碳纤维三维织物脉冲式阳极氧化均匀处理研究

采用阳极氧化法对碳纤维三维织物中的纤维进行表面改性处理 ,通过三维织物复合材料界面剪切强度、浸润性能和三维织物中不同部位纤维表面的XPS分析 ,研究了阳极氧化处理方式对三维织物处理均匀性的影响。实验结果表明 ,脉冲式处理方法有利于减小处理过程中织物中存在的浓差极化 ,使三维织物得到均匀处理 。

均匀化处理对激光选区熔化GH3536和GH4169合金组织和显微硬度的影响

GH3536和GH4169镍基高温合金常用来制造航空发动机等热端部件。采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)最优工艺参数制备GH3536和GH4169合金试样,研究不同均匀化温度和保温时间对两种合金组织演变、平均晶粒尺寸和性能的影响,利用OM、SEM、EDS等方法表征其缺陷特征和微观组织,利用维氏硬度仪测试合金的显微硬度。结果表明:成形态GH3536合金中存在更多缺陷,包括气孔、裂纹和未熔合;成形态GH4169合金中只存在气孔。均匀化处理使合金熔池消失,使晶粒长大成为等轴晶。GH3536合金晶界和晶内有M_(23)C_(6)析出,GH4169合金晶界和晶内有NbC析出,随着均匀化温度升高,析出物明显减少。GH3536合金的平均晶粒尺寸从1130℃,1 h的48.5μm增大到1250℃,4 h的100.9μm,增大了106.8%;GH4169的平均晶粒尺寸从1080℃,1 h时的57μm增大到1200℃,4 h时的87.4μm,增加了53.3%。GH3536合金经过均匀化处理后显微硬度下降明显,由原来262HV下降到180~190HV;与之相反,GH4169合金经过均匀化处理后硬度提高,显微硬度均保持在430~450HV之间,明显高于成形态试样的313HV。

电弧增材制造GH4169合金均匀化热处理组织特征、力学性能和蠕变性能研究

为深入探究电弧增材制造GH4169合金热处理组织特征,针对不同热处理工艺对GH4169合金组织及相的影响开展研究,以确定最佳的均匀化热处理工艺。采用电弧熔丝增材制造技术成形GH4169合金试块,研究不同均匀化热处理温度下试样微观组织和力学性能的变化。结果显示,随着均匀化温度的提升,Laves相逐渐溶解至完全溶解,试样组织逐渐变得均匀。当均匀化温度升至1 100℃时,Laves相完全溶解,试样水平方向和垂直方向均为等轴晶,组织各向异性消除。经过1 100℃均匀化处理再进行固溶+双时效处理,材料强度明显提升,相比沉积态增加50%,且材料的蠕变性能远高于锻件标准。研究表明,通过控制均匀化热处理温度和后续的热处理工艺,能有效提升电弧增材制造GH4169合金的力学性能和蠕变性能。对于优化电弧增材制造GH4169合金的工艺参数,提高其综合性能具有重要意义。

均匀化处理对含Zr 5083铝合金铸轧板组织性能的影响

文章采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)室温拉伸测试和硬度测试等分析测试手段,研究了Zr元素和均匀化热处理对5083铝合金铸轧板微观组织及性能的影响。结果表明,均匀化处理过程中,Zr元素会与Al元素结合形成棒状的Al 3 Zr相,这些析出的Al 3 Zr相穿插在晶界上可以有效抑制组织再结晶。经470℃/14 h均匀化处理后,铸轧板塑性最佳,此时铸轧板边部和心部的硬度、抗拉强度、屈服强度及延伸率分别为72.82HV0.1和63.15HV0.1、100.13 MPa、82.27 MPa及16.92%。

超超临界汽轮机转子用IN706合金均匀化处理工艺研究

针对传统IN706和改进型IN706m合金开展了铸态显微组织观察分析并研究了其析出相回溶规律。经过研究发现,合金铸态组织中存在大量的γ+γ′共晶组织、η相、Laves相和M(C,N)。γ+γ′共晶组织、针状η相可在高于1100℃的保温过程中完全回溶到基体中。IN706合金中Laves相的初熔点在1160~1180℃之间,IN706m合金Laves相的初熔点在1140~1160℃之间。在实际生产中,选择1140℃保温8 h以上,即可使得Laves相完全回溶到基体中而不发生初熔,元素微观偏析也能得到有效地消除。

