规定塑性延伸强度Rp0.2值测定的异常曲线修正

屈服强度在金属材料的研发生产过程中已经成为至关重要的力学性能标,同时这也是一些机械零部件设计的力学依据。本文首先分析了规定塑性延伸强度Rp0.2测定结果的主要影响因素,针对金属材料出现异常问题的拉伸曲线,通过合理的方法对异常拉伸曲线进行修正。通过对拉伸曲线的平移、线性拟合以及在弹性段多次取点遍历等手段,以此来剔除失效弹性段,得到规定塑性延伸强度Rp0.2准确数值。除此之外,弹性段初始点与终止点应该覆盖在拉伸曲线弹性段的30%~70%,并且成功落在有效区域内,才能使得Rp0.2的取值更加真实有效。

Y元素对铸造Mg−3Nd−0.2Zn−0.5Zr合金显微组织演化及力学性能的影响

研究不同Y添加量(0、1.5%、3%和4.5%,质量分数)对铸造Mg−3Nd−0.2Zn−0.5Zr合金显微组织演变及力学性能的影响规律。结果表明,随着Y含量的增加,铸态合金中主要的第二相由Mg_(12)Nd型逐步转变为Mg_(24)Y_(5)型。同时,固溶态合金中的Zn−Zr相的数量随着Y含量的增加逐渐减少。利用HAADF-STEM技术观察到峰时效状态下Y元素在球状柱面β′相中显著富集。随着Y含量的增加,峰时效状态下合金中β′的体积分数显著增大。由于Y元素的加入,β′相析出动力显著增大,进而使得合金强度得到显著提高。拉伸试验结果表明,当Y添加量为4.5%(质量分数)时,在200和225℃峰值时效条件下合金屈服强度增量分别为88和61 MPa。

热处理对高压扭转FeNi2CoMo0.2V0.5高熵合金微观组织演变及力学性能的影响

利用高压扭转工艺(HPT)对铸态FeNi2CoMo0.2V0.5高熵合金进行剧烈塑性变形处理,随后对其分别在400、600、700及800℃进行1 h的等温退火热处理,测试各样品的硬度变化情况,进一步利用扫描电镜和透射电子显微镜观察其组织演变。结果发现:FeNi2CoMo0.2V0.5高熵合金经过HPT变形(5 GPa,6圈)后,没有发生相变,仍然是单一相的FCC结构,并获得平均晶粒尺寸约为50 nm的纳米晶组织;根据其硬度随退火温度的变化规律,可知其再结晶温度为600℃;通过晶粒微观组织分析可知,低于600℃退火时,晶粒内部主要发生回复过程,无明显长大的现象;600℃以上退火时,随退火温度的提高,晶粒剧烈长大;与其他高熵合金相比,HPT变形态FeNi2CoMo0.2V0.5高熵合金表现出更高的再结晶温度,具有更好的热稳定性。

人工时效对激光选区熔化AlMg_(4.5)Sc_(0.55)Mn_(0.5)Zr_(0.2)合金显微组织和力学性能的影响

采用激光选区熔化制备AlMg_(4.5)Sc_(0.55)Mn_(0.5)Zr_(0.2)合金,研究人工时效工艺参数对合金维氏硬度的影响规律,分析沉积态和优选时效态合金的室温拉伸性能和显微组织。结果表明:人工时效使该合金的维氏硬度由102HV提升至140HV以上。随着时效温度升高(305~335℃)或时效时间延长(1.5~48 h),维氏硬度呈现先增加、再降低、最后逐渐趋于稳定的规律。在315℃时效3 h或12 h后,合金的室温拉伸性能基本相当,无明显的各向异性;抗拉强度和屈服强度分别达到470 MPa和410 MPa,断后伸长率保持在15.0%。力学性能的提升得益于人工时效过程中弥散析出且与基体共格的纳米增强颗粒Al_(3)(Sc,Zr)。

