第七章合金的时效
第七章 合金的时效
第一节 脱溶沉淀过程的热力学及沉淀脱溶过程 (1)
第二节 脱溶沉淀后的显微组织 (3)
第三节 脱溶沉淀时性能的变化 (4)
第四节 调幅分解 (4)
1906年，Wilm 在研究一种Al-Cu-Mn-Mg 合金时偶然发现该合金淬火后在室温放置，硬度将随时间的推移不断升高。但在硬度升高的同时，用光学显微镜并未观察到显微组织有任何变化。因为在当时无法推测硬度升高的原因，只能称此现象为时效(ageing)硬化，意即时间的效应所引起的硬化。Wilm 发现的这种Al-Cu-Mn-Mg 合金在1909年正式投产，称为杜拉铝(Duralumin)。1920年Merica 在确定了几种元素在Al 中的溶解度曲线后提出，时效硬化是由于在固溶度曲线以下从过饱和固溶体中析出了某种能使硬度得到提高的微细的第二相。但当时限于研究手段未能弄清析出相及析出过程。以后，由于采用了X 射线结构分析仪及电子显微镜才使问题得到解决。现已确证，时效硬化是个普遍现象，只要A 与B 二组元能形成如图7-1所示的状态图，就可能出现时效硬化现象。硬化效应强弱则随合金成分而异。图7-1表明，组元B 可溶入A 而形成固溶体，且B 在A 中的溶解度随温度的降低而下降。如有一B 含量大于B0的合金，将此合金加热到低于固相线的温度保温足够时间，待B 充分溶入后取出立即淬火，则B
来不及沿DE 线析出而仍保留在α相中形成过饱和固溶体。这一处理被称为固溶处理。经固溶处理后在室温放置或加热到不超过溶解度曲线的某一温度保温，B 将以富B 的高度弥散的、用光学显微镜无法分辨的化合物A m B n 或A 溶于B 而形成的β固溶体的形式，从过饱和α固溶体析出而使α中的B 含量逐渐下降到饱和状态。这一过程可以用下式表示：
过饱和α固溶体→饱和α固溶体+析出相 (7-1)
由于弥散的新相的析出将使硬度升高。由此可见，时效的实质是过饱和固溶体的脱溶沉淀，时效硬化即脱溶沉淀相引起的沉淀硬化(precipitation hardening)。因只有析出相十分细小时才有显著的硬化效应，故沉淀硬化又称弥散硬化(dispersed phase hardening)。
序号科研热词推荐指数序号科研热词1微观相场31微观相场2ni-al-cr合金32韧性断裂3织构23金属成形4沉淀机制24辐照损伤5模拟25空洞6断裂机制26序参数7定向凝固27孔洞形核8分级时效28凝固9黏-滑机制19非均匀形核10非晶复合材料110铸造镁合金11铒111铸轧板材12铁素体112铜13钛合金113铁摹非晶合金14蛋白质晶体114钢15耦合生长115钛16缺陷116钚17组织演化117轧制18纳米尺度118超细19粒子激发形核119表面活性剂20简单加热法120落管法21稀土121结构材料22离子液体122结晶潜热23碲123织构24相和微观组织选择124组元25皮秒激光脉冲125竞争形核26电沉积126稀土27电子背散射衍射127界面28电化学原子层外延128生长特性29生长机制129生长机制30物理机制130球状铜粉31熔化131熔体过热处理32热电材料132熔体过热33热力学计算133热处理34深过冷134溶解35波浪型倾斜板135深过冷36气-固-液机制136液态结构转变37欠电位沉积137波浪型倾斜板38校正分子动力学138沉淀机制39材料合成与加工工艺139氦效应40机理140模拟41有序相141核聚变42晶体形核142杂化纳米晶43显微组织143本构方程44摩擦144晶粒长大45振动145晶化激活能46快速凝固146晶化动力学47微观组织模拟147时效行为48微观相场法148无容器凝固49微孔洞149搅拌速率50形核与成长机制150振动51形核151拉深52应变能152拉伸2008年2009年53带状组织153扩散焊54孪晶诱发塑性钢154扩散层55塑性应变155扩散56固溶处理156微观组织57反应合成157微观相场方法58原子力显微镜158形核过冷度59半固态159形核机制60动态拉伸160嵌入原子法61动态再结晶161局域avrami指数62动力学机制162对势63分子动力学163孔洞演化方程64再结晶{111}织构164孔洞体胞模型65再结晶165塑性变形66元胞自动机166合金67储氢合金167原子团尺寸68体心立方固溶体168半固态69低碳钢169化学气相沉积70位错环170功能71二元包晶合金171剪切72三元包共晶172分子动力学73σ晶界173再结晶74zr基块状非晶174再时效75zncl2175元胞自动机-有限元模型76zn176位错环77sno2颗粒177x射线技术78sic纳米线178vls生长机制79odf179siox纳米线80ni75cr16.4al8.6合金180ni催化81if钢181ni75al5v20合金82ebsd182ni75al21.5ti3.5合金83dz125高温合金183ni-al-cr合金84al-mg-si-mn合金184lafe11.7si1.3合金85agsno2复合材料185gan纳米棒86clam钢87az31镁合金88al-zr合金
