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基金项目:甘肃省自然科学基金(ZS0322B252024)。
收稿日期:2003211220收到初稿,2004203210收到修订稿。
作者简介:袁子洲(1964-),男,江苏泰兴人,副教授,博士生,主要从事消失模铸造、耐磨材料研究工作。
E 2mail :0931yuanzizhou @vip 1sina 1com时效处理对超高锰钢组织及力学性能的影响袁子洲,匡 毅,陈 彦,仇 珊(兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050)摘要:研究了时效处理工艺对超高锰钢的组织及小变形轴向压缩情况下的形变硬化能力的影响。
结果表明,适当的时效处理可以提高超高锰钢的形变硬化能力,硬化速率与起始硬度无关。
经时效处理的超高锰钢,真应力一真应变分段符合Hollomon 方程,具有双n 力学行为,小变形即可获得较高形变硬化。
关键词:超高锰钢;时效处理;形变硬化中图分类号:TG 14211;TG 161 文献标识码:A 文章编号:100124977(2004)0820602204E ffect of Aging Treatment on Microstructure and MechanicalProperties of Super 2high Manganese SteelY UAN Zi 2zhou ,K UANG Y i ,CHE N Y an ,QI U Shan(State Key Lab of Gansu New Non 2ferrous Metal Materials ,Lanzhou University of Science and Technolo gy ,Lanzhou 730050,Gansu ,China )Abstract :The effect of aging treatment on micro structure and strain hardening ability during the process of uniaxial small compressive deformation of super 2high manganese steel was investigated.The results showed that the strain hardening ability of super 2high manganese steel could beenhanced by appropriate aging treatment meanwhile the strain hardening ability was not relevant to initiative hardness.For the sup er 2high manganese steel treated by various aging techniques ,therelation between true stress and true strain accorded with hollomon e quation in sections ,behaving as double n ,getting excellent hardening under small compressive deformation.Keywords :super 2high manganese steel ;aging treatment ;deformation hardening 奥氏体高锰钢是一种广泛应用于冶金、矿山、建材等行业的优良抗磨材料。
櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡～工 艺櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡～收稿日期：２０１９ ０５ ２８作者简介：陈炜（１９８２），男，硕士，高级工程师，主要从事材料的研究及热处理工艺工作。
联系电话：１３８４０５４２３１１时效温度对Ｓ１７４００不锈钢的显微组织和力学性能的影响陈 炜（沈阳鼓风机集团股份有限公司，辽宁沈阳１１０８６９）摘 要：对Ｓ１７４００不锈钢进行了１０４０℃、油冷的固溶处理，随后在４９５～６５０℃时效处理。
检测了钢的显微组织和力学性能。
结果表明：在４９５℃时效处理的Ｓ１７４００不锈钢的组织为马氏体、析出相ε Ｃｕ和ＮｂＣ，在６３５℃时效处理的钢有二次马氏体形成；在４９５～６３５℃时效时，随着时效温度的提高，钢的强度降低，冲击韧度提高。
