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β相控制法改进黄铜合金的热加工性能

材料热处理学报 2023年第12期44卷 160-167页

作者：杨春秀娄花芬陈忠平向朝建张曦王苗苗中铝科学技术研究院有限公司北京102209 昆明冶金研究院有限公司北京分公司北京102209

通过立式半连铸方法制备了Cu-40Zn-1Pb-0.15Fe-0.03Ni双相黄铜合金,针对热轧开裂问题,采用Gleeble-3500热模拟机对合金进行圆柱体压缩试验和扁平压缩试验,研究了双相黄铜合金在变形温度为600~780℃及应变速率为0.01~10 s^(-1)的条件下... 详细信息

通过立式半连铸方法制备了Cu-40Zn-1Pb-0.15Fe-0.03Ni双相黄铜合金,针对热轧开裂问题,采用Gleeble-3500热模拟机对合金进行圆柱体压缩试验和扁平压缩试验,研究了双相黄铜合金在变形温度为600~780℃及应变速率为0.01~10 s^(-1)的条件下的热变形行为和热轧工艺性能。通过应力-应变曲线分析得到了合金的本构方程,计算绘制了热加工图,分析了热机械加工(TMP)诱导的α-β相变对α和β相的形成和铅颗粒分布的影响,利用热加工图结合显微组织确定了合金的热变形的流变失稳区和最佳变形参数。结果表明:双相黄铜合金加工过程主要存在两个失稳区:1)变形温度为670~710℃,应变速率为2.5~10 s^(-1)的区域;2)变形温度为750~780℃,应变速率为5~10 s^(-1)的区域。在较低温区(690℃以下),合金为α+β双相组织,且随着温度升高合金中β相占比逐渐增大、α相逐渐球化;在中温区(700~750℃),合金基本为β单相组织,利于热轧加工;在高温区(750℃以上),从β相组织的晶界处生长出针状α相,容易造成合金热轧开裂。

关键词：铅黄铜热加工 α相 β相组织演变力学性能

α+β两相区压缩变形后TC21合金的显微组织模拟

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机械工程材料 2022年第3期46卷 68-74,82页

作者：余新平潘光永黄庆华潘巧玉浙江广厦建设职业技术大学智能制造学院东阳322100

使用Gleeble-3500型热模拟试验机对轧制态TC21合金在α+β两相区进行压缩变形试验,研究了合金在不同热变形温度(870~960℃)、不同应变速率(0.001~1s^(-1))条件下的组织和流变应力曲线,建立了流变应力本构方程和动态再结晶位错密度模型,... 详细信息

使用Gleeble-3500型热模拟试验机对轧制态TC21合金在α+β两相区进行压缩变形试验,研究了合金在不同热变形温度(870~960℃)、不同应变速率(0.001~1s^(-1))条件下的组织和流变应力曲线,建立了流变应力本构方程和动态再结晶位错密度模型,并进行了显微组织模拟及验证。结果表明:合金的流变应力曲线呈现的软化机制以动态再结晶为主;应变速率一定时,变形后组织中α相含量随变形温度升高不断减少,α相尺寸先增大后减小;变形温度为870,900℃时,α相尺寸随应变速率增大而先减小后增大,变形温度升至930℃靠近相变点时,α相含量急剧减少,随应变速率增大,β相晶粒发生动态再结晶,晶粒细化;建立的应力计算模型用于峰值应力的预测,其结果较为准确,平均相对误差为6.274%;基于流变应力本构方程和位错密度模型进行的动态再结晶组织演变模拟结果与试验得到的显微组织基本相符,计算模型较为准确。

关键词： TC21合金 α相动态再结晶本构方程位错密度

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β稳定元素对钛合金α相强化行为的影响

稀有金属材料与工程 2012年第5期41卷 805-810页

作者：吴欢赵永庆葛鹏周伟西北工业大学陕西西安710072 西北有色金属研究院陕西西安710016

采用显微硬度测试结合宏观试样拉伸性能测试法,研究β稳定元素Mo、V、Cr、Fe对钛合金α相强化行为的影响。结果表明:β稳定元素Mo、V、Cr、Fe对α相的强化作用明显大于α稳定元素Al。在Ti-xMe合金中添加6%(质量分数,下同)的Al,α相的硬... 详细信息

采用显微硬度测试结合宏观试样拉伸性能测试法,研究β稳定元素Mo、V、Cr、Fe对钛合金α相强化行为的影响。结果表明:β稳定元素Mo、V、Cr、Fe对α相的强化作用明显大于α稳定元素Al。在Ti-xMe合金中添加6%(质量分数,下同)的Al,α相的硬度和抗拉强度得到显著提高。在有6%Al元素的条件下,合金元素对钛合金α相的强化能力与没有Al元素时相同,其强化作用由大到小的顺序为:Fe>Cr>Mo>V。在Ti-xCr、Ti-xV,Ti-xMo、Ti-xV,Ti-xFe、Ti-xV这3组不同成分的合金相中添加6%Al,其强度之差变小。

