加细长。当经最佳的变形温度940℃和不同的应变速率5.6×10-2~5.6×10-4s-1变形后,经过930℃/1 h AC+540℃/4 h AC双重退火的组织可以得到双态组织,而经过980℃/1 h AC+540℃/4 h AC双重退火的组织为魏氏组织。     

退火处理对P91钢管熔焊接头组织结构及性能的影响

采用光学金相显微镜、维氏硬度计等测试方法,研究焊后不同保温时间退火热处理对P91钢熔焊接头显微组织特征及硬度分布的影响。结果表明,经过不同保温时间的退火处理,近焊缝的母材的显微组织由板条马氏体逐渐转变为针状或片状马氏体,随保温时间降低,热影响区的片状马氏体组织逐渐粗大,而焊缝区则随保温时间降低由片状马氏体组织向针状马氏体转变。随着退火保温时间的延长,P91钢熔焊接头硬度起伏趋于平稳,但整体硬度均值有所降低,其中760℃+5.5 h保温退火热处理后,热影响区和焊缝区的硬度比760℃+4.5 h保温退火热处理后略有提高,这可能是由于接头中存在一定的针状马氏体+铁素体组织而引起的。     

不同热处理工艺对Ti-62222s钛合金棒材组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对Ti-62222s钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明：Ti-62222s合金在两相区经过普通退火处理后,随着退火温度的升高,初生α相尺寸略有增加,β转变组织增多,次生α片层厚度增加,具有较好的塑性;而经过两相区固溶+时效处理得到双态组织,通过控制固溶温度以及时效温度来调整初生α相含量以及次生α片层厚度,以改善其强度、硬度和塑性。采用880℃/1 h/AC+540℃/8 h/AC两相区固溶+时效的热处理工艺,可实现合金强度-塑性-硬度的较好匹配,获得优良的综合性能。     

TC32钛合金不同热处理工艺下的组织性能及断裂机制

以新型高性能低成本TC32钛合金为研究对象,通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等,研究了普通退火(700 ℃×2 h, AC)和双重退火(880 ℃×2 h, AC+550 ℃×6 h, AC)两种热处理工艺对该合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:普通退火后,TC32合金组织中初生α相含量约为37.2%,并产生轻微球化现象,β转变基体由较粗片层状的次生α相和残余β相组成,合金的抗拉强度均值为939 MPa,伸长率均值达17.4%;双重退火后,TC32合金组织中初生α相含量约为11.8%,并产生明显的球化现象,β转变基体由网篮状结构的细片层次生α相组成,合金的抗拉强度均值达1258 MPa,伸长率均值为9.4%;两种工艺下合金的室温拉伸断口均表现为韧性断裂,普通退火的断口中纤维区面积和剪切唇面积大,无明显放射区,韧窝数量多、尺寸大、深度深,双重退火的断口中有一定面积的放射区,除了等轴韧窝外,还有一定数量的撕裂棱。     

热处理对镍基单晶高温合金微观组织和高温持久性能的影响

采用螺旋选晶法,制备了一种镍基单晶高温合金。在非真空箱式电阻炉中进行分级均匀化热处理,研究了热处理制度对合金显微组织及持久性能的影响。结果表明:合金的铸态组织由γ-Ni固溶体相、初生和次生的γ-′Ni3Al相、以及γ/γ′共晶相组成;1 305~1 310℃、16 h固溶处理后,次生γ′全部固溶,少量γ/γ′共晶没有完全固溶;1 315℃、16 h固溶处理后,γ/γ′共晶全部固溶;1 320℃、2 h固溶处理后,出现少量初熔;两次时效处理明显改变了γ′的尺寸、形貌及分布;合金经1 180℃、2 h 1 290℃、2 h 1 315℃、16 h AC 1 140℃、4 h AC 870℃、24 h AC完全热处理后,在1 100℃,137 MPa条件下持久寿命达到100 h。持久裂纹主要沿与拉应力垂直的枝晶间横向段萌生扩展,与γ/γ′共晶完全固溶状态相比,未固溶的γ/γ′共晶更容易成为主要裂纹源。     

热处理制度对Ti-22Al-25Nb/Ti60双合金焊接接头组织与性能的影响

研究了锻后不同热处理制度对Ti-22Al-25Nb/Ti60双合金焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明：Ti-22Al-25Nb/Ti60双合金试样经不同工艺热处理后焊缝组织得到不同程度的细化,强度和塑性均得到提高。热处理制度为990 ℃×1 h, AC+750 ℃4 h, AC时,Ti60合金热影响区组织主要由大量细小的等轴α相、少量的片状α相及β转变组织组成,其强度与塑性最佳,且有较好的匹配。     