此外，６５０℃时效的钢强度性能高于冲击韧度低于６３５℃时效的钢。
关键词：Ｓ１７４００不锈钢；时效温度；显微组织；力学性能中图分类号：ＴＧ１５６．９２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ １６９０（２０１９）０４ ００３３ ０３ＥｆｆｅｃｔｏｆＡｇｉｎｇＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｎＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳ１７４００ＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌＣＨＥＮＷｅｉ（ＳｈｅｎｙａｎｇＢｌｏｗｅｒＷｏｒｋｓＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８６９，ＬｉａｏｎｉｎｇＣｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓ１７４００ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｗａｓｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｅｄｂｙｈｅａｔｉｎｇａｔ１０４０℃ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｃｏｏｌｉｎｇｉｎｏｉｌ，ａｎｄｔｈｅｎａｇｅｄａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｒａｎｇｉｎｇｆｒｏｍ４９５ｔｏ６５０℃．ＴｈｅＳ１７４００ｓｔｅｅｌｗａｓｔｅｓｔｅｄｆｏｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｔｅｅｌｐｒｏｄｕｃｅｄｍａｒｔｅｎｓｉｔｅａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓｏｆε ＣｕａｎｄＮｂＣａｆｔｅｒａｇｉｎｇａｔ４９５℃，ａｎｄｆｏｒｍｅｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｍａｒｔｅｎｓｉｔｅａｆｔｅｒａｇｉｎｇａｔ６３５℃，ａｎｄｔｈａｔｔｈｅｓｔｅｅｌｇａｖｅｌｏｗｅｒｓｔｒｅｎｇｔｈｓａｎｄｈｉｇｈｅｒｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｎａｇｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｒｏｍ４９５ｔｏ６３５℃．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｔｅｅｌｅｘｈｉｂｉｔｅｄｈｉｇｈｅｒｓｔｒｅｎｇｔｈｓａｎｄｌｅｓｓｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓａｆｔｅｒａｇｉｎｇａｔ６５０℃ｔｈａｎａｆｔｅｒａｇｉｎｇａｔ６３５℃．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓ１７４００ｓｔｅｅｌ；ａｇｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ０ 引言Ｓ１７４００不锈钢具有高强度、高硬度以及良好的塑性、韧性、耐腐蚀性和加工性能，是应用最为广泛的沉淀硬化不锈钢之一［１ ３］。
时效处理对快速凝固Cu—Cr—Zr合金组织和性能的影响刘平;曹兴国
【期刊名称】《有色金属》
【年(卷),期】1999(051)001
【摘要】采用单辊快速凝固方法制备出高强度高导电的Ｃｕ－Ｃｒ－Ｚｒ合金，对时效过程中电阻率和显微硬度的变化进行了研究，用扫描电镜和透射电镜对析出过程中晶粒与析出相的形态与大小及位错的组态进行分析。
结果表明：时效初期电阻率的下降是溶质原子借高浓度的空位迅速偏聚和析出所致。
在５００℃温度下，时效３０ｍｉｎ，合金的导电率可达８２％ＩＡＣＳ，显微硬度为Ｈｖ２０２，细小弥散分布的析出相是导致高工的主要原因。
【总页数】4页(P70-73)
【作者】刘平;曹兴国
【作者单位】西安交通大学;洛阳工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.11
【相关文献】
1.快速凝固制备Cu-
2.0cr-0.3Zr(wt%)合金组织及性能研究 [J], 罗丽;汪明朴;郭明星;贾延琳;陈畅
