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固溶处理对高纯Al-Cu-Mg合金显微组织及力学性能的影响刘若梅;李慧中;孟伟;黄岚;梁霄鹏;邓敏;廖慧娟【摘要】采用光学显微镜、扫描电镜、DSC差热分析、室温拉伸、硬度测试等手段,研究了固溶处理对高纯A1-Cu-Mg合金轧制态板材显微组织和力学性能的影响.结果表明,随着固溶温度升高和固溶时间延长,合金基体内未溶残留相逐渐减少,自然时效T4状态材料的屈服强度、抗拉强度逐渐升高,伸长率呈上升趋势.合金在505℃固溶保温1h后的抗拉强度和屈服强度分别达到466 N/mm2、298 N/mm2,伸长率达到21.1％.合金在500℃固溶保温20 min时出现硬度峰值,为136 HV.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2015(043)010【总页数】8页(P53-60)【关键词】Al-Cu-Mg合金;固溶处理;显微组织;力学性能【作者】刘若梅;李慧中;孟伟;黄岚;梁霄鹏;邓敏;廖慧娟【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙 410083;总参陆航部驻株洲地区军事代表室,湖南株洲412002;中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TG166.31995年，美国铝业公司(Alcoa)研制出2524铝合金。
该合金是在2024铝合金基础上降低Fe、Si杂质含量和调整 Cu与 Mg含量的比例，属于低 w(Cu)/w(Mg)比的Al-Cu-Mg合金。
它具有高强、高韧、耐疲劳损伤等良好的综合性能，是目前断裂韧性和抗疲劳性能最优异的航空结构材料［1-2］，已成功应用于波音777、空客A380等客机［3-4］。
近几年来，国内外对2524铝合金进行了大量的研究［5-8］，而关于该合金的固溶处理工艺研究报道不多［9-10］，实际生产主要采用2×××铝合金通常的固溶处理制度。
《时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响》篇一一、引言在金属材料领域，合金的时效处理是一种重要的热处理工艺，通过该工艺可以有效调控合金的微观结构，从而改善其机械性能和物理性能。
本文以47Zr-45Ti-5Al-3V合金为研究对象，探讨了时效处理对该合金组织与性能的影响。
二、关于47Zr-45Ti-5Al-3V合金47Zr-45Ti-5Al-3V合金是一种新型的高性能轻质合金，具有优良的力学性能和良好的耐腐蚀性能。
该合金主要由锆、钛、铝和钒等元素组成，各元素的配比对合金的性能有着重要影响。
三、时效处理的原理及方法时效处理是一种热处理工艺，通过调整合金的时效温度、时效时间和温度制度等参数，使合金中的相发生沉淀、析出或转化，从而改善合金的性能。
对于47Zr-45Ti-5Al-3V合金，合理的时效处理可以有效优化其组织和性能。
四、时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织的影响1. 晶粒结构：时效处理后，合金的晶粒结构发生明显变化。
晶粒尺寸减小，晶界更加清晰，这有利于提高合金的力学性能。
2. 相组成：时效处理过程中，合金中的相会发生沉淀、析出或转化。
新的相的形成和分布对合金的性能有重要影响。
3. 孔隙率：时效处理可以降低合金中的孔隙率，提高合金的致密度，从而提高其力学性能。
五、时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金性能的影响1. 力学性能：经过合理的时效处理，47Zr-45Ti-5Al-3V合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率等力学性能得到显著提高。
2. 耐腐蚀性能：时效处理可以改善合金的耐腐蚀性能，提高其在恶劣环境下的使用寿命。
3. 加工性能：时效处理可以改善合金的加工性能，降低加工难度，提高生产效率。
六、结论本文通过研究时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响，发现合理的时效处理可以有效优化合金的组织和性能。
通过调整时效温度、时效时间和温度制度等参数，可以获得具有优良力学性能和耐腐蚀性能的合金。
固溶处理对 Ti-3.0Al-2.3Cr-1.3Fe 钛合金组织与力学性能的影响王国;惠松骁;叶文君;米绪军【摘要】利用 XRD、OM、SEM 和 TEM 等技术研究固溶温度和冷却速度对 Ti-3.0Al-2.3Cr-1.3Fe 钛合金的显微组织及力学性能的影响.结果表明：该合金经过960℃固溶处理,水淬(WQ)后的组织主要由α′马氏体和β相组成,空冷(AC)后的组织主要由α相和残留β基体组成,炉冷(FC)后的组织为网篮组织,主要由大量集束α相及少量β相组成.空冷时随着热处理温度的升高,初生α相逐渐转变为β相；之后随着温度的升高,β晶粒长大.该合金的强度随着冷却速度的增加而增加,WQ 后的强度最大,抗拉强度和屈服强度分别达到1270和1160 Mpa；AC后,断面收缩率最高为40%左右,而伸长率随冷却速度增加而降低.通过观察拉伸断口的 SEM 形貌发现,该合金在 FC 和 AC 后所表现出的断裂方式以韧性为主,WQ 后的断裂以脆性断裂为主.