Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金高温持久后的组织与性能

研究Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金在165℃时效组织与性能的变化,并采用欠时效态(165℃×2h)的试样进行200℃及外加应力为200MPa的高温持久试验。结果表明,欠时效态的试样在高温持久下,随时间延长,其剩余强度先上升后下降,强度峰值出现在持久20h。延伸率变化与强度变化基本相似。持久100h后,合金力学性能相对欠时效态无明显下降,显示出优良的热稳定性。     

固溶-时效处理对7B04合金组织和性能的影响

通过拉伸力学性能、微观组织观察、X射线衍射物相分析及晶格常数精确测量等方法,研究固溶-单级时效处理条件对7B04合金组织和性能的影响。实验结果表明:采用合适的固溶-时效温度和时间,能使合金的力学性能得到明显的改善,经过470℃×60 min+120℃×24 h处理后,合金的拉伸性能分别达到σb=568 MPa,σ0.2=542 MPa,δ=12%;通过XRD衍射物相分析及α(Al)基体晶格常数的精确测量,能更好地表征溶质相的回溶以及时效后第二相的析出程度,指导合金固溶-时效热处理制度的选择。     

7A05铝合金自由锻造工艺及锻件力学性能研究

为得到高性能7A05铝合金锻件,对铸造毛坯制备、锻件制备和锻件热处理进行试验研究。采用半连续铸造工艺制备铸造毛坯,铸造温度为705～710℃,冷却水压为0.05 MPa,铸造速度为50 mm/min;采用一次镦粗加一次拔长锻造工艺,终锻温度为330℃,εZ=87.7%;锻件采用固溶加时效热处理,固溶为(480±5)℃×2 h+水淬,时效为80℃×8 h+120℃×24 h。观察锻件的金相组织并测试其力学性能,锻件微观组织为变形纤维组织,横向力学性能Rm=400 MPa,Rp0.2=360 MPa,A=11%,锻件力学性能与板材力学性能相当。     

高性能Ni合金

俄罗斯专利RU2356979中公布了一种俄罗斯技术人员研发的新型高性能Ni基合金。该合金的主要成分(质量分数)为:12.0%~14.0%Cr、4.0%~5.0%Mo、5.5%~6.5%W、0.1%~0.2%Ti、0.1%~0.2%Si、0.2%~0.3%Al、6.0%~7.0%Nb、0.6%~0.8%Re,其余是Ni。合金的热处理过程包括:在1 220℃保温4~6 h,气冷淬火;在950℃时效8 h,气冷。该合金的拉伸强度达到1 274 MPa。     

Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金微观组织及力学特性的研究

利用光学显微镜、XRD衍射分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机等仪器设备研究了Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金铸态、固溶态和峰时效态的微观组织、室温和高温力学特性及断裂行为。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg41Nd5和Mg24Y5组成;经固溶处理,共晶组织完全溶入基体,仅残余方块相Mg24Y5;再经时效处理,晶内弥散析出大量β″和β′相,有效强化了合金,对应的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为292、215 MPa和4%;随着拉伸温度的提高,峰时效态合金的强度逐渐降低、伸长率逐渐增加,室温断裂类型为解理断裂,而250℃的断裂方式表现为准解理断裂。     

Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金微观组织及力学特性的研究

利用光学显微镜、XRD衍射分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机等仪器设备研究了Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金铸态、固溶态和峰时效态的微观组织、室温和高温力学特性及断裂行为。结果表明：合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg41Nd5和Mg24Y5组成;经固溶处理,共晶组织完全溶入基体,仅残余方块相Mg24Y5;再经时效处理,晶内弥散析出大量β″和β′相,有效强化了合金,对应的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为292、215 MPa和4%;随着拉伸温度的提高,峰时效态合金的强度逐渐降低、伸长率逐渐增加,室温断裂类型为解理断裂,而250℃的断裂方式表现为准解理断裂。     

铝-锌-镁合金的超塑性研究

通过Al-Zn-Mg合金1.5mm薄板的超塑预处理及其超塑拉伸试验的研究,认为该合金经热轧、480℃×2h固溶化、350℃×4h过时效、冷轧和再结晶后,含0.2～0.3％Zr合金的晶粒约为10μm,在540℃超塑拉伸时(ε=8.33×10~(-4)/S),延伸率可达650％,应变速度敏感指数m的最大值为0.6。     