均匀化处理对CuZn7Al4Si0.1热加工的影响

为了研究均匀化处理对CuZn7Al4Si0.1热加工性能的影响,开展了不同热处理工艺实验,采用金相显微镜和万能试验机对铜带的微观组织和性能进行检测分析。结果表明:CuZn7Al4Si0.1铸锭经过700℃~900℃范围内保温6h的均匀化处理后,其枝晶偏析变化明显。随着退火温度的提高,CuZn7Al4Si0.1铸锭的枝晶偏析逐渐减小、消失;当均匀化退火温度升至850℃、保温时间为6h时,合金组织中枝晶偏析消失。

均匀化处理对铸态Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.35Zr合金组织和力学性能的影响

均匀化热处理能够消除合金铸造缺陷,改善成分偏析提升变形能力。利用光学显微镜(OM)、差分扫描量热计(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和万能拉伸实验机等手段,研究了不同均匀化时间(2、5、10、15、20 h)和温度(480、500、520℃)对Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.35Zr合金微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,铸态Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金主要包括沿晶界呈网状分布的块状Mg5(Gd,Y,Zn)相及片层状长周期堆垛有序结构相(LPSO),粗大的第二相容易引起局部应力集中而引发裂纹萌生,造成了铸态合金较低的力学性能;经均匀化处理后,大量第二相溶入基体,合金的力学性能得到了显著提升,断裂机制也由铸态的脆性断裂转变为塑性断裂,表明材料塑性得到显著提升;合金的最佳均匀化处理工艺为520℃/15 h,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别由铸态的166.2 MPa、130.2 MPa和3.3%提高到213.5 MPa、154.5 MPa和7.6%。

均匀化处理对Fe基中熵合金组织及力学性能影响

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼-铜模负压吸铸法制备了(Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(98.5)Y_(1.5)(Y=Cu、Ag)、(Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(97)Cu_(1.5)Ag_(1.5)中熵合金.通过建立均匀化动力学方程,研究了均匀化温度和时间对力学性能的影响.对(Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(98.5)Y_(1.5)(Y=Cu、Ag)、(Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(97)Cu_(1.5)Ag_(1.5)中熵合金分别在873、973、1073、1173、1273 K进行6 h均匀化处理,研究其组织结构和压缩性能的关系.结果表明:通过施加均匀化处理使合金元素均匀分布、偏析显著减少,1173 K均匀化处理后合金具有好的相稳定性,仍为fcc结构.在1173 K时,(Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(97)Cu_(1.5)Ag_(1.5)中熵合金的压缩力学性能最优,其抗压强度及塑性应变分别为3992.4 MPa和35.75%,且实验结果与均匀化扩散动力学方程计算预测相符.

Li含量对高Cu铝锂合金均匀化处理的影响

通过金相显微分析(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、能谱分析(EDS)和电子探针显微分析(EPMA),研究了不同Li含量对高Cu铝锂合金铸态组织和均匀化处理的影响。结果表明:铸态高Cu铝锂合金的晶界和枝晶间有大量非平衡结晶相存在,主要为富Mg和Ag的Al-Cu相、T_(B)(Al_(7)Cu_(4)Li)相和θ(Al_(2)Cu)相;Li含量对铸锭枝晶间距和第二相种类有明显的影响,当合金中Li含量较高时,枝晶间距较小,T_(B)(Al_(7)Cu_(4)Li)相的占比较大;当合金中Li含量较低时,枝晶间距较大,θ(Al_(2)Cu)相的占比较大。θ(Al_(2)Cu)相占比越大,均匀化处理需要的时间越长,低Li合金、中Li合金和高Li合金适宜的均匀化制度分别为(470℃,16 h)+(500℃,40 h)、(470℃,16 h)+(500℃,24 h)和(470℃,16 h)+(500℃,8 h)。

热处理工艺对Al-Mg-Si铝合金组织与力学性能的影响

本文采用万用试验机器、扫描电镜、透射电子显微镜等,研究了热处理工艺对Al-Mg-Si铝合金组织与力学性能的影响。通过对显微组织、硬度、抗拉强度、冲击韧性等试验结果分析发现,均匀化处理温度对微观组织影响不大,对其硬度和拉伸试验结果影响并不大;而深冷处理可以提高析出相的形成,增加位错密度,从而提高了硬度、抗拉强度和屈服强度。