2.不同冷变形和时效处理工艺对CuCrZr合金组织和性能的影响 [J], 张健
3.轧制与时效处理对Cu-Cr-Zr合金组织和性能的影响 [J], 刘海斌;郑月红;喇培清;盛捷;丁彦龙
4.ECAP 工艺及时效处理对 Cu-Cr-Zr 合金组织和性能的影响 [J], 刘锋;王庆娟;杜忠泽;王静怡
5.Mg含量对亚快速凝固Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响 [J], 黄高仁;孙乙萌;张利;刘玉林
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合金工具钢的冷却速度对显微组织和力学性能的影响合金工具钢是一种重要的材料，广泛应用于制造业领域，特别是用于制造各种切削工具和模具。
其显微组织和力学性能对产品的质量和使用寿命有着重要的影响。
而冷却速度作为工艺参数之一，在热处理过程中对合金工具钢的组织和性能具有不可忽视的影响。
冷却速度是指材料从高温状态冷却到室温的速率。
合金工具钢的冷却速度对其显微组织和力学性能产生较大影响，主要表现在以下几个方面。
首先，冷却速度对合金工具钢的晶粒尺寸和组织成分分布有着明显的影响。
在快速冷却过程中，可以有效地抑制相变和晶粒长大，使得合金工具钢的显微组织变得细小、均匀。
相比之下，慢速冷却会导致晶粒长大，组织成分分布不均匀。
细小均匀的晶粒可以提高合金工具钢的硬度和韧性，使其具有更好的耐磨性和抗冲击性。
其次，冷却速度对合金工具钢的相组成和相形貌有着显著影响。
不同的冷却速度会导致合金工具钢中的相发生改变。
以钢中最常见的碳化物为例，快速冷却可以使其形成细小的分散碳化物，提高合金工具钢的硬度和韧性。
而慢速冷却则会使碳化物聚集成较大的颗粒，影响合金工具钢的力学性能。
此外，冷却速度还对合金工具钢的残余应力和变形有影响。
快速冷却会产生较大的冷却应力，容易引起合金工具钢的裂纹和失真。
慢速冷却则可以减小残余应力和变形的发生。
因此，在实际应用中，需要对冷却速度进行合理控制，以避免冷却引起的问题。
最后，冷却速度对合金工具钢的淬火效果和硬化能力也有直接影响。
淬火是一种常用的热处理工艺，通过快速冷却来改善合金工具钢的硬度和强度。
合适的冷却速度可以使合金工具钢中的奥氏体转变为马氏体，从而提高硬度。
然而，过快或过慢的冷却速度都会影响淬火效果，导致硬度的下降或者变形的发生。
综上所述，合金工具钢的冷却速度对显微组织和力学性能有着重要的影响。
快速冷却可以使显微组织细小均匀，提高硬度和韧性；而慢速冷却则会导致晶粒长大，影响力学性能。
冷却速度还会影响合金工具钢的相组成和形貌，以及残余应力和变形的发生。
高温合金的显微组织与力学性能研究高温合金是指在高温环境下具有较好力学性能和耐热性能的合金材料。
这种材料广泛应用于航空航天、电力、冶金等高温工业领域。
高温合金在高温下能够保持较高的强度和耐蠕变性，主要得益于其特殊的显微组织。
高温合金的显微组织主要由γ相和γ'相组成。
γ相为固溶体，主要由镍和铬组成，具有较好的耐腐蚀性和塑性。
而γ'相则为弥散相，主要由铝和钼等元素组成，具有较高的强度。
这两相之间的相互作用能够使材料在高温下具备较好的抗变形能力。
高温合金的力学性能主要受到显微组织和温度的影响。
显微组织的优化能够有效提高材料的力学性能。
例如，通过控制合金中γ'相的精细化和均匀分布，可以有效提高材料的强度和韧性。
同时，适当调节合金的成分和热处理工艺，可以降低材料的蠕变速率，提高其在高温条件下的稳定性。
此外，温度也是影响高温合金力学性能的重要因素。
随着温度的升高，γ相的固溶度会逐渐降低，导致显微组织的变化。
在高温下，γ相的溶解度减小，γ'相开始溶解，进而影响材料的强度。
因此，合金材料在高温环境下需要经过严格的温度控制和设计，以保证其良好的耐高温性能。
为了研究高温合金的显微组织和力学性能，科研人员通常采用多种测试和分析方法。
首先，通过金相显微镜对材料进行显微组织观察，了解其相对含量和分布情况。
然后，利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等高分辨率显微镜对显微组织进行更细致的分析，进一步研究相的形貌和细化情况。
此外，通过硬度测试、拉伸实验和蠕变实验等力学性能测试，可以评估材料在高温下的强度、韧性和蠕变性能。
随着科技的不断进步，高温合金的研究也在不断深入。
科研人员通过改变合金的成分和添加适当的微合金元素，致力于提高高温合金的力学性能和耐热性能。
同时，借助计算机模拟和材料设计技术，也能够更加准确地预测材料的显微组织和力学性能，在材料设计阶段进行有针对性的优化和改进。
综上所述，高温合金的显微组织和力学性能研究是一个复杂而关键的课题。
