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稀土Er及回归热处理对巴氏合金组织和性能的影响
[ 编辑:admin | 时间:2010-11-01 13:35:09 | 浏览:140次 | 来源: | 作者: ]

双级时效制度对巴氏合金力学和腐蚀性能的影响,巴氏合金具有高强、高韧、耐腐蚀性等优点,广泛应用于机械、发电、航天等领域。巴氏合金的主要成分是锡合金,锡合金在巴氏合金型材中固溶强化相从而使得其力学性能、耐腐蚀性能等得到提高。影响合金固溶强化相主要因素是均热、固溶、时效等巴氏合金热处理过程,而时效过程尤为明显。


  巴氏合金时效处理是指巴氏合金材料经过固溶处理后,在较高的温度或者室温下放置,巴氏合金性能随时间而变化的热处理工艺。时效属于一种双级人工过时效制度,主要应用于巴氏合金。过去对巴氏合金的研究主要是对巴氏合金微观组织进行观察以及巴氏合金热变形过程中合金组织的变化,而针对巴氏合金双级时效的研究过少。为此,周口环宇金属科技有限公司研究了双级时效时间对巴氏合金强度、耐腐蚀性能的影响,探究合理的时效温度时间,旨在为高强、高韧巴氏合金的制备工艺提供理论依据。

  一、实验材料及方法

  实验采用国标巴氏合金,首先对巴氏合金取样进行DSC分析,确定低温共晶相温度,然后根据温度设计固溶淬火处理工艺。将固溶淬火处理后的巴氏合金试样于室温干燥处置放10d,让其停放效应充分后,再对巴氏合金进行双极人工时效。使用电导仪对巴氏合金实验样品进行电导率测试;采用荷载为30N的布氏硬度计测试巴氏合金试样硬度;室温常规拉伸性能测试在电子万能试验机上测试,每个时效状态取3块拉伸合金试样进行测试,取平均值;剥落腐蚀实验按照标准进行,每个时效状态取一块巴氏合金试样,将试样其他表面用防腐蚀油漆留一个测试表面,然后将实验巴氏合金样品放置实验环境25℃的腐蚀液中放置48h后取出合金试样,根据相关标准对巴氏合金进行剥离腐蚀登记评定。

  二、实验结果与分析

  1.巴氏合金固溶温度确定

  对巴氏合金进行DSC差热分析,采用升温速率可知,物流在慢速和快速升温速率下,都未发现熔点为275℃的非平衡相,而在350℃时出现一个不明显的吸热峰,这主要因为巴氏合金在加热过程中又化合物生成或合金组织转变,并非是低温共晶相的熔化;在385℃时,有一个明显的放热峰出现,这主要是巴氏合金基体开始熔化。因而根据DSC分析结果设计巴氏合金固溶淬火处理工艺为水冷淬火。

  2.不同保温时间下的巴氏合金微观组织

  巴氏合金在165℃下不同保温时间的金相组织可以看出,保温20小时和保温24小时的巴氏合金金相组织无明显差别,其黑点为晶界析出相及其他二相,通过对比可知,保温28小时的晶界析出相比保温20小时及24小时的析出相要多许多。这是因为巴氏合金在第二级时效过程中,随着保温时间的延长,晶界析出相由原来连续析出相变为不连续的第二相,并随时间的延长,其也随之长大、粗化。

  3.时效保温时间对巴氏合金力学性能的影响

  不同保温时间下巴氏合金力学性能变化可知:当第二级时效保温时间为20小时和24小时时,巴氏合金的拉伸性能、硬度及伸长率基本没有变化,而保温时间延长至28小时时,巴氏合金拉伸性能及硬度值下降。

  4.时效保温时间对导电率及腐蚀性能的影响

  从不同保温时间下巴氏合金导电率变化可见,巴氏合金导电率随保温时间的延长而增加。众所周知,巴氏合金的导电率与其晶界及晶格畸变相关。人工时效时,巴氏合金析出相,使得巴氏合金基体内合金元素减少,降低了巴氏合金基体的固溶度,使得巴氏合金基体的晶格畸变随之减少,并且随保温时间延长,晶格内应力消除,从而使得巴氏合金导电率增加。

  通过不同保温时间下的剥落腐蚀前后对比可知,浸泡48小时候,3个巴氏合金试样表面可见一层明显的腐蚀产物。将巴氏合金试样经30%的工业纯硝酸溶液去除腐蚀产物后,可以看到,第二级时效为20小时和24小时巴氏合金试样表面比保温时间28小时的合金试样表面粗糙,且腐蚀坑也较多。

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