添加钇对TiAl合金组织和性能的影响

设计并熔炼了成分为（Ｔｉ５０Ａｌ５０）１００－ｘＹｘ（ａｔｏｍ）＝０－２．０％）的合金，用金相显微镜、扫描电镜、三点弯曲试验等手段，研究了添加钇（Ｙ）对ＴｉＡｌ合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：２的添加能改变ＴｉＡｌ合金中Ｏ、Ｎ等间隙原子含量并增加ＴｉＡｌ合金显微组织，使γＴｉＡｌ使合金晶粒细化，促进γ＋α２片层状组织的形成，适量钇的添加能降低ＴｉＡｌ合金中Ｏ、Ｎ等间隙原子含量并增加ＴｉＡｌ     

锻态粉末冶金铁基合金的显微组织和力学性能

采用金相观察、能谱分析、X线衍射和洛氏硬度测定等研究锻态粉末冶金铁基合金显微组织和力学性能演变的规律。研究结果表明:锻造态铁基合金已经开始发生再结晶,但再结晶晶核较少,再结晶不完全,晶界处有第二相析出,析出相成分主要为Ti,Y和O;经1300~1450℃热处理后发生了再结晶,在1300℃再结晶完全,晶粒细小,第二相弥散分布于晶粒内部,样品最高洛氏硬度达54.8;随着热处理温度的提高,晶粒长大明显,强化相颗粒长大,导致洛氏硬度下降;经700℃退火后,铁基合金材料晶粒尺寸变化不明显,X线衍射峰向右发生偏移,Cr的固溶度降低,洛氏硬度下降明显。     

用循环热处理细化铸造TiAl基合金的显微组织

设计了一种新的循环热处理工艺,并用正交设计试验（Ｌ１６（４５））研究了各热处理工艺参数,即加热速度、保温温度、保温时间、冷却速度和循环次数对铸造ＴｉＡｌ基合金显微组织和显微硬度（ＨＶ５）的影响．结果表明：循环热处理工艺均能不同程度地提高显微硬度,提高的最大幅度达４０％;各因素的影响按大小排列依次为加热速度,保温时间、保温温度、冷却速度、循环次数．利用循环热处理可获得不同类型的显微组织．在正交试验的基础上确定了优化的热处理工艺,并用它获得了细小的显微组织．     

电磁铸造对金基合金微观组织和溶质分布的影响

为了更好地提高金基合金镀膜产品的性能,分别采用电磁铸造和传统模铸工艺制备了真空溅射靶材用Au-Cu系多元金基合金,研究了电磁场对该金基合金显微组织和各溶质元素分布的影响.结果表明:和传统模铸相比,采用电磁铸造技术制备的金基合金其凝固组织的枝晶化程度明显降低,各溶质元素的偏析程度也在很大程度上得到了抑制,并对在电磁场作用下金基合金凝固组织的细化机理和溶质元素的分布规律进行了探讨.     

Mo含量对铁基熔覆层组织及性能的影响

为改善铁基熔覆层组织的均匀性,提高其耐磨性能,利用X射线衍射仪（XRD）、金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计和磨损试验机,研究了Mo元素对铁基熔覆层组织及性能的影响。结果表明,不添加Mo的熔覆层主要由奥氏体和针状碳化物（M₇C₃）组成,熔覆层组织不均匀,整体硬度波动大,耐磨性较差,磨损过程中出现了大范围剥落;添加Mo元素后,熔覆层组织均匀细化,强化相（M₇C₃及Fe₇Mo₃）主要呈网状分布,整体硬度较为均匀,其中Mo添加量为10%时熔覆层的耐磨性能最好,较基体提升了1.76倍。因此,加入Mo元素可以改善铁基熔覆层组织的均匀性及耐磨性,研究结果可为提升材料表面的耐磨性提供理论参考。     

