热处理工艺对Nb-Ti-Al基低密度铌合金力学性能及组织形貌的影响

将Nb-Ti-Al基低密度铌合金在不同的高温条件下进行热加工处理,并对合金涂层后的试样在1300℃高温熔烧30 min,利用INSTRON4505型万能试验机、金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪对热处理后试样的室温(25℃)力学性能(抗拉强度бb、屈服强度б0.2和延伸率)、金相组织、断口形貌等进行了对比分析。结果表明,当熔烧温度(t≥900℃)每升高100℃,抗拉强度下降9.23%,屈服强度下降9.11%,延伸率下降9.59%,晶粒度增大比例为21.43%,在熔烧温度高于1200℃时试样仅测出抗拉强度值就断裂了,表现出铌合金试样随着熔烧温度梯度的升高,样品基材的力学性能下降,晶粒度和硬度不断增大,塑性和韧性不断下降的规律。

温度对GC-4钢CF裂纹扩展速率及断口形貌影响

一、前言 对于在常温下金属材料腐蚀疲劳（CF）的温度效应研究虽有所报道,但迄今为止,未见到对金属材料在3.5％NaCl溶液（SW）和蒸馏水（DW）这两种常见介质中的温度效应进行专门的对比研究。本文对GC-4（40CrMnSiMoVA）超高强度钢在SW与DW中CF裂纹扩展的温度效应和断口形貌进行了对比性的试验研究,并结合理论分析,得到了一些有用的研究结论。 二、材料与试验方法 试验用GC-4钢为电弧炉—电渣重熔钢棒,材料化学成分（wt％）为:C0.40,Si1.45,Mn0.90,Cr1.44,Mo0.50,V0.10,P0.07,S0.002。改锻后,取对CF较为敏感的T-L向加工成宽度W=50mm,厚度B=15mm的标准CT试样。试样热处理制度为920℃等温20min,300℃等温1h,200℃/20h除氢处理,获得贝氏体组织。材料基本力学性能为σb=1800MPa,σ0.2=1321MPa,δ（％）=12.4,φ（％）=48.4。

一种高强钛合金疲劳裂纹扩展行为

高强Ti-5Al-3Mo-3V-2Zr-2Cr-1Nb-1Fe(Ti-5321)合金是顺应我国新一代飞机对高性能钛合金的需求设计而开发的一种新型高强损伤容限型钛合金。以Ti-5321合金为研究对象,构造等轴组织(EM)、网篮组织(BW)和细网篮组织(F-BW)三种典型组织,研究拉伸及疲劳裂纹扩展行为,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察组织和断口,揭示高强钛合金Paris及失稳扩展区的疲劳裂纹扩展机制。结果表明:三种组织试样的抗拉强度均在1200 MPa以上,且整个裂纹扩展阶段均表现出优异的疲劳裂纹扩展抗力;细网篮组织疲劳裂纹扩展抗力最高,等轴组织疲劳裂纹扩展抗力最低;Paris区及失稳扩展区疲劳裂纹主要以穿过初生α相和沿着初生α相两种方式进行扩展,裂纹扩展方式与α相的晶体学取向密切相关,裂纹倾向于穿过有利于(1010)<1210>锥滑移的α丛域,绕过有利于(1011)<1210>柱滑移的α丛域。

固溶时效处理对TA10钛合金组织与力学性能的影响

选取TA10钛合金棒材,对其固溶时效热处理,随后使用光学显微镜、扫描电子显微镜研究其组织与力学性能的关系,结果表明:合金经固溶处理后,金相组织由初生α相和β转变组织组成,其中β转变组织由细小的次生α′相和残余β组成,此时组织为典型的双态组织,经时效处理后,会形成细小的次生αs相,时效温度越高αs相越细小;合金经固溶处理后,其抗拉强度为510 MPa,屈服强度为395 MPa,延伸率为23%,时效处理,使其强度增大,塑性降低,随着时效温度升高,趋势相同;仅经固溶处理后,合金的拉伸断口形貌是以等轴状的韧窝为主,断口形貌主要由韧窝构成,当合金再经时效处理后,断口微观形貌中会出现二次裂纹,当时效温度继续增大,断口微观形貌中出现明显的撕裂棱。

TA2轧制板材的组织与拉伸性能研究

对电子束(EB)炉熔炼扁锭轧制TA2板材进行退火处理、拉伸性能测试以及断口微观形貌观察,研究板材经不同退火温度处理后的组织和拉伸性能关系。结果表明:板材经不同温度退火处理后,金相组织有一定变化,随着退火温度的不断升高,组织中的晶粒逐渐开始等轴化,并且不断长大。板材的强度与塑性呈现相反趋势,其中强度随着退火温度的升高而先降低再升高,塑性随着退火温度的升高而先升高再降低。经不同退火温度处理后的板材拉伸断口微观形貌大体一致,均为大量等轴韧窝。

