热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响

为了提高矿用链轮耐磨性,延长其使用寿命,选取电渣离心铸造40CrNiMoA合金链轮件作为母材,研究热处理工艺对40CrNiMoA合金组织和力学性能的影响。采用正交试验法,研究不同热处理工艺对合金显微硬度、摩擦磨损及拉伸强度等力学性能的影响,并将测试结果进行极差分析和综合加权评分计算,得出最优热处理工艺参数,最后进行试验验证。结果表明,正交试验法得到的最优热处理工艺为880℃淬火0.5 h,600℃高温回火2 h,样品热处理后的组织主要为回火索氏体,维氏硬度为364 HV,抗拉强度为1166 MPa,磨损率为0.427×10^(-4)mm^(3)/(N·m);验证试验结果与正交试验分析结果相近,且热处理后的样品性能可达到使用要求。研究结果可为矿用链轮件热处理工艺提供理论依据,对有效解决链轮耐磨性和使用寿命问题具有参考价值。

40CrNiMo核电轴热处理工艺研究

按照40CrNiMo核电轴截面大小分类,制定有针对性的热处理工艺,最终提高了产品合格率。

Microstructure evolution and mechanical properties of rheo-squeeze casting AZ91-Ca alloy during heat treatment

The rheo-squeeze casting(RSC)process is a newly-developed casting process for high-performance components.In order to further improve the mechanical properties of magnesium alloys,AZ91-2wt.%Ca(AZX912)alloy was prepared by the RSC process and then subjected to heat treatment.The microstructure evolution and mechanical properties of AZX912 alloy during heat treatment were investigated.It was found that during solid solution treatment at 410°C,β-Mg_(17)Al_(12) phase with low melting point dissolves intoα-Mg matrix,while the connected network-like Al_2Ca phase with high melting point tends to separate gradually,and the tips of Al_2Ca phase is partially spheroidized.With the increase of solid solution time,the yield strength(YS)of AZX912 alloy decreases gradually while the ultimate tensile strength(UTS)and elongation to failure(E_f)increase continuously.Isothermal ageing at 225°C promotes the precipitation ofβ-Mg_(17)Al_(12) phase in the matrix of AZX912 alloy.The hardness reaches the peak after ageing for 96 h and the increase in hardness is about 24.8%.The precipitation ofβ-Mg_(17)Al_(12) phase during ageing treatment is beneficial to YS but harmful to E_f.The mechanism of microstructure evolution during heat treatment and its effect on mechanical properties are discussed.

Hot Extrusion Processing of Al–Li Alloy Profiles and Related Issues:A Review

Al-Li alloy is a new structural material with the advantages of lightweight and high strength.The extrusion profiles of Al-Li alloy are widely used in aerospace and other fields,which can significantly reduce the weight of the aerospace equipment and improve their carrying capacity and service performance.Particular service conditions of structural components in aeronautical and space areas put forward strict requirements on microstructure,mechanical properties,and dimensional precision of Al-Li alloy profiles.Therefore,it places higher requirements on the shape forming and microstructure controlling of the Al-Li alloy profiles.The manufacturing process of the profiles involves billet homogenization,hot extrusion,solution and quenching treatments,artificial aging,and others.The parameters of each process as well as the die structure have important effects on the final performance of the profiles.This article summarizes the main applications and key mechanical properties of Al-Li alloy extrusion profiles.The technologies related to the manufacturing process of the extrusion profiles are summarized and analyzed.The related studies about the evolutions of the microstructure and mechanical properties during homogenization and extrusion processes are reviewed.The developments of the solid solution and quenching treatments as well as the aging strengthening technology for extruded Al-Li alloy profiles are also introduced.The scientific problems and key technologies that need to be solved in the manufacturing of Al-Li alloy extrusion profiles are presented,and the prospect for future development trends in these fields is given.