激光冲击强化对Ti2AlNb合金微观组织及残余应力的影响

Ti2AlNb(O-Ti2AlNb)具有优异的力学性能,在航空发动机方面有远大应用前景.激光冲击强化(Laser Shock Peening,LSP)是一种先进的表面改性技术,能够在材料表面诱导产生高幅值、大深度的残余压应力,改善材料微观组织,提高材料抗疲劳、高温氧化等性能.本文采用激光冲击强化对Ti2AlNb合金进行表面改性,并研究其组织演变、残余应力以及高温环境对性能的影响.结果表明:激光冲击强化能够显著减小Ti2AlNb合金近表面的晶粒尺寸.显微硬度由冲击前的350 HV提升到395 HV;在冲击区域近表面产生了约-377 MPa的残余压应力;而在高温环境中,由激光冲击强化所诱导的材料近表面残余应力随时间逐渐释放,在600℃条件下,残余应力释放较为缓慢;而在720℃条件下,残余应力迅速释放.     

挤压及T5处理对Mg-Zn-Zr-Cu-Ca镁合金组织性能的影响

对新型Mg-6Zn-0.6Zr-0.5Cu-0.5Ca铸造镁合金进行挤压形变,研究了挤压及T5时效处理对合金组织性能的影响.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、电化学工作站表征分析了合金的组织形貌、物相组成、显微硬度及腐蚀速率.结果表明:热挤压使铸态镁合金发生了动态再结晶,晶粒破碎,析出相明显细化并呈弥散分布,主要物相为α-Mg、Mg Zn2、Mg Zn Cu、以及Mg2Ca相.T5时效处理使挤压态镁合金发生静态再结晶,随着时效时间的延长,析出相先细化后长大,当时效时间为12 h时组织最为致密均匀.铸态和原始挤压态试样的显微硬度值分别为72.94 HV0.1和76.4 HV0.1,随着T5时效处理的进行,合金显微硬度值呈先增后减的趋势,当时效时间为12 h时达到峰值(80.53 HV0.1).电化学测试结果表明,T5时效处理可有效降低镁合金的腐蚀速率,从而提高其耐蚀性.     

合金元素微观偏析对车轮组织及断裂韧性的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、拉伸试验、冲击试验、布氏硬度试验及断裂韧性试验研究了车轮钢中Mn、Si、Cr、V合金元素微观偏析对车轮金相组织和断裂韧性的影响。结果表明,车轮钢金相组织中大尺寸晶粒的存在是断裂韧性值偏低的直接原因。车轮轮辋的金相组织和合金元素微观分布在圆周方向上存在不均匀性,合金元素微观偏析导致了车轮金相组织和断裂韧性的不均匀。优化车轮钢连铸工艺,改善材料组织均匀性是提升车轮断裂韧性及其均匀性的关键。     

铁/镍基合金过渡接头的制造及微观组织表征

使用镍(Ni)基焊材连接马氏体耐热钢与镍基合金形成的异种金属焊接接头(dissimilar metal welds,DMWs)在高超超临界火电机组中有着广泛的应用。由于镍基焊缝与马氏体耐热钢的化学成分差异较大,在镍基焊缝与马氏体耐热钢的界面附近存在较大的成分梯度,导致界面两侧的微观组织和力学性能差异较大,界面往往成为该类接头蠕变并早期失效的位置。本研究以COST E马氏体耐热钢和617B镍基合金作为母材,采用双丝电弧增材制造技术制造了一种新的梯度过渡接头(graded transition joint,GTJ)。对该GTJ进行了化学成分、微观组织和硬度分析,结果表明：相较于常规DMWs,GTJ的化学成分梯度大幅降低;从马氏体耐热钢侧到镍基合金侧,过渡区域的基体组织类型从淬火马氏体转变为马氏体+奥氏体两相共存,最后全部转变为γ镍基组织,硬度分布表现为在淬火马氏体区最高(最高约500HV0.2),进入两相共存区后急剧下降(低于200HV0.2),在γ镍基组织区域又缓慢增加(不高于250HV0.2)。使用动力学计算方法考查了两相共存区在凝固过程中的元素分配行为,发现Ni、铬(Cr)和钼(Mo...     