关键词：钛合金 β稳定元素 α相强化能力

β-CEZ钛合金在固溶时效时ω相与α相的组织演化规律

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稀有金属材料与工程 2018年第9期47卷 2711-2716页

作者：何涛冯勇刘向宏罗文忠田琳何永胜西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 西部超导材料科技股份有限公司特种钛合金材料制备技术国家地方联合工程实验室陕西西安710018

主要通过SEM和TEM观察固溶时效过程β-CEZ钛合金ω相和α相的组织变化规律。发现β-CEZ合金在固溶处理后析出尺寸1～2 nm的无热ω相,在350～500℃时效处理时,ω相辅助形核析出长100～200 nm的针状α相,且随着时效温度升高,α相数量增多... 详细信息

主要通过SEM和TEM观察固溶时效过程β-CEZ钛合金ω相和α相的组织变化规律。发现β-CEZ合金在固溶处理后析出尺寸1～2 nm的无热ω相,在350～500℃时效处理时,ω相辅助形核析出长100～200 nm的针状α相,且随着时效温度升高,α相数量增多,尺寸略有长大。当时效温度达到550℃时,ω相基本消失,α相继续长大到约300nm。当时效温度升高到650℃以后,晶界析出大量的长条状α相,晶内α相长度长大到数微米。

关键词： β-CEZ 固溶时效 ω相 α相组织变化

含Ta低Cr高W铸造镍基高温合金中α相的形成与转变

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中国有色金属学报 2005年第10期15卷 1566-1571页

作者：郑亮北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室北京100095

研究了不同含Ta量低Cr高W铸造镍基高温合金的铸态和1 100℃保温500 h、1 280℃保温20 min^3h热处理后的显微组织以及1 100℃,118 MPa条件下的持久性能。结果表明:低Cr高W铸造镍基高温合金中添加元素Ta会使共晶γ′相的数量显著增加。当(... 详细信息

研究了不同含Ta量低Cr高W铸造镍基高温合金的铸态和1 100℃保温500 h、1 280℃保温20 min^3h热处理后的显微组织以及1 100℃,118 MPa条件下的持久性能。结果表明:低Cr高W铸造镍基高温合金中添加元素Ta会使共晶γ′相的数量显著增加。当(Ti+Nb)含量恒定在2.1%(摩尔分数),(Ta+Al)含量达14.4%(摩尔分数)时,合金凝固后期将形成(αW,Mo)+γ′共晶;少量α相不会明显降低合金的持久性能,但α相在高于1 260℃下固溶处理或在1 100℃长时热暴露时是不稳定的,它会溶解或转变成块状M6C,从而损伤合金的高温持久性能;Ta是一种有利于提高高温合金高温强度的元素,但Ta含量应与合金中的Al含量相适应,须按等摩尔分数原则相互替换;具有Ni-10Co-1.5Cr-16W-2Mo-1Nb-5Al-4Ta成分的合金性能最佳。

关键词：镍基高温合金 α相钽 M5C碳化物显微组织相变

β型γ-TiAl合金中硼化物的取向及其对α相的影响

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材料导报 2020年第8期34卷 113-118页

作者：杨光田普建葛正浩王义飞杨肖肖刘洁刘延辉宋文杰陕西科技大学机电工程学院西安710021

本实验在β单相区分别对Ti-40Al-8Nb-0.5B及Ti-40Al-8Nb-1B合金进行了热变形,研究了两种合金中硼化物的取向行为及其对α相的影响。结果表明:热变形及硼含量显著影响硼化物的分布状态。未变形时,两种合金中的硼化物均为随机分布;变形后,... 详细信息

本实验在β单相区分别对Ti-40Al-8Nb-0.5B及Ti-40Al-8Nb-1B合金进行了热变形,研究了两种合金中硼化物的取向行为及其对α相的影响。结果表明:热变形及硼含量显著影响硼化物的分布状态。未变形时,两种合金中的硼化物均为随机分布;变形后,Ti-40Al-8Nb-0.5B合金中硼化物呈现出强烈的[100]丝织构,而Ti-40Al-8Nb-1B合金中硼化物取向随机,这是由变形过程中硼化物的刚性旋转及其相互作用所造成的。经历β→α相变后,Ti-40Al-8Nb-0.5B合金α相呈现出和双丝织构,而Ti-40Al-8Nb-1B合金α相取向随机,这归因于硼化物、β相以及α相之间的组织遗传性。本研究可为β型γ-TiAl合金片层取向控制提供新的思路。