Al-Zn-Mg-Cu-Li合金均匀化与固溶热处理工艺优化

本文研究了Al-7-4Zn-1-5Mg-1-7Cu-1-1Li(wt-%)合金在不同均匀化和固溶处理条件下的显微组织和力学性能。结果表明,该铝合金的铸态组织主要由α-Al基体、Li_(3)CuAl_(5)相和Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相构成。为充分溶解第二相,提高过饱和固溶度,需要改善该含Li合金的热处理工艺。优化后的热处理工艺为510℃/24 h均匀化处理加510℃/1 h固溶处理。对比发现,使用优化后的热处理工艺可明显减少该合金中第二相颗粒的含量,且不发生过烧。相比传统均匀化和固溶热处理制度(460℃/24 h+475℃/1 h),采用新的均匀化和固溶工艺后,合金120℃时效峰值硬度提升了34-3 HV,提升幅度约22%。

均匀化处理对Al-5.6Mg2Si合金耐静态腐蚀性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜等测试手段研究了均匀化处理对Al-5.6Mg_(2)Si合金耐静态腐蚀性能的影响。结果表明:均匀化处理提高了Al-5.6Mg_(2)Si合金凝固组织的均匀化程度,降低了易于发生原电池现象的点敏感度,使该合金在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能提高。对比未经均匀化处理的Al-5.6Mg_(2)Si合金,其平均晶粒尺寸由42.5μm变成16.4μm,约为未均匀化处理的38.6%;Mg_(2)Si相体积份数由61.72%降低到57.20%,为未均匀化处理的92.7%,其平均腐蚀速率由0.38180g/m^(2)·h减小到0.00807g/m^(2)·h,约为未均匀化处理时的2.11%。

梯度热处理制备技术加速合金最佳热处理工艺参数筛选

AgCuNiInSn系列电接触合金的合金化程度要求高,需要对合金铸锭进行均匀化热处理来消除铸锭组织中的低熔点非平衡相和枝晶偏析。对于热处理最佳工艺参数的摸索,传统的“试错法”存在实验量巨大、研发周期长、研发效率低等不足。本研究提出一种梯度温度场均匀化热处理高通量制备方法,用于Ag-6Cu-0.5Ni-0.5In-0.5Sn合金最佳均匀化热处理条件筛选。结果表明,经过608.13℃/1h的梯度均匀化热处理,再经过75%的塑形变形后,硬度达到最大值为168.7,合金组织晶粒和第二相体积较小,点状第二相弥散分布较多且均匀,细晶强化效应和弥散强化效应最为显著。

均匀化热处理对电弧增材制造GH4169合金组织影响

采用电弧增材制造工艺成形GH4169合金,研究了不同均匀化工艺条件对沉积态GH4169合金微观组织的影响。研究结果显示:当均匀化热处理温度为1 120℃时,随着保温时间的延长,沉积态柱状晶逐渐转变为等轴晶,平均晶粒尺寸呈逐渐长大趋势,Laves相体积分数逐渐减小,在保温90 min后,平均晶粒尺寸长大至178.9μm, Laves相完全溶解;当均匀化热处理保温时间为1 h时,随着热处理温度的升高,晶粒平均尺寸逐渐长大,Laves相体积分数逐渐减小,在热处理温度为1 200℃时,Laves相体积分数降低至0.64%,平均晶粒尺寸长大至170.35μm,此时沉积态柱状晶已完全转化为等轴晶。最终确定均匀化热处理参数为:热处理温度1 120℃,保温时间90 min。

均匀化处理对汽车活塞用Al-20Si合金组织及耐磨性的影响

对挤压铸造Al-20Si合金进行了530℃不同时间的均匀化处理。采用显微组织观察、摩擦磨损试验研究了不同时间均匀化处理对Al-20Si合金组织与耐磨性能的影响。结果表明:铸态Al-20Si合金组织中有大量针状共晶Si相存在,随着均匀化时间的增加,Al-20Si合金单位面积上Si相数量先增加后减少,Si相圆整度先提高后降低。均匀化16 h合金中Si相圆整度最佳。随着均匀化时间的增加,Al-20Si合金耐磨性先提高后降低。530℃×16 h均匀化处理的Al-20Si合金的耐磨性最佳,其抗拉强度和伸长率分别为158.3 MPa和10.4%。