热处理对合金显微组织的演变规律热处理是一种用于改变合金材料显微组织的热力学过程。
通过控制材料的加热、保温和冷却过程，可以改变合金的晶粒尺寸、相比例和相形态，从而调整材料的性能。
合金的显微组织演变规律是指在热处理过程中，合金的晶粒尺寸、相比例和相形态的变化规律。
热处理对合金显微组织的演变规律可以分为三个阶段：加热阶段、保温阶段和冷却阶段。
在加热阶段，合金材料被加热到一定温度，晶粒开始长大。
晶粒的长大是由于晶界的运动和晶体内部的原子扩散。
晶界的运动是指晶界的位错运动和晶粒边界的迁移，晶界的运动可以促使晶体内部的原子扩散。
原子扩散是指原子在晶体内部的移动，当晶粒被加热到一定温度时，原子会具有足够的热能来克服晶体表面的能垒，从而在晶体内部扩散。
在保温阶段，合金材料保持在一定温度下，晶粒继续长大，晶粒的尺寸逐渐增大。
在冷却阶段，合金材料被快速冷却，晶粒的尺寸被固定下来。
热处理对合金显微组织的演变规律不仅取决于加热温度和保温时间，还与合金的成分和冷却方式有关。
不同的合金在相同的热处理条件下，其显微组织演变规律可能会有所不同。
例如，对于某些合金，加热温度过高或保温时间过长可能会导致晶粒长大过快，从而使材料的力学性能下降。
此外，合金的成分对其显微组织演变规律也有重要影响。
不同的合金成分会导致不同的相形态和相比例，从而影响材料的性能。
冷却方式也是影响合金显微组织演变规律的重要因素。
不同的冷却方式可以导致不同的晶粒尺寸和相形态。
热处理对合金显微组织的演变规律的研究对于合金材料的设计和应用具有重要意义。
通过控制热处理参数，可以调整合金的显微组织，从而改变材料的性能。
例如，通过细化晶粒尺寸可以提高合金的强度和硬度，提高材料的耐磨性和耐腐蚀性；通过调整相比例和相形态可以改善合金的韧性和塑性，提高材料的冲击韧性和延展性。
因此，热处理对于合金材料的制备和加工具有重要意义。
热处理是一种用于改变合金材料显微组织的热力学过程。
热处理对合金显微组织的演变规律可以分为加热阶段、保温阶段和冷却阶段。
时效处理对 Mg-5Sn-1Si 合金显微组织和硬度的影响
张建新;高爱华
【期刊名称】《有色金属工程》
【年(卷),期】2014(004)004
【摘要】研究时效温度、保温时间对 Mg-5Sn-1Si 合金显微组织和硬度的影响，分析时效处理的作用机制。
结果表明，保温时间一定时，随温度升高，晶粒球化程度加强，析出相数量逐渐增加。
温度一定的条件下，随保温时间延长，合金组织先后经过不连续析出、连续析出与网状析出三种变化，当保温时间较长时，第二相颗粒发生偏聚。
合金经过时效处理后，显微硬度得到明显改善，比相应的铸态合金高出20%，随时效温度升高和保温时间延长，合金硬度均出现先升高后降低的趋势。
【总页数】3页(P23-25)
【作者】张建新;高爱华
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TG166.4
【相关文献】
1.时效处理对 Mg-5Sn-1Si 合金显微组织和硬度的影响 [J], 张建新;高爱华
2.欠时效处理对挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金\r显微组织及力学性能的影响 [J],
王非凡;孟文;张宏伟;韩志强
3.热拉伸变形及固溶时效处理对TC4-DT钛合金显微组织的影响 [J], 潘巧玉; 余新平; 齐永杰; 黄庆华; 潘光永
4.单级时效处理对高Zn含量7×××系铝合金显微组织和力学性能的影响 [J], 汤林志;范云强;温凯;李志辉
5.时效处理对快速凝固Cu-Cr合金显微组织和显微硬度的影响 [J], 苏勇;陈翌庆;黄笑梅
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热处理对高温合金的显微组织和高温氧化行为的影响热处理是一种重要的材料热加工工艺，广泛应用于高温合金的制备过程中。
通过控制合金的显微组织，热处理可以显著改善材料的性能，尤其是在高温环境下的耐热性能。
本文将探讨热处理对高温合金显微组织和高温氧化行为的影响。
一、热处理对高温合金的显微组织的影响1. 固溶处理固溶处理是一种常见的热处理方法，适用于高温合金中的固溶体相。
通过加热合金至其固溶温度以上，使固溶体中的合金元素溶解，然后在适当的温度下快速冷却，可得到称为固溶态的均匀一致的显微组织。
固溶处理对高温合金显微组织的影响是多方面的。
首先，它可以降低合金的硬度和强度，提高延展性和韧性。
其次，固溶处理还可以消除合金中的过饱和固溶体，减少析出相的数量和尺寸，从而改善合金的耐热性能。
2. 热处理的沉淀析出除了固溶处理，热处理的沉淀析出也是一种常见的热处理方法。