长期时效对DZ466合金显微组织和力学性能的影响

研究了抗热腐蚀定向凝固高温合金DZ466在950℃/10 000 h长期时效过程中显微组织和力学性能的演变。结果表明:随长期时效时间的延长,γ′相平均尺寸持续增大,长大速率先增大后减小,在3 262 h处粗化速率达最大值为4.997×10~(-5)μm~3/h;大块状MC碳化物发生分解及碎化生成颗粒状M_(23)C_6,呈链状分布于晶界;经10 000 h长期时效后,合金未析出TCP相,有良好的组织稳定性;与标准热处理态合金相比,经950℃/10 000 h长期时效后,合金的室温拉伸屈服强度下降24.2%,抗拉强度下降9.5%,950℃/220 MPa持久寿命下降71.4%;在长期时效过程中,γ′相聚集长大,点阵错配度降低,导致合金性能下降。     

含有微量La和Cr的铸铝合金的热处理工艺研究

研究热处理工艺对添加微量La、Cr的G01压铸铝合金组织和性能的影响,通过力学性能测试、金相组织观察及SEM断口形貌观察,分析G01合金热处理后的力学性能的变化规律与金相组织的变化。结果表明:La、Cr的加入使得失效模式由脆性断裂为主转变为以塑性断裂为主;合金在525℃×4 h固溶处理后经过180℃×6 h时效处理,合金的综合力学性能达到最佳。     

低活性Fe-Cr-Mn(W,V)奥氏体合金长期时效高温力学性能和相稳定性研究

研究了用于核反应堆中的低活性Fe -Cr-Mn(W ,V)奥氏体合金不同温度长期时效 (10 0 0h)后的高温拉伸性能 (40 0℃ )及相稳定性。结果表明 :Fe -Cr -Mn(W ,V)奥氏体合金经长期时效后 4 0 0℃时的屈服强度 (或σ0 2 ,40 0℃)随时效温度从 35 0℃至 4 5 0℃上升变化不大 ,4 5 0℃至 5 5 0℃从 2 95MPa上升到 4 4 4MPa,5 5 0℃至 6 5 0℃保持在 4 90MPa左右 ;抗拉强度 (σb)在 35 0℃至 4 5 0℃比较平稳 ,4 5 0℃至 5 5 0℃从 6 38MPa上升到 75 9MPa ,5 5 0℃至6 5 0℃保持在 75 0MPa左右 ;合金延伸率 (δ/ % ) 35 0℃至 4 5 0℃比较稳定 ,4 5 0℃至 5 5 0℃下降较快 ,在 5 5 0℃至 6 5 0℃下降比较平缓 ,6 5 0℃时δ值为 19%左右。合金经不同温度 (35 0℃～ 6 5 0℃ )长期时效组织为稳定的奥氏体相及少量碳化物 ,在 4 5 0℃以下长期时效 ,合金中无大量碳化物析出 ,4 5 0℃以上时效时 ,碳化物析出量明显增加 ,6 5 0℃时在晶界集聚 ,导致合金拉伸强度上升而塑性下降     

喷射沉积含锆镍超高强铝合金的组织与性能研究

采用喷射沉积技术制备Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.2Zr-0.3Ni铝合金,利用电子拉伸机和透射电镜等手段,研究不同挤压比、不同固溶温度下合金经120、130℃时效处理后力学性能与微观组织之间的关系。结果表明:合金经480℃×2h+120℃×24 h固溶与时效处理后,合金抗拉强度达到830 MPa,延伸率保持在7.5%;加入微量锆和镍后PFZ区变宽,并且晶界上黑色链状物相(GBP)中有微量Ni元素存在,有球形Al3Zr相出现在PFZ区周围;纳米级含Zr、Ni相的"钉扎"细晶作用、η′相和PFZ联合作用促使材料具有良好的综合力学性能。     

等离子净化Al-Zn-Mg合金时效组织与性能研究

对净化前、后合金氢含量和力学性能进行测试,并采用TEM对等离子净化后的Al-Zn-Mg合金时效组织进行分析。结果表明:Al-Zn-Mg合金氢含量由0.17 mL/100 g Al降低到0.11 mL/100 g Al;经460℃×120 min固溶、130℃×16 h时效处理后,晶内的析出相细小弥散,晶界上析出相连续分布,GP区起主要的强化作用;Rm达到590 MPa,Rp0.2达到510 MPa,断后伸长率达到8.5%,硬度达到160HB。     