热处理工艺对大规格TC17钛合金棒材组织与力学性能的影响

研究了固溶温度、冷却方式、保温时间及取样方向对两相区锻造的大规格TC17钛合金棒材显微组织和力学性能的影响,并根据实验结果选择最佳热处理制度。结果表明:TC17钛合金棒材的最佳热处理工艺为800℃/2h/WQ+630℃/8h/AC;固溶温度在两相区时,随着固溶温度的升高,合金强度升高,塑性降低;固溶空冷+时效的合金较相同温度固溶水冷+时效的合金强度高、塑性低;在相同温度固溶水冷条件下,缩短固溶保温时间,可改善合金的塑性;锻造后的TC17钛合金大规格棒材存在各向异性。

时效Cu-0.6Zr-0.3Fe合金的组织与性能

通过真空熔炼的方法制备了Cu-0.6Zr-0.3Fe合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射和电子万能试验机等对合金的显微组织及元素分布、物相及力学性能进行了分析测试。结果表明:铸态Cu-0.6Zr-0.3Fe合金的晶粒较为粗大,同时晶间存在黑色球状、长条状共晶组织;经930℃固溶处理60 min后的晶粒组织变得细小,并且共晶组织由长条状转变为球状,经30%冷变形及时效后晶粒基本保持着冷轧形貌;时效初期合金的硬度先迅速升高达到峰值,而后随着时效时间的延长开始降低,最后趋于平缓或下降,抗拉强度变化趋势与之相同;在本次实验条件下合金的最佳时效工艺参数为450℃时效120 min,此时其显微硬度、抗拉强度和导电率分别为152.6 HV0.3、495.4 MPa和55.5%IACS。

国产BE100和国外Wikus硬质合金带锯条背材的性能对比分析

以国产BE100和国外Wikus两种硬质合金带锯条背材为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏硬度计等研究了背材的微观组织、物相及硬度,使用拉伸试验机和疲劳试验机测试其拉伸性能和疲劳性能,对比研究了两种背材的微观组织和力学性能。结果表明:两种背材的主要成分Fe、Cr和Ni均以单相固溶体存在,且背材中形成的碳化物均为非晶态;相比BE100背材,Wikus背材采用高温淬火和低温回火的热处理工艺,产生了马氏体固溶强化效果,获得了更高的硬度;BE100和Wikus背材的微观组织分别由回火索氏体和回火屈氏体组成,Wikus背材微观组织的均匀性更好;拉伸初始时BE100背材的塑性优于Wikus背材,但随应变量增至10%则低于Wikus背材,BE100背材比Wikus背材更早出现颈缩现象;此外,Wikus背材比BE100背材具有更好的疲劳稳定性。

低碳低合金无碳化物贝氏体钢热处理工艺及组织性能研究

开展了实验钢在Ms点以上及以下保温不同时间的等温淬火实验,结合高分辨膨胀仪、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)等其它实验手段,探究了引入一次马氏体对贝氏体相变动力学的影响,以及不同等温时间转变后微观组织和力学性能之间的关系。结果表明,在Ms点以下等温阶段引入的一次马氏体显著地加速了贝氏体相变动力学,并且提高了实验钢的屈服强度和伸长率。这是因为引入的一次马氏体为贝氏体提供了更多的形核界面,并且获得了由回火马氏体、二次马氏体、贝氏体和残余奥氏体组成的多相组织,其中较多数量的残余奥氏体因TRIP效应从而使实验钢的塑性提高。实验钢在300℃等温2 h后,其抗拉强度、屈服强度分别为1475、986 MPa,伸长率高达18.5%。

热处理工艺对GH4169高温合金组织与力学性能的影响

采用两种典型热处理工艺研究了GH4169高温合金的显微组织演变和力学性能。结果表明:相比于热轧态力学性能,热处理工艺显著提高了GH4169高温合金的屈服强度,这主要归因于热处理过程中析出相的强化作用。标准热处理不仅能够获得更高的室温强度且维持了高温强度;但高强热处理却有效改善了冲击韧性。固溶温度的提高,导致δ相溶解以及奥氏体晶粒尺寸的粗化,削弱了细晶强化效果,这是高强热处理态试样强度下降的主要原因。尽管从冲击断口形貌来看,两种热处理态试样均呈微孔聚集型断裂方式,但高强热处理的韧窝尺寸更深,有利于提高冲击韧性。