在固溶处理后，通过再次加热合金至适当温度进行保温，可以使溶解在固溶体中的合金元素重新析出成固相颗粒，形成有序的显微组织。
热处理的沉淀析出对高温合金显微组织的影响是显著的。
沉淀相的生成不仅可以提高合金的硬度和强度，还可以细化晶粒尺寸，增强晶界弥散和晶界阻尼效应，提高合金的断裂韧性。
此外，沉淀相的析出可改善合金的高温稳定性，减缓晶粒长大和晶界扩散。
二、热处理对高温合金的高温氧化行为的影响高温氧化是高温合金在氧气或湿气环境中遭受氧化反应的过程。
热处理对高温合金的高温氧化行为有着重要的影响。
1. 氧化膜的稳定性热处理可以改变高温合金表面氧化膜的稳定性。
通过固溶处理和沉淀析出，合金中可能存在的有害元素和杂质被稳定化，使氧化膜具有更好的耐热性和抗氧化能力。
此外，热处理还可以提高合金表面的硬度和致密度，从而增加氧化膜的保护作用。
2. 抗剥落性能热处理还可以提高高温合金的氧化膜的抗剥落性能。
通过控制显微组织的形成，热处理可以使合金形成致密的氧化膜结构，减少氧化膜与基体之间的应力集中和裂纹形成。
第26卷 第3期2006年6月 航 空 材 料 学 报JOURNAL OF AERONAUTI CA L MATER I ALSVol .26,No .3June 20061100℃时效对DM 02合金显微组织的影响李 青,宋尽霞,肖程波,曲士昱,王定刚,韩雅芳(北京航空材料研究院,北京100095)摘要:研究了1100℃时效对一种新型等温锻造用模具合金DM02的显微组织的影响。
将合金在1100℃分别时效100h,200h 和500h 。
使用X 射线衍射仪和扫描电镜分析了时效时间对合金相组成及显微组织的影响,采用透射电镜确定析出相类型。
研究结果表明,时效过程中合金发生碳化物反应析出M 6C 相,随时效时间的延长,M 6C 相数量增多,γ′粗化。
枝晶间析出M 6C 相主要呈针状、块状,枝晶杆M 6C 相析出量少,主要呈针状。
关键词:模具合金;1100℃;时效;显微组织;高温合金中图分类号:T G 136+.1 文献标识码:A 文章编号:100525053(2006)0320012204收稿日期:2006202208;修订日期:2006203220基金项目“63”计划项目(33)作者简介李青(),女,博士,工程师,主要研究方向为铸造高温结构材料。
随航空发动机的发展,发动机涡轮进口温度不断提高,涡轮盘的使用温度和综合性能也在不断提高,其制备工艺变得更加复杂。
等温锻造是难变形合金锻造中经常采用的一个重要工艺环节。
该工艺的实施情况决定了锻造的完整性和锻件组织均匀性,从而对工艺的稳定性产生重要影响。
由于锻件的变形温度一般在1000℃以上且缓慢成形,工艺的过程长,对模具材料要求很高。
在欧美和俄罗斯均建立了完善的等温锻造体系[1,2,3]。
然而我国1050℃以上使用的大气下等温锻造材料尚属空白。
D M02合金是针对我国等温锻造需求研制的1050℃以上等温锻造用模具材料。
合金的使用条件较为苛刻。
在使用温度保持良好的稳定性是合金保持正常性能的前提。
因此,D M02合金中在使用温度存在哪些析出相,这些析出相在使用温度的稳定性、在使用过程中是否会产生新的析出相,将直接影响合金性能,因此是需要了解的基本问题。
本工作对D M02合金标准成分铸态组织进行了相分析,并结合合金的使用温度研究了合金分别经1100℃/100h ,1100℃/200h 以及1100℃/500h 时效后的组织变化。
1 试 验在真空感应炉中炼成直径为90mm 的母合金锭,然后在三室真空感应熔炼炉中重熔,浇铸成成型试棒。
将试棒置于空气热处理炉中,升温至1100℃,分别时效100h,200h 和500h 后降温。
在处理好的试棒下端约1c m 处取样用于分析。
将尺寸约为<10mm ×10mm 试样磨平、抛光、腐蚀后用带有能谱的JS M 25600LV 型扫描电镜观察其显微组织;采用JEM 22000FX 型透射电镜分析析出相类型;X 射线衍射试样尺寸约<10mm ×10mm 的块状,表面磨平,使用德国BRUKER 生产的D8Advance X 射线衍射仪分析了1100℃/200h ,1100℃/500h 时效后合金的相组成。
2 试验结果及分析讨论2.1 时效过程中D M 02合金显微组织的变化图1显示了D M02合金时效前以及1100℃/100h 、1100℃/200h 、1100℃/500h 时效组织的扫描电镜显微组织。
图1a,b 和c,d 分别为D M02合金时效前铸态组织以及1100℃/100h 时效后的不同放大倍数扫描电镜背散射电子像,比较可见经1100℃/100h 时效后合金中γ′,γ相的粗化不明显,但1100℃/100h 时效后合金的碳化物发生了明显的变化(如图1d 所示),在同一个碳化物颗粒上有两种不同的衬度,表明碳化物发生转变,推测是MC 向高W ,Mo 含量的M 6C 的转变。