Mg-12Li-3Gd-3Y-0.6Zr镁合金的均匀化研究

为改善铸态Mg-12Li-3Gd-3Y-0.6Zr合金的力学特性,对铸锭进行均匀退火处理。采用金相显微镜、SEM、XRD、显微硬度测试和拉伸力学特性测试,观察和研究了试验合金的微观组织和力学特性。结果表明:最佳的均匀化退火工艺为500℃×8 h,均匀化退火后合金的抗拉强度由铸态的114 MPa提高到133 MPa。第二相形态及分布的改变是Mg-12Li-3Gd-3Y-0.6Zr合金力学特性改变的主要原因。     

1460合金的搅拌摩擦焊及焊后热处理工艺研究

采用搅拌摩擦焊对1460铝锂合金进行焊接,研究合金的焊接性能和焊后热处理工艺。运用显微硬度测试和拉伸力学性能测试表征焊缝力学性能;用扫描电镜、透射电镜对焊缝组织进行观察。结果表明:焊前对合金进行固溶和时效处理导致焊缝的抗拉强度降低;焊前未进行热处理的焊缝样品抗拉强度为320 MPa,与母材相当;焊后的固溶+160℃/40h时效处理使焊核区重新析出θ′(Al2Cu)和T1(Al2CuLi)相,焊缝的抗拉强度提高了75 MPa;焊缝拉伸断裂发生在热机械影响区,断裂方式由韧性断裂转变为解理断裂。     

稀土和银对 Mg-Li 合金显微组织及力学性能的影响

通过正交实验确定了具有较高强度和塑性的Ｍｇ－７Ｌｉ－１４Ｚｎ合金中Ａｇ、Ｎｄ、Ｌａ和Ｃｅ的最优添加量，比较了其不同强化效果，并指出正交最优合金力学性能。通过ＴＥＭ组织观察，确定了各合金元素的析出相分别为Ｍｇ３Ａｇ、Ｍｇ１７Ｌａ２、Ｍｇ１７Ｃｅ２和Ｍｇ３Ｃｅ，而Ｎｄ则固溶于α相中形成固溶强化。     

航空发动机模拟环境对Hi-Nicalon纤维力学性能及微结构的影响

将Hi-Nicalon纤维在H_2O 14 kPa;O_28 kPa;Ar 78 kPa的模拟气氛环境中,分别加热到1300、1400、1500、1600℃,保温1h。测试各处理温度样品的断裂强度,通过扫描电子显微镜(SEM)观察纤维断口表面随温度的变化情况,并利用透射电子显微镜(TEM)观察随温度升高纤维的微结构变化。结果显示,随热处理温度的升高,纤维强度有所增加,纤维表面的钝化膜厚度增大,内部晶粒长大,层错等缺陷增多。氧化膜的存在和厚度的增加有利于阻止纤维活性氧化,从而保持了强度;而缺陷的增多则有利于松弛因温度升高而带来的各种内应力,协调纤维因受外力而产生的变形,使纤维能够承受更高强度的拉伸和冲击。     

机械合金化和SPS工艺制备超细晶高锰钢

用机械合金化和放电等离子烧结(SPS)工艺制备名义成分为Fe-18Mn-0.6C的高锰钢,对其组织及力学性能进行分析。结果表明:SPS烧结制备的Fe-18Mn-0.6C块体为平均晶粒尺寸为1μm的超细晶单一奥氏体合金钢,晶粒内部存在较多的层错及退火孪晶,还分布着大量的纳米级弥散颗粒。Fe-18Mn-0.6C块体硬度为475HV、抗拉强度为925 MPa,较多的孔隙缺陷导致块体致密度低,仅为96.27%。孔隙与晶粒内部大尺寸颗粒在拉应力作用下易萌生裂纹发生撕裂,造成沿晶脆断,塑性较差。850℃/1 h的热处理能显著改善块体韧性,伸长率由4%升至13%,以脆断为主、韧断为辅的混合断裂模式。     

Al-Cu-Mg-Mn(-Ag)合金的时效析出与力学性能研究

通过铸锭冶金工艺,制备不同Ag含量的Al-Cu-Mg-Mn合金。采用显微观察与拉伸测试,研究其时效析出与力学性能。结果显示,Ag的添加改变了基体合金的时效析出过程,使合金的室温强度从470MPa增大到572MPa,300℃时的抗拉强度从95MPa增大到217MPa。含Ag合金在峰时效下的强化析出相由与基体共格的片状O相及少量θ′相组成。微量Ag促进Al-Cu-Mg-Mn合金强化的原因在于Ag的固溶强化和O相的沉淀硬化,其高强耐热性能主要是由于O相比θ′相具有更好的热稳定性。