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】7页(P3015-3021)【关键词】Ti-3.0Al-2.3Cr-1.3Fe;固溶;显微组织;力学性能【作者】王国;惠松骁;叶文君;米绪军【作者单位】北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室,北京100088;北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室,北京100088;北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室,北京100088;北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室,北京100088【正文语种】中文【中图分类】TG14钛及钛合金由于比强度高、无磁性、热导率低、耐腐蚀、对环境无污染等一系列优点，不但大量应用于宇航工业及化学工业，而且作为汽车用材很早就引起人们的重视。
汽车用钛可减轻全车质量，降低燃料消耗，提高工作效率，改善环境和降低噪音等[1-2]。
目录第一节实验目的及实验题目----------------------- 2 第二节实验材料及试验方法----------------------- 21、实验材料与实验方法-------------------22、实验仪器与设备-------------------------33、实验原理-------------------------------44、技术路线-------------------------------55、合金的熔铸-------------------------------66、试样的制备-------------------------------67、测试方法-------------------------------7 第三节实验结果及实验分析------------------------7第四节实验结论与心得体会----------------------10第一节实验目的及实验题目一、实验目的本综合实验是在金属材料本科生完成相关专业理论课之后得一次全面综合实验训练，通过从铝合金材料设计与选择、制备到性能检测的全程训练，使学生了解铝合金材料及其加工的生产全过程，所学基础理论和专业理论来解释实验中的各种实验现象，培养学生的动手能力和综合分析问题的能力，特别是学生的独立设计实验方案及创新能力。
二、基本要求了解课题所研究铝合金材料的设计方法；初步掌握铝合金制备和试样加工基本技能；熟悉铝合金材料的生产的过程，了解与掌握材料科学与工程研究的基本步骤及思维方法，所用的仪器设备及操作使用；学会整理数据，运用知识解释实验中的现象，理论联系实际，培养动手能力，采集并分析数据的综合能力。
二、实验题目2024铝合金的熔铸及时效温度对其力学性能的影响实验条件：1）固溶处理：500℃，保温30min:；2）水淬；3）时效处理：170℃-200℃（每15℃一组），保温时间6h。
收稿日期:2009-06-25 作者简介:冯正海(1960-),男,辽宁锦州人,高级工程师。
超高强铝合金的固溶处理及双级时效研究冯正海(东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060)摘要:研究了固溶处理温度对7×××超高强铝合金双级时效后的组织和性能的影响,确定了最佳的固溶处理温度范围。
关键词:固溶处理;时效;剥落腐蚀中图分类号:TG 146121;TG 16613 文献标识码:A 文章编号:1007-7235(2009)10-0052-03E ffect of solution treatment temperature on microstructure and propertiesof 7×××aluminium alloy after tw o 2stage agingFE NG Zheng 2hai(N ortheast Light Alloy Co.,Ltd.,H arbin 150060,China)Abstract :The effect of s olution treatment tem perature on microstructure and properties of 7×××ultra high strength alloy after tw o 2stage aging was studied.Meanwhile ,optimal s olution treatment tem perature rage was determined.K ey w ords :s olution treatment ;aging ;ex foliation corrosion Al 2Zn 2Mg 2Cu 系(7×××)超高强铝合金广泛应用于航空、航天、交通运输和其他工业部门。