Al-5Ti-0.2C细化剂对5356铝合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、万能材料试验机等设备,研究了Al-5Ti-0.2C细化剂质量分数和细化保温时间对5356铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Al-5Ti-0.2C细化剂能够明显地细化5356铝合金晶粒;随着细化剂质量分数的增加和细化保温时间的延长,铝合金晶粒尺寸先减小后增大;添加细化剂后,铝合金的力学性能得到提高,当细化剂质量分数为0.3%和细化保温20min时,铝合金的伸长率最大,为12.58%,其综合力学性能最好。

强磁场处理对NiAl-Cr(Mo)-0．2Hf共晶合金微观组织和力学性能的影响

研究了强磁场对NiAl-Cr(Mo)-0.2Hf共晶合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:强磁场处理后合金共晶胞内的Cr(Mo)层片发生碎化,共晶胞间的Cr(Mo)相呈现粗化的趋势,且合金中Cr(Mo)的化学成分发生了很大变化.分析为强磁场促进了合金中相间和胞界处的原子扩散、迁移,从而导致了合金组织形貌及成分的变化.强磁场处理后合金的室温压缩应变可达34%,比普通热处理提高近1倍;断裂韧性也得到一定程度的提高.

扫描间距对选区激光熔化成形CoCrFeNiMo_(0.2)高熵合金微观结构及性能的影响

通过选区激光熔化(SLM)制备CoCrFeNiMo_(0.2)高熵合金,研究扫描间距对合金微观组织及力学性能的影响。研究结果表明:SLM成形的合金具有由熔池、柱状晶和胞状晶等组成的多层级结构。随着扫描间距增加,试样的相对密度先增加后减小,当扫描间距为0.15 mm时,合金的相对密度最高,达到99.7%。随着扫描间距增加,胞状晶的尺寸逐渐减小,合金的织构逐渐减弱。当扫描间距为0.05 mm时,胞状晶尺寸约为0.99μm,试样沿建造方向呈现较强的[001]织构;当扫描间距增加至0.20 mm时,胞状晶尺寸减小至0.36μm,织构基本消失。当扫描间距为0.15 mm时,合金的综合性能最佳,其屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率分别达到696 MPa、945 MPa和31%,较传统的熔铸CoCrFeNiMo_(0.2)高熵合金强度提高了约60%。SLM成形的合金中由熔池、柱状晶和胞状晶等组成的多层级结构(尤其是纳米胞状晶结构)是合金性能优异的主要原因。

锻造温度对Mg-9Gd-2Y-0.2Ti-0.1In镁合金力学和耐磨损性能的影响

研究了不同温度下等温锻造对Mg-9Gd-2Y-0.2Ti-0.1In汽车用镁合金力学性能和耐磨损性能的影响。结果表明:适当提高锻造温度有助于提高力学性能和耐磨损性能。与380℃锻造相比,420℃锻造时试样的抗拉强度和屈服强度分别提高了27、32MPa,断后伸长率降低了0.2%,磨损体积减小了36.94%。汽车用Mg-9Gd-2Y-0.2Ti-0.1In镁合金等温锻造温度优选为420℃。

屈服损伤对高压容器用Ni3V钢力学性能的影响

对高压容器用Ni3V钢进行了屈服极限Rp0 .2 损伤的单向拉伸试验 。

固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金挤压材组织性能的影响

通过金相组织分析、扫描电子显微镜分析、X射线衍射、硬度、电导率、室温拉伸性能、断后伸长率和抗晶间腐蚀等微观组织观察及性能表征,研究了四种不同固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金微观组织和性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中的晶粒逐渐变大;当固溶温度低于520℃时,合金中的未溶相的数量和尺寸随着固溶温度的升高而减小;当固溶制度为510℃×2 h+520℃×2 h时,合金中的未溶相开始增多,合金出现轻微过烧,断后伸长率及抗晶间腐蚀性能变差,但抗拉强度最高,达到了490.14 MPa。合金的位错强度和位错贡献值随着固溶温度的升高而减小,合金中的强化效果主要来源于固溶强化和时效析出强化。合金在T6状态下,(490℃×2 h+500℃×2 h)和(500℃×2 h+510℃×2 h)两种不同固溶制度下的抗拉强度和断后伸长率等力学性能和抗晶间腐蚀性能都较优,这两种固溶制度均是适合Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金的固溶制度。