热处理对热锻模材料GH4698组织和性能的影响

研究了不同固溶温度和和冷却方式对GH4698合金的组织、室温性能、高温性能及断裂韧性的影响。结果表明:1030℃低温固溶,合金获得细小均匀的晶粒尺寸;1030℃固溶+炉冷,γ′相初始尺寸偏大,屈服强度偏低,而1030℃固溶后空冷可以获得960 MPa室温屈服强度和750 MPa的750℃高温屈服强度,750℃高温断裂韧性达到13 kJ/m²;1100℃高温固溶,晶界碳化物包膜,且大中尺寸γ′相与小尺寸γ′相的质量比值高,导致屈服强度不足;相比航空件标准热处理制度,模具材料用GH4698合金采用1030℃×8 h/AC、1000℃×4 h/AC、760℃×16 h/AC+700℃×16 h/AC的热处理制度,可以获得750℃服役温度下最佳的屈服强度和足够的塑性,满足热模锻的使用要求。     

两种热处理对镍基单晶高温合金CMSX-4微观组织和持久性能的影响

研究了第2代镍基单晶高温合金CMSX-4的标准多级预处理+固溶热处理(多级固溶)和一种超初熔点固溶热处理工艺对其组织、元素偏析和持久性能的影响。结果表明:合金经1280℃/1 h+1290℃/2 h+1300℃/6 h,AC+1140℃/4h,AC+870℃/16 h,AC多级固溶热处理(工艺1)后,元素偏析得到较明显改善,在980℃/250 MPa和1070℃/140 MPa条件下的持久寿命分别为207.50 h和280.84 h。工艺1的固溶热处理过程中形成较多固溶微孔,铸态微孔尺寸增大,这些显微孔洞在持久实验中成为合金的裂纹源,使合金发生微孔聚集型断裂,是CMSX-4合金发生持久断裂的关键原因。合金经1320℃/3 h,AC+1140℃/4 h,AC+870℃/16 h,AC超初熔点热处理(工艺2)后,改善合金元素偏析情况不如工艺1,但采用的固溶处理制度形成的微孔数量较少,持久寿命更高,在980℃/250 MPa和1070℃/140 MPa条件下的持久寿命分别为293.08 h和310.10 h。     

焊后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织与性能的影响

对2090铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,热处理工艺为530℃固溶0.5h+190℃时效12h。结果发现,焊接接头的抗拉强度由焊态下的331MPa提高到热处理后的415MPa,焊后热处理使接头的强度大大提高。金相组织观察表明,铝锂合金电子束焊接头经过热处理后焊缝晶粒形貌由焊态下的等轴树枝晶转变成等轴晶,并且在晶粒内部和晶界处析出细小的强化相。XRD相结构分析显示接头焊缝中的强化相主要为δ′(Al3Li)、T1(Al2CuLi)、β′(Al3Zr)等。TEM观察证实,热处理后2090铝锂合金接头焊缝中析出了多量的球状δ′相和针状T1相。拉伸断口分析表明,铝锂合金电子束焊接头在焊态下为带韧窝的穿晶断裂,经过热处理后接头断裂模式转变为沿晶断裂。     

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%。     

两种热处理对镍基单晶高温合金CMSX-4微观组织和持久性能的影响

研究了第2代镍基单晶高温合金CMSX-4的标准多级预处理+固溶热处理(多级固溶)和一种超初熔点固溶热处理工艺对其组织、元素偏析和持久性能的影响。结果表明:合金经1280℃/1 h+1290℃/2 h+1300℃/6 h, AC+1140℃/4h, AC+870℃/16 h, AC多级固溶热处理(工艺1)后,元素偏析得到较明显改善,在980℃/250 MPa和1070℃/140 MPa条件下的持久寿命分别为207.50 h和280.84 h。工艺1的固溶热处理过程中形成较多固溶微孔,铸态微孔尺寸增大,这些显微孔洞在持久实验中成为合金的裂纹源,使合金发生微孔聚集型断裂,是CMSX-4合金发生持久断裂的关键原因。合金经1320℃/3 h, AC+1140℃/4 h, AC+870℃/16 h, AC超初熔点热处理(工艺2)后,改善合金元素偏析情况不如工艺1,但采用的固溶处理制度形成的微孔数量较少,持久寿命更高,在980℃/250 MPa和1070℃/140 MPa条件下的持久寿命分别为293.08 h和310.10 h。     

热处理制度对K417G铸造高温合金组织和性能的影响

对K417G合金经过“1 080℃/4 h,AC+870℃/12 h,AC”固溶+时效热处理后的显微组织、性能进行了研究。结果表明,与铸态相比,经“1 080℃/4 h,AC”固溶处理后,铸态部分γ′相已经溶解,并且初生γ′相附近聚集着尺寸更小的二次γ′相颗粒;室温抗拉强度和塑性提高,而900℃抗拉强度变化不大,塑性指标却明显降低。再经“870℃/12 h,AC”时效处理后,γ′相呈现为规则的立方形,二次γ′相有所长大,尺寸约为20～100 nm;900℃塑性指标有一定提升,其他力学性能与铸态相比变化不明显。