国内图书分类号：TG146.22 学校代码：10213 国际图书分类号：621.7 密级：硕士学位论文（工程硕士）2124铝合金固溶时效对组织和性能的影响硕士研究生：齐国栋导师：邵文柱教授副导师：吴欣凤教授级高工申请学位级别：工程硕士学科、专业：材料工程所在单位：东北轻合金限责任公司答辩日期：2009年3月授予学位单位：哈尔滨工业学Classified Index: TG146.22 School code: 10213 U.D.C: 621.7 Secret-level:Dissertation for the Master Degree（Master of Engineering）EFFECTS OF SOLUTION AND AGING ONSTRUCTURE AND PROPERTIES OF2124ALUMINUM ALLOYCandidate：Qi GuodongSupervisor：Prof. Shao WenzhuAssociate Supervisor: Prof-engineer Wu Xinfeng Academic Degree Applied for：Master of Engineering Specialty：Material Engineering Affiliation: Northeast Light Alloy Co.，Ltd Date of Defence：March，2009Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要采用室温拉伸性能测试和差热分析、金相及电子显微分析，研究了新型2124合金厚板在不同热处理制度下的拉伸力学性能、显微组织及其变化规律，优化了热处理制度；通过MTS试验机测试了不同厚度新型2124合金T851状态板材的断裂韧性以及断口扫描电镜分析，研究了合金微观组织结构对合金板材断裂韧性的影响。
铝合金固溶时效热处理铝合金铸件得热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。
2、铝合金热处理特点众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。
然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。
但这种淬火后的合金，放置一段时间（如4～6昼夜后），强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。
淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。
时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如100～200℃）内发生，称人工时效。
3、铝合金时效强化原理铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。
目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。
这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。
由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。
淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。
淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。
沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。
4、影响时效的因素4.1从淬火到人工时效之间停留时间的影响研究发现，某些铝合金如Al－Mg－Si系合金在室温停留后再进行人工时效，合金的强度指标达不到最大值，而塑性有所上升。
第3期李奕彤，等：碳化物取向对Fe-Cr-C耐磨涂层抗磨损性能影响研究规律。
（1）经强制冷却处理的高铬合金堆焊组在外部水冷的作用下，熔池中的热辐射方向垂直于熔覆层表面，形核率增加，因此更易析出取向垂直于涂层表面的M7C3初生碳化物，且晶粒尺寸更小。
（2）以M7C3为代表的碳化物晶体成六棱柱状，其表面硬度呈各向异性，横截面硬度高于侧面，因而在室温干滑动摩擦实验中，强制冷却试样中垂直取向碳化物的高硬度截面有效抵抗了摩擦过程中的微切削作用，失重率更低，但相对于自然冷却试样，因其晶间应力集中更易产生微裂纹。
（3）初生碳化物横截面的高硬度使其在受到表面冲击后更易发生脆性断裂，同时强制冷却试样因磨料冲刷而产生的微裂纹在冲击环境下进一步扩展，最终导致了硬质相的剥落，大大降低了表面耐磨性，因此在冲击磨料磨损试验中，强制冷却试样失重率高于自然冷却试样。
参考文献：［1］ Romanova V， Zinovieva O， Balokhonov R， et al. Ef‐fects of the grain shape and crystallographic texture onthe grain-scale mechanical behavior of additivelymanufactured aluminum alloys［J］. ManufacturingAddi‐tive，2021，48：102415.［2］ 赵梓淳，苏允海，黄宏军，等. 铬碳化合物对Fe-Cr-C堆焊层组织耐磨性影响的研究［J］. 热加工工艺，2015，44（16）：60-62.ZHAO Z C，SU Y H，HUANG H J，et al. Effect ofChromium carbon Compounds on microstructure wearresistance of Fe-Cr-C surfacing layer［J］. Hot WorkingTechnology，2015，44（16）：60-62.