一种新型阻燃β钛合金的微观组织和力学性能研究

研究了Ti-25V-15Cr-2Al-2Nb-0.2C阻燃β钛合金的微观组织和力学性能,TiC和α是β基体上的两种析出相.α相是影响合金塑性的主要因素,特别是晶界连续α膜将导致合金塑性急剧恶化.1050℃固溶处理比1050℃固溶+700℃时效热处理具有更好的强韧性结合.

硼对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金组织及性能的影响

研究了B对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入微量的B就能使合金的晶粒得到显著的细化,并且随着B加入量的增加,细化效果越明显,当B的加入量(质量分数,下同)为0.15%时,平均晶粒尺寸由未变质合金的约140μm细化到约40μm。分析认为:具有密排六方结构的高熔点化合物AlB2可作为α-Mg的异质核心,从而细化镁合金晶粒。微量B的加入使铸态合金的力学性能得到不同程度的提高,当B的加入量为0.15%时,合金的显微硬度、抗拉强度和屈服强度分别比未变质合金提高13.1%、19.5%和22.0%,冲击吸收功约为未变质合金的2.3倍。B的加入量为0.10%时,合金的伸长率比未变质合金提高21.6%。

热处理工艺对Al-7% Si-0.2% Mg合金性能的影响

Al-7%Si-0.2%Mg合金经545℃×7 h+180℃×5 h热处理后,各项性能得到大幅提高,电导率41.28%IACS,抗拉强度240.6 MPa,布氏硬度89.1 HB;过饱和铝基固溶体中析出Mg2Si相和Si相,晶格畸变程度明显降低,合金的电导率增幅最高可达28.16%,强度提升比例为50.65%,硬度的增幅达55.22%。

Mg-8Al-0.6Zn-0.2Ce镁合金挤压工艺及其组织性能研究

采用不同的挤压温度、挤压比和挤压速度对Mg-8Al-0.6Zn-0.2Ce镁合金进行了热挤压,并进行了显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的试验。结果表明,随挤压温度从350℃提高至410℃、挤压比从7增加至23、挤压速度从1 m/min增加至5 m/min,合金的平均晶粒尺寸、力学性能和耐腐蚀性能均呈现出先减小后增大的变化趋势。Mg-8Al-0.6Zn-0.2Ce镁合金的最佳热挤压工艺为:挤压温度为380℃、挤压比为15、挤压速度为3 m/min。

AZ80-0.2Sr-0.15In镁合金锻造组织和性能的研究

在AZ80镁合金中添加合金元素Sr和In,制备了AZ80-0.2Sr-0.15In锻造镁合金,并对其进行了5道次多向锻造。对锻后显微组织、织构、室温和高温力学性能、以及耐腐蚀性能进行了测试与分析。结果表明,采用5道次多向锻造制备的合金平均晶粒尺寸为4.6μm,具有优异的室温和高温力学性能、耐腐蚀性能。与商用铸态AZ80镁合金相比,(0002)基面织构最大值减小73%,350℃抗拉强度提高329%、屈服强度提高532%;腐蚀电位正移203 m V。

Al-0.7Fe-0.4Mg-0.1Si-0.2Er合金固溶时效组织与性能

为了提高一种低合金化导线材料Al-0.7Fe-0.4Mg-0.1Si-0.2Er合金的强度和电导率,采用单级时效和双级时效对铸态合金进行改性处理.结果表明:铸态合金的抗拉强度为53 MPa,电阻率为3.12×10-8Ωm;采用固溶+单级时效处理后,合金抗拉强度升高至79.6 MPa,电阻率为3.07×10^(-8)Ωm;采用固溶+双级时效处理后,合金抗拉强度为74.3 MPa,电阻率为3.02×10^(-8)Ωm;经过固溶+时效处理后,合金原始枝晶组织逐渐向等轴晶转化,长棒状Al-Fe-Si相熔断变短;析出相的增加使合金力学性能得到提升,等轴相和Al 3Er相的析出使合金的导电率略有提升.