热处理工艺对15CrMo合金结构钢组织性能的影响

研究了不同热处理工艺对15CrMo合金结构钢组织及力学性能的影响。结果表明,试验钢于不同正火温度下组织为铁素体、珠光体和贝氏体,随正火温度升高,中心偏析条带逐渐消失,粒状贝氏体组织逐渐增多且更粗大,晶粒逐渐粗化。中心偏析条带处组织为粒状贝氏体,C、Mn、Cr、Mo元素均在该区域出现偏析现象。随着正火温度升高,回火后试样的屈服强度、抗拉强度逐渐升高,伸长率和冲击韧性降低。试验钢于900℃正火后进行650℃回火,可获得良好的强韧性匹配。

TMCP态桥梁钢与316L不锈钢制备的爆炸复合板热处理工艺研究

介绍了研究控轧控冷(TMCP)生产的Q370qD桥梁钢和316L不锈钢制备的爆炸复合板热处理性能与组织演变过程。结果表明:316L/Q370qD(TMCP)爆炸焊接复合板低温退火后强度偏高延伸率较低,900℃高温退火后强度不合格、冲击值离散性大;优化热处理方案进行630~710℃退火,最终确认适宜的热处理温度区间为650~680℃、时间为1.5~2 h,大规格复合板退火(680℃/1.5 h退火后空冷)验证测试性能合格,后续生产处理效果良好,表明TMCP状态的Q370qD桥梁钢与316L不锈钢制备爆炸复合板具有可行性。

热处理工艺对高镁铝合金组织和力学性能的影响

本研究的宗旨是探讨热处理工艺如何影响高镁铝合金的显微结构及其机械特性。经过对比分析高镁铝合金在不同热处理状态下的微观结构与机械属性,本研究揭示了热处理参数如何巧妙地操控材料性能。高镁铝合金的组织结构较为复杂,研究显示,经过精确的热处理工艺,可以显著优化其微观结构,进而显著增强其力学性能和延展性。这些成果为高镁铝合金在工程界的应用奠定了关键的基准,它们也为其性能的增强与应用范围的扩展开辟了创新的途径。

新型弹性轴用钢组织与性能优化技术研究

针对现行弹性钢存在屈服比低、疲劳强度低、可靠性差等瓶颈问题,开展新型弹性轴用钢组织与性能研究,通过对新型弹性轴用钢的力学性能、扭转强度、工艺性能、使用性能等研究,得出新型弹性轴用钢在相同试验条件下,其屈服强度、屈服比及使用性能等均优于原弹性轴用钢45CrNiMoVA,完全满足车辆的使用要求,并为设计应用提供更多的选择。

热加工及热处理工艺对Ti80合金棒材组织和性能的影响

对不同的热加工工艺及热处理工艺获得的Ti80合金棒材进行了室温力学性能和组织的分析研究。结果表明：Ti80合金棒材精锻时,随着变形量增加室温拉伸性强度逐渐增加,塑性变化不明显,而冲击韧性随着变形量的增加而显著下降;轧制棒材的冲击韧性比相近变形量的精锻棒材略高;室温拉伸性能对热处理温度不敏感,900℃及其以上热处理的几乎保持不变;热处理温度对冲击韧性影响较大,（940~980）℃×75 min/AC的综合力学性能较好。

热处理对Al_(0.5)CoCrFeNiB_(0.2)高熵合金组织结构及力学性能的影响

采用真空电弧炉制备Al0.5CoCrFeNiB0.2高熵合金,采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜等方法研究铸态合金的组织结构及其热处理的影响,采用显微硬度计和拉伸试验测定合金热处理前后的力学性能。结果表明:Al0.5CoCrFeNiB0.2铸态合金仅由简单的体心立方结构和两个面心立方结构三相组成。合金铸态组织由树枝状初生α1相、粒状α2相和共晶组织(α1相和层片状β相)组成。退火和淬火热处理并未改变Al0.5CoCrFeNiB0.2合金的相结构。但随着热处理温度的提高,初生α1相由共晶组织β相回溶而长大的趋势更加明显。退火和淬火热处理均可强化合金。其中,经800℃×10 h退火后,合金室温抗拉强度由铸态的850.14 MPa提高到1 232 MPa;经1 000℃×10 h淬火后,合金塑性及强度均优于铸态合金,尤其是塑性显著提高。