第３７卷 ２００８证 第１１期 ｌ１月 稀有金属材料与工程 ＲＡＲＥ ＭＥＴＡＬ Ｍ姗ＲＩＡＬＳ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏ１．３７．Ｎｏ．１ｌ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２００８
循环时效对Ｎｉ７５Ａｌ７．５Ｖｌ７．５合金微观组织的影响
来庆波，陈铮，张济祥，梁敏洁，王永欣
（西北工业大学，陕西西安７１００７２）
摘要：基于微观相场动力学模型，研究了Ｎｉ，ｓＡｌ７．５Ｖｌ，ｓ合金循环时效过程的沉淀相形貌演化，并与单级时效过程进行 了比较。发现ＤＯｚｚ相的溶解度随温度变化较上Ｊ：相大；通过循环时效可以使粗大细长的 Ｊ２相发生分断，从而达到细
化沉淀颗粒的目的，使不规则的 Ｊｚ相发生球化：还分析了发生分断和球化的原因。 关键词：循环时效：微观相场；Ｎｉ７５Ａｌ７ ５Ｖｌ ７＿５；微观组织
中图法分类号：ＴＧ １４６．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２．１８５Ｘ（２００８）１１－１９０８．０５
众所周知，航空发动机的发展与高温合金的发展 密不可分，前者是后者的主要动力，后者是前者的重
要保证。镍基高温含金由于可以获得共格的Ｎｉ （ＡＬＴＯ 或＇， 强化相而得到非同寻常的发展，成为现代不可缺 少的高温合金。镍基高温合金是目前航空发动机和工 业燃气轮机涡轮叶片等热端部件的主要用材，在先进
的飞机发动机中这种合金的质量占５０％以上。使用温 度在６５０～１１００℃范围内ｌ”。Ｎｉ７５ＡＩ７．５Ｖ１７．５合金属于金 属间化合物强化的时效硬化型镍基合金即 强化型合
金，因此研究其循环时效过程和微观组织的关系具有
重要意义。 Ｊ．Ｎ．Ｗａｎｇ报道了通过循环热处理可以把ＴｉＡＩＣｒ合 金中１～３ ｍｍ的粗大片层组织细化到１０～２０ ｍ【２】。谢鲲
利用循环热处理细化了ＴｉＡ１晶粒，粗大的铸态组织（约
５００ ｍ的全层状组织）经块型转变预处理后，在 转变 温度进行６次以上的快速加热．冷却处理，可以显著地
细化晶粒。Ｎｉ．Ａｌ系或多元Ｎｉ—Ａｌ固溶体系中的 相溶解 度随温度变化较大，具备高温时 相溶解，低温时效时
加压燃烧原位合成NiAl连接Ni基高温合金
上海交通大学（200030） 朱丹平 大连铁道学院（116028） 刘伟平
摘要： 使用Ni-Al元素粉末混合压坯，采用加压燃烧合成连接技术，利用Gleeble-1500热力模拟试验机研究了金属间化合物NiAl的原位合成，成功地连接了Ni基高温合金。对接头进行了拉伸试验。研究分析了接头界面的金相组织和接头的断裂形式。
关键词： 燃烧合成 连接 NiAl 金属间化合物
JOINING OF NICKEL BASED SUPERALLOYS USING NiAl IN-SITU SYNTHESIZED BY PRESSURIZED COMBUSTION
Shanghai Jiaotong University Zhu Danping
Dalian Railway InstituteLiu Weiping
Abstract In this study, the in-situ synthesis of intermetallic compound NiAl was studied. The pressed
blanks of blended Ni-Al elemental powders were synthesized by pressurized combustion synthesis
technique. The superalloys based on nickel had successfully bonded on the Gleeble-1500
thermal-mechanical simulation tester. The tensile test of the joint was done. The microstructure of
the joint interface was investigated. The fracture of the joint was also analyzed.