均匀化处理对Al-4.5Cu-1.5Mg-0.6Mn-0.2Ti-0.5Zr合金组织及性能的影响

采用光学显微镜（OM）、差热分析（DSC）、X射线衍射、拉伸试验机、SEM断口分析等研究均匀化处理工艺对铸态Al-4.5Cu-1.5Mg-0.6Mn-0.2Ti-0.5Zr合金显微组织及力学性能的影响。结果表明：Al-4.5Cu-1.5Mg-0.6Mn-0.2Ti-0.5Zr合金铸态组织中存在严重的枝晶偏析,沿晶界分布着大量块状析出相,主要为Al2Cu及Al2CuMg相,还有少量Al7Cu2Fe相;合金经485℃×10 h均匀化处理后,组织中的非平衡低熔点组织基本溶入基体,晶粒得到明显的细化,晶间组织分布均匀,断口为韧窝和准解理型的混合断裂特征,合金表现出较好的力学性能,硬度、抗拉强度、伸长率分别为146 HV、317.7 MPa、8.67%。

稀土元素La、Ce含量对Cu-0.4Cr-0.2Zr-0.15Mg合金组织和性能的影响

采用真空感应熔炼技术得到Cu-0.4Cr-0.2Zr-0.15Mg-RE铸锭,通过金相显微镜观察加入不同含量稀土的金相组织,采用SEM观察组织形貌并对合金组织进行EDXS能谱分析,最后测试铜合金的力学性能和导电性能。结果表明:加入La和Ce后,合金晶粒细化,组织均匀致密,Cr、Mg析出相在基体中的分布由条状、带状转变为点状、细块状。稀土元素主要分布在晶界处,加入稀土元素后,合金的抗拉强度有大幅度的提高,分别加入0.10%的La和0.10%的Ce后,合金的峰值强度分别为250.13 MPa和259.32 MPa,相比于不加稀土的212.34 MPa,分别提高了17.80%、22.13%;加入0.15%稀土元素La和Ce后,合金的导电率则随着稀土元素含量的增加呈单调增加,且La对铜合金导电性能的提高作用优于Ce的,但两者相差微小。因此,从提高合金综合性能方面考虑,加入0.10%的Ce是最佳选择。

退火对冷拉拔Al-0.7Fe-0.2Cu合金组织性能的影响

运用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了冷拉拔铝合金Al-0.7Fe-0.2Cu在不同退火处理制度下的微观组织结构演变,并分析了其对电导率和力学性能的影响。结果表明:300℃退火,初生相Al(Fe,Cu)中Cu元素部分回溶于基体,500℃退火,Cu元素几乎完全回溶于基体;冷拉拔Al-0.7Fe-0.2Cu丝材再结晶温度为300～350℃;450℃长时间退火后,再结晶晶粒长大不明显,但有极少量的晶粒出现异常长大现象,这主要是因为Al(Fe,Cu)相分布不均匀对晶粒长大的影响;其电导率在250℃×2h条件下退火达到最大值;超过350℃长时间退火其抗拉强度趋于稳定,伸长率降低。冷拉拔合金在350℃×2h退火处理制度下,拥有最优异的导电性能和力学性能。

体育器材用Mg-3Al-1Zn-0.2Mn镁合金铸态组织与性能研究

在Mg-3Al-1Zn-0.2Mn镁合金中添加Al2Ca,并进行了显微组织、物相组成、高温力学性能和耐腐蚀性能分析。结果表明:添加了Al2Ca的Mg-3Al-1Zn-0.2Mn镁合金由α-Mg相、Mg17Al12相和Al2Ca组成;与未添加Al2Ca相比,添加Al2Ca可使该合金的高温力学性能和耐腐蚀性能均得到提高,其中150℃抗拉强度增加53%、450℃抗拉强度增加246%、盐雾腐蚀120h后的质量损失率从5.52%下降至1.11%。