时效处理对Ti55531钛合金微观组织演变规律及力学性能的影响

在INSTRON-5948R微型材料试验机上开展了近β型钛合金Ti55531经800℃/2 h固溶+580~640℃/6~10 h时效热处理后的力学性能试验,获得了不同时效工艺下Ti55531合金的力学性能及强塑积。研究了时效处理对合金微观组织演变规律及合金在拉伸变形时的断裂机制。结果表明:次生片层αs相对时效参数变化比初生α相更敏感。次生片层αs相厚度与时效温度或时效时间呈线性正相关。与时效时间对比可知,次生片层αs相粗化速率对时效温度敏感性较弱,且其随时效温度和时效时间粗化速率分别约为1 nm/℃和8 nm/h。合金经固溶时效后,其力学性能显著提升,且合金在800℃/2 h固溶+640℃/8 h时效后达到最佳的综合力学性能,此时抗拉强度为1144 MPa,延伸率为8.16%,且强塑积超过9.3 GPa·%。合金经固溶时效热处理后拉伸断裂形式为韧脆混合型断裂,且以韧性断裂为主,包括晶间开裂和微孔合并。

2.25Cr-1.6W(T23)铁素体耐热钢服役过程中的组织演变研究

通过OM,TEM,SEM和EDS等方法对正火态、供货态、高温服役老化T23试样的微观组织演变进行了分析,探讨了T23中碳化物的演化规律及对性能的影响。结果表明,在长期高温高压运行后,T23钢贝氏体铁素体基体和小岛中的马氏体将发生回复,晶内小颗粒M23C6型碳化物逐渐消失,大颗粒M23C6型碳化物在晶界聚集、长大,随着运行温度的升高和服役时间的延长,M23C6型碳化物逐渐转变为富W的M6C型碳化物;研究指出了大颗粒碳化物沿晶界聚集长大并呈链状分布,尤其是富W的M6C相的大量出现是性能发生退化的主要原因。