加工条件对多相V-Ti-Ni合金的显微组织和氢渗透性能的影响

将电弧熔炼V_(55)Ti_(30)Ni_(15)合金在800℃热处理18 h,并在700℃下进行70%压下量的轧制,随后在950℃退火3 h,研究不同加工条件对合金显微组织的影响以及显微组织对合金H渗透率的影响。结果表明,不同加工条件导致的合金显微组织对H渗透率影响很大。热处理后,V基体析出了H渗透率较低的NiTi粒子,减少了作为H渗透主体的V基体体积分数,导致合金H渗透率降低。位错对合金H渗透率有很大影响,轧制后合金含有高密度的位错,极大降低了H渗透率;随后的高温退火工艺则使合金位错密度降低,提高了H渗透率。

冷却速率对多相透氢V-Ti-Ni合金组织与性能的影响

研究了冷却速率对多相V_(55)Ti_(30)Ni_(15)合金的显微组织、硬度和氢渗透性能的影响。结果表明,V_(55)Ti_(30)Ni_(15)合金显微组织由V(Ti,Ni)固溶体、Ni Ti和NiTi_2化合物组成。凝固时冷却速率对合金的组织和性能有很大的影响。合金铸锭凝固过程中,V(Ti,Ni)固溶体的体积分数随冷却速率的增大而减小,二次枝晶臂间距和宽度也呈现出同样的变化趋势。合金硬度随着冷却速率的升高不断增大,氢渗透率却随之降低。V-Ti-Ni多相合金400℃的氢渗透率与V(Ti,Ni)固溶体体积分数成线性关系。合金铸锭氢渗透率不仅与V(Ti,Ni)固溶体的相对含量有关,而且与固溶体中Ti、Ni合金元素含量和相界的体积有关。

热处理工艺对V-Ti-Ni氢分离合金显微组织和硬度的影响

在真空氩弧熔炼炉中制备V60Ti20Ni20合金,采用硬度测试、金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析技术,研究热处理温度和时间对V60Ti20Ni20合金显微组织和硬度的影响。结果表明,铸态V60Ti20Ni20合金由枝晶相V基固溶体以及枝晶间相NiTi和NiTi2组成。合金铸锭在热处理保温15和18 h时,随着热处理温度升高和保温时间的延长,Ti,Ni原子从枝晶相扩散至枝晶间区域速率增大,扩散量增加,导致V基体晶格畸变度逐渐减小,同时枝晶间NiTi2相尺寸逐渐变细小和均匀,合金硬度随之降低。热处理保温时间延长至21 h时,合金随热处理温度升高,Ti,Ni原子回溶到枝晶相,V基体晶格畸变度增大,同时枝晶间Ni Ti2相聚集、分布不均匀,尺寸逐渐增大,因此合金硬度反而随之升高。

多相V-Ti-Ni氢分离合金异步轧制组织与性能

研究了铸态和热处理态多相V_(60)Ti_(20)Ni_(20)氢分离合金的异步轧制性能,异速比对合金显微组织、硬度和织构系数的影响。结果表明,异步轧制工艺提升合金轧制性能的效果高于热处理工艺提升的效果。热处理加异步轧制能够有效大幅提升合金的轧制成形性能。合金异步轧制性能随着异速比增加而提高,合金的硬度几乎不随轧制异速比的变化而变化。高的轧制压下量下,合金呈现出明显流变特征,V基固溶体(Vss)和NiTi相变形量大,沿轧制方向变形伸长,成层状组织。随着合金轧制异速比增加,合金显微组织沿厚度方向逐渐出现低程度的不均匀变形,中心位置变形程度高于同步轧制。异步轧制沿厚度方向引入的剪切变形能在一定程度上弱化合金的轧制织构。

电塑性轧制V-Ti-Ni氢分离合金的组织与性能

包含富V相和共晶Ni-Ti化合物的多相V-Ti-Ni合金能够在氢渗透率与氢脆抗性之间达到较好的平衡,在氢气膜分离领域具有广阔的应用前景。但此类合金变形抗力大、易氧化、低温成形困难。本研究对多相V_(60)Ti_(20)Ni_(20)合金进行热处理+电塑性轧制以提高轧制成形性能与效率,降低合金膜制造成本,并利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及维氏显微硬度计,研究轧制过程中脉冲电流密度对合金显微组织、轧制成形性能和显微硬度的影响规律。研究结果表明:电塑性轧制能够有效提高合金的轧制成形能力,其单道次轧制极限压下量达到13.3%,相较于热处理态合金冷轧成形的增幅达到155%。在电塑性轧制成形过程中,随着脉冲电流密度增加,合金组织变形更加均匀,组织的流变方向一致性较好,而合金的显微硬度随之下降,其原因主要是电致塑性效应在轧制过程中促进了位错运动,从而减少位错的缠结。

多相V-Ti-Ni氢分离合金显微组织与力学性能

研究了多相V_(100-2x)-Ti_x-Ni_x(x=10,15,20)系列氢分离合金的显微组织、硬度和拉伸性能。V_(100-2x)-Ti_x-Ni_x合金铸锭显微组织均由枝晶相V基固溶体和枝晶间相NiTi和NiTi_2组成。随着合金中Ti和Ni的含量增加,枝晶间相在合金中体积占比增大,形成连续网状,阻止枝晶臂的连接。在室温下,合金整体硬度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率均随Ti、Ni含量增加而升高。V基固溶体和NiTi_2相是影响3种合金的整体硬度的主要因素。3种合金在室温下均属于脆性材料。合金中NiTi相含量对合金的延伸率有较大影响。