根据背散射电子图像的衬度,可以推断颜色略暗的是MC,较亮的是M 6C 。
在时效过程中发生了MC 转变为M 6C 的碳化物反应,反应式为:MC +γ→M 6C +γ′[4]。
图1d 中可以看到尚未转变完全的M 碳化物。
在时效后,初生γ′和枝晶杆上还有细小颗粒状和针状析出物,仍需进一步确定。
:82002AA 1140:1977-C 100h第3期1100℃时效对D M02合金显微组织的影响图1e,f 为1100℃/200h 时效组织不同倍数的扫描电镜二次电子图像。
从图1f 中可见,合金枝晶间和晶界等处已经形成联通的γ′带,联通的γ′包围在析出物周围;枝晶杆上形成的短的针状析出物明显长大,由短棒状长大为长针状,在图1e 中仍能观察到,而且已经有少数较为聚集的析出物被γ′包围起来。
图1g,h 为1100℃/500h 时效组织不同倍数的扫描电镜二次电子图像,图中可见析出物的数量比1100℃/200h 时效后大为增加,枝晶间的γ′带粗化;枝晶杆上的长针状析出物增加;被γ′包围的聚集的析出物数量显著增加,说明碳化物反应量增加。
图1 D M 02合金1100℃时效前、后的扫描电镜照片 (a ),(b )0h (背散射电子像);(c),(d)100h (背散射电子像);(e),(f)200h (二次电子像);g,h 200h (二次电子像)。
Fig .1 SE M m ic rographs of DM02ca st all oy and afte r agi ng at 1100℃ (a),(b)0h(B SE I);(c),(d)100h (B SE I );(e),(f)200h (SE I);(g),(h)200h (SE I). 分析表明,除由MC 转变而来的M 6C 相之外,合金中的析出相主要有块状和针状两种。
析出的位置主要在枝晶间、晶界和初生γ′边缘;枝晶杆上的数量相对较少,主要呈针状。
析出物的数量随时效时间的增长显著增加,尺寸增大。
采用能谱分析两种析出物的成分,图显示的312航 空 材 料 学 报第26卷是1100℃/200h时效后,两种析出物的放大图,分析的对象分别是块状析出物和针状析出物。
成份的分析结果列在表1中,从表中可见,析出物的成分比较接近,特点是W,Ni含量都很高,还含有一定量的Mo,C r,Co。
郑运荣[5]曾研究了典型高钨合金中M6C的成分,与表中析出物的成分是比较符合的。
透射电镜分析进一步证实,针状以及以及块状相均为M6C,图3为M6C相在两个晶带轴上的衍射谱。
图2 D M02合金1100℃/200h时效后针状和块状析出物的扫描电镜形貌F i g.2 SE M morphol ogies of p reci p itati ons with needle orbl ock shape i n D M02a ll oy after aging a t1100℃for200h. 以上的显微组织分析表明,在DM02中,在长期时效过程中M6C数量增加。
产生途径主要有以下二种,第一种是发生MC退化反应,反应式为:MC+γ→M6C+γ′,在1100℃/100h时效后就已经有相当数量的MC转变为M6C,转变得到的M6C具备原始MC相的轮廓;第二种情况下γ中的过饱和固溶的难熔元素与合金中过饱和的C或合金中MC退化反应释放C结合,析出M6C相。
3.2 时效过程中D M02合金相组成分析采用X射线衍射仪,研究了1100℃/200h和1100℃/500h时效后块状试样的晶体结构。
图4显示了D M02合金经1100℃/200h和1100℃/500h时效的X射线衍射图。
X射线衍射结果表明,在这两种状态下合金相组成均主要为γ′,γ,MC以及M6C,X射线衍射分析未能发现有新的相析出。
从图4中可见,随时效时间从200h增长到500h,MC衍射峰相对强度减弱,表明MC相数量减少;M6C相衍射峰强度增加,相应着该相在合金中的数量的增加,说明时效过程中有显著的碳化物反应,随时效时间的延长,合金中的碳化物反应产物增加。
这与前面显微组织的分析结果是完全吻合的。
图3 M6C在不同晶带轴上的衍射谱F i g.3 diff racti on pa tte rns ofM6C in diffe rent orientati ons4 结 论1100℃时效对D M02合金显微组织的主要影响是,随时效时间增长,二次γ′粗化,M6相增多,M相数量减少。
M6相产生的途径主要有两种,第一种是由MC退化形成;第二种是过饱和γ和合金中固溶的碳以及MC退化释放的碳反应产生。
M6C碳化物主要在枝晶间形成,呈针状、块状,枝晶杆M6碳化物析出的少,主要呈针状。