超高锰钢热处理工艺优化及力学性能的提高

优化了含Cr、Mo及RE-Si-Fe变质处理超高锰钢的热处理工艺,研究了超高锰钢不同温度回火处理后的组织和力学性能。结果表明,沉淀(弥散)强化使奥氏体晶内析出了弥散颗粒状M23C6型碳化物,强化了奥氏体基体。优化出超高锰钢的最佳热处理工艺为,加热至1100℃保温4 h,水淬,再经250℃保温4 h,空冷。该热处理工艺条件下奥氏体晶粒细小,晶内颗粒状碳化物均匀、弥散分布,力学性能得到显著提高,即bσ=994.51 MPa,sσ=430.98 MPa,kα=260J/cm2,HB227,δ=55.03%。与常规水韧处理相比bσ提高了18.2%,sσ提高了7%,kα提高了22%,δ提高了30.3%,硬度提高了9.7%。

合金元素、加工与热处理对医用β型钛合金力学性能的影响及微观分析

研究了不同合金添加元素(Mo,Sn,Zr,Nb)、加工以及热处理对近β型医用钛合金力学性能和显微组织的影响规律,讨论了保持医用钛合金强度、弹性模量和塑性优良匹配的影响因素和解决办法。研究发现:Ti-Nb-Zr-Mo-Sn合金中增加Zr,Mo,Sn元素含量使合金强化,而增加Mo,Nb元素含量和热加工率利于降低弹性模量;经过固溶处理后强度和弹性模量降低,经时效处理后合金产生弥散强化和细晶强化使强度和弹性模量增加;热轧态和固溶状态下产生应力诱发马氏体而导致较低的屈强比和允许应变,利于二次加工和实际应用。

铬含量对Cr-Ni型水轮机材料特性的影响与调控

将ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢(简称13 4)中的Cr降低至5 57%和9 93%,研究了材料在13 4常规热处理工艺下Cr变化对材料力学性能的影响;将13 4中的Cr分别降至6 64%、8 34%和10 61%,进行热处理工艺优化并研究材料的组织和力学性能。结果表明,按13 4常规热处理工艺,随Cr含量的降低,强度呈近似线性显著降低;适宜的正火温度随Cr含量的降低而降低;在优化的热处理工艺下,材料(8 34%Cr)的组织为板条状马氏体和逆变奥氏体,含8 34%Cr和10 61%Cr两种材料的各项力学性能均符合13 4标准要求,获得了较高的综合力学性能。

珠光体含量对蠕墨铸铁高温力学性能和热物理性能的影响

通过不同的热处理方法得到不同组织蠕墨铸铁,研究基体中珠光体含量对蠕墨铸铁不同温度下力学性能和热物理性能的影响。结果表明：珠光体含量为40%～60%时,珠光体的分散度高且分布均匀;随珠光体含量的增加,蠕墨铸铁的硬度、强度、密度和比热增加,塑性韧性、热扩散率和导热降低;当珠光体由5%增加到95%时,蠕墨铸铁500℃的抗拉强度增加,达到320 MPa;屈服强度增加,达到250 MPa,伸长率为4.05%,断面收缩率为1.68%;当珠光体含量小于60%时,蠕墨铸铁的导热随珠光体含量增加缓慢降低,当珠光体含量由5%增加到60%时,100℃的导热系数由48.3 W·m^-1·K^-1降低到47.1 W·m^-1·K^-1。

回火工艺对高速列车用DZ2车轴钢组织及力学性能的影响

通过试验研究了不同热处理工艺对高速列车用DZ2车轴钢组织及力学性能的影响。结果表明,在580~700℃之间回火时,新开发的高速列车用DZ2车轴钢组织均为回火索氏体组织;随着回火温度的升高,试验料中马氏体位相逐渐消失,位错密度下降,碳化物逐渐析出和球化;随着回火温度的提高,试验钢抗拉强度和屈服强度逐渐下降,断面收缩率、断后伸长率和冲击韧性逐渐增加,其中,在640℃以下回火时,冲击韧性增加的幅度比较显著,当回火温度高于640℃时,冲击韧性提高幅度较小。