退火处理对TaW12合金力学性能及组织形貌的影响

对TaW12合金拉伸试样进行了1340～1430℃退火处理,研究了合金室温力学性能随退火制度变化的规律,并采用金相显微镜和扫描电镜对退火态试样的微观组织和断口形貌进行了分析。结果表明:经1340℃退火处理后,合金抗拉强度和屈服强度分别为730MPa和660MPa;经1430℃热处理后,抗拉强度和屈服强度分别为660MPa和550MPa;随着退火温度的升高,合金强度有所下降,但仍保持较高水平,而延伸率从32%提高到45%,塑性明显提高;经1430℃退火的拉伸试样有明显的颈缩现象,收缩率达到最大值;TaW12合金合适的退火制度为(1400～1430℃)×2h。

组织不均匀性对TA15电子束焊接接头疲劳裂纹扩展的影响

采用一种水平切取疲劳试样的方法,研究厚板TA15合金电子束焊接接头的焊缝(WS)和热影响区(HAZ)的显微组织、硬度、疲劳裂纹扩展速率以及疲劳断口形貌。结果表明:在距焊缝顶端同样高度时,热影响区的组织不均匀性最大;从焊缝顶端到底部,焊缝的α′马氏体组织细化,但焊缝的组织不均匀性增大;受较高的组织不均匀性的影响,热影响区的疲劳裂纹扩展速率比焊缝的高,疲劳断口形貌反映了这种宏观上的差别。

浅析SWRH82B盘条拉拔断口典型形貌及特征

利用扫描电镜、高温共聚焦激光显微镜和光学显微镜,对不同断裂形态的SWRH82B盘条和过程线的断口进行形貌观察和金相组织检测。经过分析,造成82B盘条和过程线在拉拔过程中发生断裂的主要原因是盘条中的不良组织和表面缺陷。

显微组织对近α钛合金BT-20疲劳裂纹扩展的影响

通过显微镜及电子背散射衍射试验对近α钛合金BT-20的篮网、双态和魏氏组织微观结构及晶粒尺寸进行测定,并采用拉伸与疲劳裂纹扩展试验进行力学性能以及裂纹扩展研究,讨论微观组织对裂纹扩展速率、路径和断口形貌的影响.结果表明,双态组织的强度和延伸率最好,魏氏组织最差;双态组织的断口为解理断裂,裂纹碰到大尺寸初生α晶粒时发生穿晶失效,形态呈直线状,从而具有较高的扩展速率;篮网和魏氏组织的断口形式为沿相界断裂,裂纹扩展路径在通过α晶粒集束边界时改变方向,路径呈曲线状,扩展速率相对较低,从而具有较好的耐裂纹性能.

电镜断口特征与裂纹扩展速率的研究

试验研究了16MnR球形容器外表面的焊缝裂纹、热影响区裂纹、母材裂纹的疲劳扩展行为,结合电镜断口特征分析其表面裂纹的开裂及其扩展机理,用Paris方程描述了在低周疲劳循环条件下表面裂纹的扩展规律,并将微观分析与宏观分析结果进行了对比分析。试验结果为压力容器安全评定及其寿命预测提供了可靠的依据。

锰含量对铝锰合金冲击韧度和金相组织的影响

测试了不同锰含量的Al-Mn合金的硬度和冲击韧度,分析锰含量对Al-Mn合金断口形貌特征及断裂形式的影响。结果表明:随锰含量的增加,Al-Mn化合物数量增加,铸态硬度提高,冲击韧度降低;同时,Al-Mn化合物形态由细变粗,由长变短,由头部圆形转变为具有尖角形块状,材料的冲击韧度急剧下降。随着锰含量的增加,Al-Mn合金断口形貌由塑性断裂向准解理断裂、脆性断裂特征变化。

TC17合金焊接接头显微组织与疲劳裂纹扩展特性

研究了TC17钛合金惯性摩擦焊焊接接头的疲劳裂纹扩展规律,并利用光学显微镜、扫描电镜对材料的显微组织和断口形貌进行分析。结果表明:TC17钛合金母材为α+β网篮状组织,晶粒较大;焊缝区和热影响区内可以看到明显的原β相晶界,焊缝区的原β晶粒较细小,热影响区的原β晶粒较粗大,晶粒内部存在细小的α相。在室温下,当ΔK≤15 MPa.m1/2时,焊缝区疲劳裂纹扩展速率较小,而当ΔK≥15 MPa.m1/2时,焊缝区的扩展速率最大,其次是热影响区,母材的裂纹扩展速率最小;在高温下,焊接接头各部位的裂纹扩展速率相差不大,均小于室温。

大规格TC18钛合金棒材组织与力学性能的研究

选取大规格TC18钛合金棒材,并对其进行热处理,随后使用光学显微镜、拉伸性能测试、冲击性能测试以及扫描电子显微镜,研究TC18钛合金棒材组织与力学性能的关系,结果表明:棒材的原始锻态金相组织由粗大β晶粒组成,有明显的晶界存在,在晶界附近有细小α相存在,在粗大β晶粒内部同样存在细小α相,经热处理后,组织中出现了由颗粒状形成的晶界α,棒材的横向与纵向力学性能较为接近,无明显各向异性。拉伸与冲击试样的断口微观形貌均以等轴状韧窝为主,韧窝尺寸较大且深度较深。