［3］ 魏世忠，徐流杰. 钢铁耐磨材料研究进展［J］. 金属学报，2020，52（04）：523-538.WEI S Z， XU L J. Research progress of steel wear re‐sistant materials［J］. Acta Metallica Sinica，2020，52（04）：523-538.［4］ Sun J H， Liu X F， Yang Y H， et al. Interfacial gradientM7C3carbides precipitation behavior and strengtheningmechanisms of stainless steel/carbon steel clad plates［J］. Journal of Materials Research and Technology，2022，21：3476-3488.［5］ Li L J， Li W M， Zhang B， et al. In-situ observation of growth characteristics of M7C3carbides in hypoeutectic Fe-Cr-C alloys［J］. Materials Characterization，2022，191：112143.［6］ Zhang Y C， Song R B， Wang Y J， et al. The steppedgrowth mechanisms of micro-sized hexagonal M7C3 carbides： Self-assembly shell and epitaxial layered core［J］. Materials Characterization， 2023，198：112747.［7］ 陆斌锋，唐普洪，芦凤桂，等. 激光与电子束熔覆（Fe，Cr）7C3复合层组织及耐磨性对比［J］. 中国表面工程，2014，27（4）；76-81.Lu B F， Tang P H， Lu F G， et al. Comparison of mi‐crostructure and wear resistance of laser and electronbeam cladding （Fe，Cr）7C3composites［J］. China Sur‐face Engineering，2014，27（4）：76-81.［8］ Liu W，Jin T N，Li S H， et al. Microscopic study of car‐bide precipitation during heat treatment of 35Cr-4Chigh chromium cast iron［J］. Transactions of the IndianInstitute of Metals，2022，75：3017-3028.［9］ Sayed A M， Alanazi H. Performance of steel metal pre‐pared using different welding cooling methods［J］.CaseStudies in Construction Materials，2022，16：e00953.［10］ Dogan O N，Hawk J A. Effect of carbide orientation on abrasion of high Cr white cast iron［J］. Wear，1995，189：136-142.［11］ Hornung J，Zikin A，Pichelbauer K，et al. Influence of cooling speed on the microstructure and wear behav‐iour of hypereutectic Fe-Cr-C hardfacings［J］. Materi‐als Science & Engineering A， 2013，576：243-251.［12］ Wang Z H，Wang Q B，Cui L，et al. Influence of cooling rate and composition onorientation of primary carbidesof Fe-Cr-C hardfacing alloys［J］. Science and Technol‐ogy of Welding and Joining，2008，13（7）：656-662.［13］ Zhang J L， Wei J J， Wei S Z， et al. Effect of interlayer temperature and extremely low terminal cooling tem‐perature on the microstructure and wear resistance ofFe-based hardfacing alloy［J］. Journal of Materials Re‐search and Technology，2023，23：4105-4116.编辑部网址：http：//17Electric Welding MachineVol.54 No.3Mar. 2024第 54 卷 第 3 期2024 年3 月时效处理对Fe-Ni 基奥氏体合金耐点蚀性能的影响郑军宝1，2， 闫英杰1，2*， 曹睿1，21.兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室，甘肃 兰州 7300502.兰州理工大学 材料科学与工程学院，甘肃 兰州 730050摘 要：针对Fe-Ni 基奥氏体合金在740 ℃时效处理后的析出相随时效时间的演变进行探究；并通过电化学腐蚀试验以及Mott-Schottky 分析，研究了时效处理对合金耐腐蚀性能的影响。