熔覆层厚度对激光熔覆316L涂层组织及性能的影响

利用YLS-6000型掺镱光纤激光器在27SiMn液压支架立柱表面进行不同厚度单道次316L合金粉末熔覆,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、显微硬度计及电化学分析等手段,研究了熔覆层厚度对涂层组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响.结果表明:随着熔覆层厚度的增加,熔覆层组织由单一的柱状晶结构演变为平面晶、柱状晶和树枝状晶组成的层状结构,熔覆表层的显微硬度不断降低,熔覆层的自腐蚀电位和极化电阻率不断增大,自腐蚀电流密度不断减小;与0.3 mm、0.5 mm厚熔覆试样比较,1.0 mm厚熔覆层试样的自腐蚀电位和极化电阻率值均最大,分别达0.053 V和22.881Ω·cm2,自腐蚀电流密度最小,为1.018 mA·cm-2.综合得出,1.0 mm厚熔覆层试样的耐腐蚀性最佳.     

微量Co对Cu-0.2Be合金组织性能的影响

采用大气熔铸工艺制备不同Co含量的Cu-0.2Be-XCo合金（X=0、0.5%、1.0%,质量分数）,采用维氏硬度计、金属电导率测试仪及金相显微镜对合金的性能及组织进行测试.结果表明：随着Co含量的增加,铸态Cu-0.2Be-XCo合金的中心等轴晶区域逐渐扩大、粗大柱状晶区域减小,晶粒明显细化;Co的添加提高了铸态合金硬度,但同时降低了导电率,Cu-0.2Be-1.0Co合金的硬度较Cu-0.2Be合金增加23.5%,而导电率降低39.9%.合金经950℃×1 h固溶+460℃不同时间时效后,Cu-0.2Be合金导电率及硬度随时效时间基本不发生变化,Cu-0.2Be-0.5Co合金及Cu-0.2Be-1.0Co合金导电率及硬度在时效初期（0~2 h）急剧升高,中期（2~4 h）缓慢增加,后期（4~8 h）趋于稳定.时效态Cu-0.2Be-0.5Co合金的综合性能较佳,经460℃×2 h时效,导电率为57.1%IACS,硬度（HV）为243.     

Al-Cu-Mn合金铸锭均匀化工艺及组织性能分析

采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、电导率等检测手段,对铸态和均匀化态的2219合金微观组织、第二相分布及电导率进行研究分析。结果表明,2219合金铸态组织存在着枝晶偏析,在晶界上聚集大量的Al₂Cu相,并有长条状的脆性相Al₇Cu₂（Fe、Mn）穿插在晶界上。经525 ℃均匀化处理22 h后,晶界上Al₂Cu相回溶到基体中,枝晶网络被破坏,枝晶偏析消除,Cu元素从晶界到晶内的分布趋于平稳;处于亚稳态的溶质原子从过饱和固溶体中析出,在晶内呈细小、弥散地分布,基体溶质原子固溶度降低,电子散射作用减弱,电导率提高10 %IACS。     

形变热处理对Cu0.3Cr0.1Zr合金上引铸坯杆组织性能的影响

通过对上引Cu-0.3Cr-0.1Zr合金固溶处理、冷拉拔以及随后的时效处理工艺,研究冷拉拔形变及时效对材料力学性能、导电性能及组织结构的影响规律.结果表明:时效前的冷拉拔变形能提高Cu-0.3Cr-0.1Zr合金的力学性能而保持较高的导电率;合金在950 ℃固溶1 h后,经70%冷拉拔变形和500 ℃时效4 h,合金抗拉强度和导电率分别达到了418 MPa和87 %IACS;时效合金组织转变过程为:固溶体→G.P.区→Cr+Cu₄Zr,析出相对位错运动的阻碍是合金强化的重要机制.     