41C CCC第3期1100℃时效对D M02合金显微组织的影响表1 1100℃/200h时效后DM02中析出物成分能谱分析Table1 E D S ana lysis of preci p ita ti ons in DM02a ll oy after aging a t1100℃for200h.AreaTia t%wt%Crat%wt%Coa t%w t%Nia t%wt%Moat%wt%Wa t%wt%A2129110791865151258177301061712291739111321858183 B——11117513715151814525157131891019491713618162158 C—817241531312371793912223715371223112957147 D——814841131319871723117317146108199351816117图4 DM02合金经1100℃/200h和1100℃/500h时效后的X射线衍射谱F i g.4 X2ray diffracti on pattern of D M02a ll oy afte r aging a t1100℃for200hand500h re s pectiv e ly.参考文献:[1]SH AH Sanjay m.Is othe r ma l and h o t2di e forging[A].AS MHandb ook,v ol14[M].2003.1-13.[2]崔健.P/M Rene′95合金等温变形与ST M P工艺研究[D].北京:北京航空材料研究院,1995.[3]郝应其.俄罗斯航空工业超塑性等温模锻技术发展[J].材料工程,1993,12:45-48.[4]SI M S C T,ST OLOFF N S.HAG EL W C.高温合金[M].大连:大连理工大学出版社,1992.150.[5]郑运荣,张德堂.高温合金与钢的彩色金相研究[M].北京:国防工业出版社.162.Effect of Agi n g a t1100℃on M i cr ostructur es of DM02A lloyL I Q ing, S ONG Jin2xia, X I A O Cheng2bo, QU Shi2yu, WANG D ing2gang, H AN Ya2fang(B eijing lnstitute of Ae r onautica lM ateria ls,B eijing100095,China)Ab stra ct:The effect of aging at1100℃on m icrostruc ture sof a new deve l oped ni ckel ba s e die m ateria l na m ed D M02have been studied in t h is paper.Speci mens we re exposed at1100℃f or100h,200h and500h re s pectively.The effect of aging ti me on m icrostructure s of the a ll oywere ana lyzed by X2ray diffracti on me t e r and scanning electr on m icroscope.New p recipit a ted pha ses were identified by transac2 ti on e lec tron m icroscope.T he re sult sho wed that ca rbide reacti ons of for m ing M6C carb i de have occurred in t he a lloy during agi ng, amounts of M6C carbide s i ncrea sed wit h aging ti m e,and coarsening ofγ′we re a lso f ound in this study.Most of the prec i p itated M6C distributed in interdendritic a reas with shapes of needle or bl ock,while only few of them distributed in dendritic area s and m ainlywith needle shape.Key wor ds:die ma t e rials;1100℃;aging;m icrostructure;superall oy51。