2124铝合金的均匀化热处理

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和X射线衍射研究2124铝合金铸态与均匀化态的显微组织演化和成分分布。结果表明:2124铝合金的铸态组织枝晶偏析严重,在晶界存在很多低熔点共晶相,合金中元素Cu,Mg和Mn在晶内及晶界分布不均匀;经过均匀化处理后,2124铝合金组织中的非平衡相逐渐溶解,各组元分布趋于均匀;该合金的过烧温度为504℃,最佳均匀化制度为(490℃,24h),该制度与均匀化动力学方程得到的结论基本一致。

7050铝合金均匀化热处理后的组织转变

利用金相组织观察、差示扫描量热法、扫描电镜、X射线衍射等手段对7050铝合金铸态组织、不同条件下的均匀化效果和均匀化前后的组织转变进行了分析。结果表明,7050合金半连续铸锭中存在大量具有η-MgZn2型晶体结构的非平衡第二相Mg(AlZnCu)2,其熔化温度为477℃,在均匀化处理过程中,该非平衡凝固共晶相在477℃向合金基体溶解并转变成Al2CuMg(S相),S相在该合金中的熔化温度为490℃;在460℃均匀化处理时,结晶相η全部消失,晶间和晶内均出现球状S相。在随后的冷却过程中η相和S相先后在晶内析出,但在260℃时S相再一次消失。

7050合金半连续铸锭中结晶相及其均匀化处理

采用DSC、金相、扫描电镜及能谱分析、X射线衍射相分析等方法,研究了7050合金Φ200mm半连续铸锭的结晶相及其在470℃均匀化处理过程的变化规律。结果表明:7050合金半连续铸锭中存在大量非平衡凝固共晶体,其过烧温度为477℃,共晶体中的非基体共晶相为MgZn2型晶体结构的含AlZnMgCu元素的非平衡第二相;在均匀化处理过程中,该非平衡凝固共晶体不仅向合金基体溶解还转变成Al2CuMg(S相),S相在该合金中的熔化温度为490℃左右;在470℃均匀化处理时,半连续铸锭中含Zn结晶相于12h前全部消失,其中部分形成S相,但在470℃均匀化处理时,S相不能完全溶入合金基体。铸锭中还存在少量的块状Al7Cu2Fe相,该相在均匀化处理过程中基本保持不变。

Mg-Y-Nd-Zr合金均匀化处理工艺及微观组织的研究

对Mg-Y-Nd-Zr合金铸锭在不同温度和时间下进行均匀化处理,采用金相显微镜、X射线衍射和扫描电镜及能谱分析仪对合金不同状态下的微观组织和成分进行观察分析。结果表明,合金基体中的金属间化合物以灰色条块状的富Y相和黑色颗粒状的富Nd相为主;均匀化处理后,合金中的富Y相基本上能够完全分解并扩散到基体中,合金在530和547℃经过不同时间的处理后,富Nd相的分布状态基本上没有变化;合金中存在的大量高熔点稀土化合物相起到了阻碍晶粒长大的作用;547℃×6h可以作为Mg-Y-Nd-Zr合金制定均匀化处理工艺的参照。

铸锭GH3625合金微观偏析及均匀化热处理

为消除铸态GH 3625合金的显微偏析,改善其热加工性能,建立其均匀化动力学并制订均匀化处理制度,采用ImagePro Plus软件、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS),对通过真空感应熔炼和电渣重熔双联工艺制备的GH 3625合金电渣锭的显微组织及元素偏析情况进行分析和研究.同时,对铸态GH 3625合金在不同温度下同一时间及同一温度下不同时间进行了均匀化处理.结果表明:GH 3625合金电渣锭存在明显的枝晶间微观偏析,主要偏析元素为Nb、Mo等,形成富Nb的Laves相、MC碳化物;不同元素的偏析程度为Nb>Mo>Ti>Al>Cr;Nb、Mo、Ti、Al在枝晶间大量富集,使得Laves等多种非平衡相在枝晶间析出;在均匀化过程中,随着均匀化温度的升高和时间的延长,偏析元素逐渐扩散均匀;当热处理制度为1 130℃×32 h时,元素偏析基本消除;Laves相体积分数随均匀化处理时间呈明显指数函数特征,V1 130℃=0.033 5exp(-0.163 1t).