时效处理对Cu-Cr-Ti合金组织与性能的影响

由于高强、高导Cu-Cr-Zr合金在工业化生产熔炼时不易控制Zr的收得率,通过采用Ti替代Zr,以期获得易熔炼以及性能与Cu-Cr-Zr合金相当的时效强化型Cu-Cr-Ti合金。采用真空感应熔炼技术,经过热锻、固溶、冷轧、时效共4道工序,制备了Cu-Cr-Ti合金板材;对时效后的Cu-Cr-Ti合金的组织状态、析出相形态、析出相与基体的界面关系进行了分析;对合金的抗拉强度和导电率进行了测试。结果表明：450 ℃时效60 min后,Cu-0.45Cr-0.14Ti合金的综合性能最佳,抗拉强度和导电率分别达到620 MPa和64.9 %IACS;Cu-0.45Cr-0.14Ti合金中纳米尺寸的Cr强化相呈现椭圆形和双花瓣形,2种形状的析出相粒子均为面心立方结构,且均与基体保持完全共格关系。     

Fe基非晶合金涂层的微结构与性能研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在Cr18Ni9Ti不锈钢基体上成功制备了Fe基非晶合金涂层. 并对涂层的微观组织结构、热稳定性和耐腐蚀性能等进行了研究. 结果表明,涂层具有较高的非晶相含量,呈典型的层状分布,组织均匀致密;在非晶基体相中弥散分布有少量团簇状和枝晶状的α-Fe固溶体析出相,其晶粒尺寸约为50～500nm;涂层具有较高的热稳定性,在879K以下使用不会发生晶化过程;涂层在质量分数为3.5%NaCl水溶液中存在明显的钝化现象,有较宽的钝化区间和较高的过钝化电位,呈现出优异的抗氯离子点蚀能力.     

锻造处理对CuCr合金组织和性能的影响

研究了锻造处理对CuCr1.40合金组织和性能的影响。结果表明:锻造处理后合金中出现的带状纤维组织可以有效地提高合金的抗拉强度,同时还使合金保持很好的塑韧性;锻造处理对合金硬度和导电率的影响不明显。     

时效时间对变形铝硅合金组织与性能的影响

研究不同固溶态Al-12.7Si-0.7Mg变形合金在180℃进行不同时间的人工时效处理,分析了时效时间对合金组织和力学性能的影响.结果表明:不同固溶态合金的时效强化的曲线表现出不同的单、双峰时效强化特征.变形铝硅合金经520℃固溶30 min随后180℃时效强化曲线存在明显的时效强化双峰,并且第二个时效强化峰高于第一个时效强化峰.时效强化的单、双峰现象与合金的时效析出相的类型、尺寸以及析出序列密切相关.合金亚稳相的转变有明显的时间间隔,使合金时效强化曲线出现了双峰现象.     

挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响

采用500T挤压机试验研究了挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响。结果表明，挤压变形AZ31镁合金组织以绝热剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。随挤压比的增大，晶粒细化程度增加，晶粒尺寸由铸态的d400μm减小到挤压态的d12μm（min）；强度、硬度随挤压比的增大而增大，延伸率在挤压比大于16时呈单调减的趋势。     

稀土Y对挤压态Mg-5Li合金组织及性能的影响

采用表面覆盖剂及氩气保护的熔炼方法制备了Mg-5Li-x Y(x=0,1,2,3,4)合金,研究了稀土元素Y对挤压态Mg-5Li合金的显微组织及力学性能的影响.研究结果表明,Mg-5Li合金中的Y元素主要是以稀土化合物Mg24Y5的形式存在于合金中;挤压变形后,合金发生了明显的动态再结晶,出现了大量的等轴晶,弥散分布的Mg24Y5相阻碍了动态再结晶过程中的晶粒长大,晶粒明显细化.挤压态Mg-5Li-3Y合金获得了优异的力学性能,其抗拉强度和断裂伸长率分别达到了231.63 MPa和9.35%,合金断裂方式主要为韧性断裂.