一、固熔处理、时效处理工艺概述1、热处理制度及性能变形铝合金经固溶处理(俗称淬火)和时效(用于2XXX系合金、4XXX系合金、6XXX系合金、7XXX 系合金等)后，其提高了强度、增加了硬度，特别如合金2014、2024、6061、7075等，其热处理强化效果非常显著，且常用的热处理方式有：T 3 固溶体处理后，冷加工并自然时效T 4 固溶体处理后，直接自然时效T 6 固溶处理后人工时效T 7 固溶处理后人工时效至过时效状态T 8 固溶体处理后，冷加工并人工时效T 9 固溶体处理后人工时效并冷加工TX 51 固溶体处理后用拉伸的方法消除内部应力，如T651TX 52 固溶体处理后用压缩的方法消除内部应力目前国内外市场供应的几种典型铝合金固溶处理后其性能及主要用途有：A2024-T6, ,T351；A2014-T6，T651，主要用于飞机结构(蒙皮,骨架,肋梁,隔框等),铆钉,导弹,构件,上学车轮毂,螺旋桨元件及其他各种结构件, 强度高，有一定的耐热性，可用作150℃以下的工作零件，工作温度高于125°C时，2024合金的强度比7075合金的还高。
这类合金热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格，抗蚀性较差，焊接时易产生裂纹。
其主要性能指标为：硬度HB 120，密度 2.85，抗拉强度470，疲劳强度325，延伸率10A6061-T6, T651具有中等强度，其强度不能与2XXX系或7XXX系相比，但镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。
广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车，塔式建筑，船舶，电车，铁道车辆，家具，航天、电器固定装置、通讯领域，也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具等。
其主要性能指标为：硬度95 ，密度 2.750，抗拉强度310，屈服强度276，延伸率12A7075- T6, T651强度很强，具有良好的机械性能及阳极反应，有特别好的低温强度，焊接性能差，有应力腐蚀开裂倾向，固溶处理后塑性好，热处理强化效果好，在150℃以下有良好的强度。
时效处理对2024 Al合金晶间腐蚀性能的影响贺春林;白莹莹;孟小丹;马国峰;王建明【期刊名称】《沈阳大学学报》【年(卷),期】2014(026)002【摘要】对轧制态2024Al合金进行了495℃固溶处理和190℃不同时间的人工时效处理,采用光学显微镜、场发射扫描电镜、X射线能谱、电化学技术和加速腐蚀试验研究了2024Al合金的晶间腐蚀性能、腐蚀形貌和显微组织.加速实验结果表明,虽然2024 Al合金易发生晶间腐蚀,但峰时效处理可明显提高合金的晶间腐蚀抗力.动电位极化曲线和电化学阻抗谱实验也获得了相似的结果.时效态2024Al合金腐蚀模式为局部晶间腐蚀和点蚀.点蚀由晶内第二相颗粒与基体Al间的电偶腐蚀引起,晶间腐蚀由晶界析出相与其周围的贫Cu区间以及基体Al与贫Cu区间的电偶腐蚀引起.【总页数】5页(P99-103)【作者】贺春林;白莹莹;孟小丹;马国峰;王建明【作者单位】沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044【正文语种】中文【中图分类】TG17【相关文献】1.变形及时效处理对2024铝合金组织和力学性能的影响 [J], 赵晓宇;王秉新;李莉;连景宝;2.变形及时效处理对2024铝合金组织和力学性能的影响 [J], 赵晓宇;王秉新;李莉;连景宝3.时效处理对2024铝合金晶界特征分布及性能的影响 [J], 马国峰;鲁志颖;贺春林4.时效处理对2024铝合金FSW接头组织及性能的影响 [J], 王希靖;马晓飞;张金银;车文斌5.时效处理对2024铝合金腐蚀性能的影响 [J], 曲凤娇;肖宝靓;曹阳;尤媛;张东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第38卷第1期2013年1月HEAT TREATMENT OF METALSVol.38No.1January 2013檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴殜殜殜殜组织与性能Fe －24Al －1Cr 合金固溶时效处理的组织和力学性能刘勇，朱景川，王慧，赵荣达（哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150001）摘要：利用金相法、XRD 和TEM 研究了Fe-24Al-1Cr 合金800、900和1050ħ固溶和625、565和520ħ时效处理的微观组织，研究了Fe-24Al-1Cr 合金固溶时效后的压缩断裂强度、压缩屈服强度及压缩率等。