液压支架用Q690+Q550高强钢焊接接头裂纹分析

对Q690+Q550高强钢进行直Y形坡口铁研试验,分析焊接材料和热输入对Q690+Q550钢焊接接头裂纹的影响;采用金相显微镜、电子探针仪等测试手段,对焊接接头的显微组织、裂纹形态及断口形貌进行研究。试验结果表明:采用ER50-6,MK·G60和MK·GHS70焊丝,焊接热输入控制在11～19kJ/cm范围内,焊接接头裂纹率<20%;裂纹起源于淬硬倾向较大的Q690侧熔合区,平行或越过熔合区向焊缝扩展;焊缝和热影响区的冲击断口形貌为韧-脆断裂机制。

激光焊接HR-2抗氢不锈钢的性能及组织

为研究HR-2抗氢不锈钢的激光焊接性,对焊接接头的力学性能、试样断口扫描电镜形貌、焊缝金相组织及焊缝内气孔的形貌与成分进行了试验与分析。结果表明,激光焊接HR-2抗氢不锈钢,虽然焊接接头的抗拉强度有所升高,断面收缩率和缺口冲击韧性值有所降低,但试样的微观断裂机制与母材一样是按微坑聚集型的韧性断裂方式进行的,表明焊接接头仍然具有较好的韧塑性;焊缝中未出现明显的合金元素烧损或过多的氧化及脱氧产物,焊缝热影响区很窄,与基体的结合界面良好;激光深熔焊接HR-2抗氢不锈钢,焊缝中除了容易出现常见的析出性气孔和反应性气孔外,更容易出现激光焊接所特有的小孔型气孔。

7A04铝合金Φ360/130mm规格空心铸锭裂纹缺陷分析

借助断口分析、金相组织检查、能谱分析等手段,探讨了7A04铝合金Φ360/130 mm规格空心铸锭裂纹缺陷产生的原因,它是在铸造过程中产生了热裂纹,通过后期的补液,基体又连接在一起,但在热裂纹界面上聚集了较多的合金元素和析出的化合物,形成结合力弱、能量高的界面,在强酸腐蚀或外力作用下就形成裂纹,结合该合金的特性及现场实际生产情况提出一些解决方法。

60Si2Mn厚壁钢管惯性轴向摩擦焊接头组织与性能

对23.5 mm厚的60Si2Mn钢管采用惯性轴向摩擦焊,通过金相、显微硬度、拉伸试验、拉伸断口扫描电镜对焊接接头进行组织与力学性能分析。60Si2Mn钢惯性轴向摩擦焊接头由马氏体、残留奥氏体、少量下贝氏体与珠光体组成,焊后焊接接头的显微硬度、强度均高于母材。经热处理后,焊接接头组织均为细小的回火屈氏体组织,沿直径方向的厚壁管焊接接头拉伸试样的抗拉强度基本一致,大于1200MPa,拉伸断口呈现沿晶断裂与韧窝断裂结合的混合断裂特征。

Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷组织的研究

采用粉末冶金工艺制备不同WC含量的Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷组织、断口形貌和裂纹扩展路径。结果表明:Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷除了有黑芯-灰壳组织,还有白芯-灰壳组织。随着WC含量的增加,晶粒有细化趋势,但当WC含量达到20%(质量分数)时,晶粒有所长大。材料断裂模式主要是沿晶断裂和穿晶断裂;在裂纹扩展过程中,产生裂纹桥接、裂纹偏转和微裂纹。

硬脆钢50SiMnVB激光预控裂纹工艺试验研究

为改善传统裂解槽加工效率低、后续加工困难等问题,采用高功率CO2激光器对硬脆钢50SiMnVB进行激光预控裂纹工艺试验。采用金相显微镜、扫描电镜以及显微硬度测试仪等设备,对激光深熔区的微观组织形貌、裂纹断口形貌以及显微硬度分布进行了测试分析。利用数值模拟软件SYSWELD对50SiMnVB钢激光深熔处理过程的温度场和应力场分布进行模拟分析。结果表明:由于深熔过程受温度梯度和应力梯度的影响,深熔区产生淬硬脆化裂纹;其开裂机理为深熔区底部出现气孔和微裂纹,裂纹再沿中心向上扩展形成宏观裂纹;经工艺试验与模拟仿真对比后得出最优工艺参数范围,即激光功率为3. 0 kW,扫描速度范围为1. 0～4. 5 m/min,所对应的预制裂纹深度范围约为3～7 mm.

不锈钢板激光焊接接头组织与性能

对不锈钢板进行激光焊与氩弧焊对比试验。结果表明:激光焊焊缝中晶粒尺寸小于氩弧焊焊缝的晶粒尺寸,而激光焊接接头的显微硬度高于氩弧焊的,激光焊件断口边缘有解理面存在,焊缝中心呈韧窝状。对于薄板件焊接,激光焊接质量较好。