关键词： β型γ-TiAl合金硼化物取向 α相

新型亚稳β型Ti-30Nb-1Mo-4Sn合金时效过程中ω相与α相的竞争

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稀有金属 2018年第1期42卷 101-105页

作者：田恬郑琦商铫侯艳嫔程晓农郭顺江苏大学材料科学与工程学院

对一种新型亚稳β型Ti-30Nb-1Mo-4Sn（％，质量分数）合金时效过程中ω相与α相相的竞争行为进行了系统研究。研究表明，Ti-30Nb-1Mo-4Sn合金经固溶处理或冷轧处理后，合金的相组成均为ω相与α相马氏体。固溶态和冷轧态Ti-30Nb-1Mo-4S... 详细信息

对一种新型亚稳β型Ti-30Nb-1Mo-4Sn（％，质量分数）合金时效过程中ω相与α相相的竞争行为进行了系统研究。研究表明，Ti-30Nb-1Mo-4Sn合金经固溶处理或冷轧处理后，合金的相组成均为ω相与α相马氏体。固溶态和冷轧态Ti-30Nb-1Mo-4Sn合金经相同的时效处理（即573K时效2h）后，析出产物分别为等温ω相与α相。这主要是由于冷轧后合金内部含有大量位错和品界，这些位错和晶界在后续时效过程中抑制了等温β相的析出，同时为a相的异质形核提供了条件，促进了“相的析出。这一发现为亚稳p钛合金时效过程中ω相与α相之间的竞争提供了直接的证据。此外，上述研究结果也清楚地表明，通过对亚稳口钛合金进行冷轧预处理，可以在后续时效过程中抑制脆性ω相析出的同时在合金中获得对力学性能有利的细小a强化相，这无疑对研发低模量和高强度兼备的新型β钛合金具有重要的意义。

关键词：亚稳β钛合金固态相变 ω相 α相

固溶温度对Ti-4Al-6Mo-2V-5Cr-2Zr钛合金的组织和拉伸性能的影响

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材料研究学报 2022年第12期36卷 893-899页

作者：王圣元张浩宇周舸陈晓博陈立佳沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 澳大利亚皇家墨尔本理工大学工程学院 Carlton3053澳大利亚

研究了固溶温度对一种亚稳β钛合金(Ti-4Al-6Mo-2V-5Cr-2Zr)的锻态组织和室温拉伸性能的影响。结果表明,固溶温度低于相变点时大量的α相在β基体中析出并聚集在滑移带附近,随着固溶温度接近相变点α相的数量减少且部分滑移带消失。固... 详细信息

研究了固溶温度对一种亚稳β钛合金(Ti-4Al-6Mo-2V-5Cr-2Zr)的锻态组织和室温拉伸性能的影响。结果表明,固溶温度低于相变点时大量的α相在β基体中析出并聚集在滑移带附近,随着固溶温度接近相变点α相的数量减少且部分滑移带消失。固溶温度高于相变点时显微组织为单一的β相且滑移带完全消失,随着固溶温度继续升高β晶粒聚集且长大。这种合金经750℃×1 h固溶处理后达到良好的强度塑性匹配,气抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为957 MPa、887 MPa和11.7%。

关键词：金属材料 β钛合金固溶处理显微组织 α相拉伸性能

超细α相析出对Ti-55531合金力学性能的影响

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材料热处理学报 2019年第9期40卷 32-38页

作者：邵晖单迪王凯旋张赛飞白力静张国君赵永庆西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048 西部超导材料科技股份有限公司陕西西安710018 西北有色金属研究院陕西西安710016

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和透射电镜等研究了Ti-55531合金经890℃固溶2 h后再经过单级时效(580℃×1~12 h)和双级时效(400℃×12 h+580℃×1~12 h)处理后α相的析出粗化行为,并探讨了α相形貌对其室温拉伸力学性能的影响。... 详细信息

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和透射电镜等研究了Ti-55531合金经890℃固溶2 h后再经过单级时效(580℃×1~12 h)和双级时效(400℃×12 h+580℃×1~12 h)处理后α相的析出粗化行为,并探讨了α相形貌对其室温拉伸力学性能的影响。结果表明:固溶合金组织包含β相和纳米无热ω相,裂纹主要沿着β相内滑移带扩展,导致准解理面的形成,合金强度较低,为755 MPa;而单级时效合金组织由微米条状α相、晶界α相和β相组成,空洞沿着晶内长条α相形核并连接成准解理面,强度和伸长率分别为1352 MPa和5. 3%;双级时效合金由纳米条状α相、晶界α相和β相组成,脆性裂纹主要沿β晶界扩展,强度高达1648 MPa,伸长率仅为1%。

关键词：钛合金 α相强度伸长率