结果表明，Cr 合金化Fe-24Al 合金经固溶时效处理后仍然析出有序相B2和DO3相。
Fe-24Al-1Cr 合金固溶时效处理后产生富Cr 的Fe-Al-Cr 相，沿晶界、位错线析出，也在晶内产生。
Fe-24Al-1Cr 合金固溶时效处理后位错主要以位错列的形式存在，呈现平面滑移的特征，位错间距较大，达数十纳米至100nm 。
出现较多位错对、位错偶极子；也存在位错攀移“弓出”、位错“弯折”等衬度特征和蜷线位错组态，说明Cr 的加入增大位错对及位错之间距离以及形变位错的可动性。
Cr 合金化Fe-24Al 合金综合力学性能优于Fe-24Al 合金。
经1050ħˑ0．5h 固溶520ħˑ1h 时效处理后的Fe-24Al-1Cr 合金表现出最佳的力学性能，压缩断裂强度为1270MPa ，压缩屈服强度为750MPa ，压缩率为21%。
关键词：Fe-24Al-1Cr 合金；固溶；时效；组织；力学性能中图分类号：TG125．13文献标志码：A文章编号：0254-6051（2013）01-0084-04Microstructure and mechanical properties of Fe-24Al-1Cr alloytreated by solid solution and aging treatmentLiu Yong ，Zhu Jingchuan ，Wang Hui ，Zhao Rongda（School of Materials Science and Engineering ，Harbin Institute of Technology ，Harbin Helongjiang 150001，China ）Abstract ：Microstructure of Fe-24Al-1Cr alloy treated by solid solution （at 800，900and 1050ħ）and aging （at 625，565and 520ħ）were investigated using metallography ，XRD and TEM．And the mechanical properties such as compression fracture strength ，compression yield strength and compression rate were also studied．The results show that B2and DO3phases precipitate during solution and aging for Cr-alloyed Fe-24Al alloy．And Cr-rich precipitation phases generate during this process ，which distribute along dislocation lines and grain boundary ，also in the grains．The dislocations after solution and aging mainly show dislocation arrays ，showing planar sliding characteristics．And the dislocation spacings are larger to 10-100nm．At the same time ，many dislocation dipoles ，dislocation pairs appear．Some dislocation climbing “bowing out ”，“kink ”contrast characteristics and spiral dislocations can be seen．All these show that the introduction of Cr increases the dislocation spacings and enhances the mobility of dislocation．The Cr-alloyed Fe-24Al alloy shows a higher mechanical property than Fe-24Al alloy．The technology of 1050ħˑ0．5h solution ，520ħˑ1h aging gives the optimum mechanical properties with 1270MPa of compression fracture strength ，750MPa of compression yield strength and 21%of compression rate．Key words ：Fe-24Al-1Cr alloy ；solid solution ；aging ；microstructure ；mechanical property收稿日期：2012-09-06作者简介：刘勇（1975—），男，山东德州人，副教授，博士，主要从事钢和有色合金相变及热处理研究。
联系电话：0451-********；E-mail ：lyonghit@hit．edu．cnFe-Al 金属间化合物具有比模量高、比强度高、抗氧化、抗腐蚀性能较强等一系列优点，并且原料来源丰富、价格低廉，可以作为一类中温或高温腐蚀环境中的新型结构材料，如加热元件、热交换管、过滤器、汽车部件、催化裂化载体等，引起人们广泛的关注。
但Fe-Al 合金室温脆性大是其致命缺点。
提高韧性的途径有晶粒细化、低温长时间退火、合金化等［1-3］。
Cr 是Fe-Al 合金合金化的基本元素之一。
已有研究表明，Cr 可以提高合金的室温塑性［4-5］，Cr 的加入对合金B2 DO3转变点没有明显的影响，但会减慢B2向DO3相的转变过程，属于稳定B2结构相的合金元素［6］。
关于Cr提高Fe-Al 合金塑性的机理存在两种观点：一种观点认为适量的Cr 使合金表面形成数量足够而且致密的氧化膜，抑制或推迟Al 和环境水的反应，使材料的本征韧性得以充分发挥［5］；另一种看法是Cr 的加入降低了APB 能量，增大位错对及位错之间的距离，以及形变位错的可动性，增加了伸长率［4］。
已有的研究往往关注合金化对Fe-Al 合金组织和性能的改善及机理，但对合金化后热处理对组织和性能的影响研究没有给予足够的重视。
铸态Fe-Al-Cr 合金一般是在锻造或轧制后进行退火处理。
已有的研究表明Fe-Al 合金在固溶和时效过程中存在调幅分解和失稳有序化共存的现象［7］。
基于调幅分解和失稳有序化属于连续型相变，Fe-Al 合金固溶和时效处理后可以得到细小而且分布弥散的组织，可望使合金的塑性和韧性得到一定第1期刘勇，等：Fe-24Al-1Cr 合金固溶时效处理的组织和力学性能85程度的改善。
但关于Cr 合金化后铸态Fe-Al 合金固溶时效热处理组织和力学性能研究尚不够深入。
本文研究了Fe-Al-Cr 合金固溶时效热处理的微观组织，并对相关的力学性能进行表征。
1试验材料和方法Fe-24Al-1Cr 合金采用高纯Fe 、Al 和Cr 原料，利用水冷铜坩埚电弧熔炼及铜模铸造法制备而成。
Fe 、Al 和Cr 3种元素的原子比为75ʒ24ʒ1。
合金应反复熔炼3次以保证成分的均匀性。
铸锭进行1100ħ，2h 均匀化退火处理，加热速率为1ħ/min ，炉冷。
然后分别在800、900和1050ħ下进行固溶处理，保温30min ，加热速率为1ħ/min ，水冷。
之后分别在625、565和520ħ时效1h ，加热速率均为1ħ/min ，空冷。
热处理均在空气气氛中进行。
采用Philips 公司生产的CM-12型透射电子显微镜进行精细组织观察。
同时结合XRD 和SEM 进行相分析。
采用GB /T 7314—2005《金属材料室温压缩试验方法》评价Fe-24Al-1Cr 合金的力学性能。
2试验结果2．1铸态和退火态组织图1为铸态和退火态Fe-24Al-1Cr 合金的组织照片，可以看出铸态Fe-24Al-1Cr 合金晶粒粗大，约为500μm ，经高温退火且缓慢冷却后，Fe-24Al-1Cr 合金晶粒呈现等轴状，有长大现象。
2．2时效态组织Fe-24Al-1Cr 合金经900ħˑ0．5h 固溶后分别进行625、565和520ħˑ1h 时效处理。
时效组织照片如图2所示。
从图2中可以看出时效态Fe-24Al-Mo 合金晶粒尺寸为500μm ，仍呈等轴状，局部晶粒大小不均匀。
金相照片中晶粒衬度是由晶粒取向的差异引起的腐蚀深浅不一所致。
图1铸态（a ）和退火态（b ）Fe-24Al-1Cr 合金的显微组织Fig．1Microstructure of as casting （a ）andas-annealed （b ）Fe-24Al-1Cr alloy图3给出了Fe-24Al-1Cr 合金经900ħˑ0．5h 固溶，565ħˑ1h 时效后的XRD 分析结果。
可以看出，时效后的组织主要由B2结构的FeAl 和DO3结构的Fe 3Al 相组成。
图4为800ħˑ0．5h 固溶，565ħˑ1h 时效后Fe-24Al-1Cr 合金的TEM 照片及衍射花样。
图4（a ）可以标定为体心立方结构［011］晶带轴方向的衍射花样，图4（b ）为B2相（111）超点阵斑点暗场像，图4（c ）为DO3相（111）超点阵斑点暗场像。
从图4中可以看出B2相有序畴尺寸100 200nm ，数量较多；DO3结构有序畴的尺寸为200nm 左右，主要沿相互垂直的两个方向排列，呈现“花呢”状特征。
TEM 结合XRD 分析结果表明在固溶时效处理后Fe-24Al-1Cr 合金确实出现了弥散细小的DO3和B2有序相结构。
根据相图可知，当Al 含量高于18%20%图2Fe-24Al-1Cr 合金900ħˑ0．5h 固溶不同温度下时效1h 的显微组织Fig．2Microstructure of Fe-24Al-1Cr alloy after solid solution treatment at 900ħfor 0．5h and aging at different temperatures for 1h（a ）625ħ；（b ）565ħ；（c ）520ħ86第38卷图3Fe-24Al-1Cr 合金900ħˑ0．5h 固溶处理，565ħˑ1h 时效后的XRD 结果Fig．3XRD results for Fe-24Al-1Cr alloy after 900ħˑ0．5hsolution treatment ，565ħˑ1h aging时就出现有序化，室温下为稳定有序的DO3型Fe 3Al 相；随温度升高稳定性变差，在一定温度下转变为B2型的FeAl 相，并且其转变温度随成分而异，最高T c 为550ħ。
