中国有色金属学报 逐渐增多,TEM结果表明,冷变形MP35N合金显微 GRAHAM等23就认为是因为时效处理过程中,冷加 组织中有纳米孪晶、二次孪晶和位错产生,因此孪晶工过程产生的HCP相能稳定存在,时效时合金中的 界阻碍位错的滑移是MP35N合金强度增加的主要原Mo原子会向HCP相附近集聚、形核长大,形成密排 六方结构的Co3Mo沉淀相所致。这一说法得到 随着显微组织测试手段的逐步提高和研究认识的 DRAPIE等的支持。 TAWANCY等研究FCC基体 逐渐深入,自上世纪90年代开始,MP3N冷加工显向HCP结构的相变过程,提出冷加工 Haynes alloy no. 微组织是李晶结构而不是马氏体的观点被众多研究者25合金进行时效时HCP相会长大,最终引起合金的 所公认。冷加工变形MP3N合金的显微组织结构中时效强化。 只有大量的孪晶结构和二次纳米孪晶结构,之前研究 2000年前后,关于MP合金的时效强化机理为更 者们观察到的纳米级细板结构其本质上是纳米孪晶而多的研究者们所密切关注,相关强化机理研究也更为 已B铜。因此,MP3N合金冷加工强化的根本原因是系统,1998年 ASGARI等在590℃对冷变形MP3N 孪晶引起的强化。 合金进行时效4h处理后发现,合金屈服强度会由冷 针对大变形量的MP35N合金进行了一系列研究,加工前的1250MPa增加到了1750MPa,并称为“二次 图3所示为60%变形量的冷拔态和时效处理的MP35N硬化”,实验表明,这种现象只会发生在合金冷变形量 合金显微组织。由图3可以看出,大量的孪晶存在于超过一定程度的情况下。而且时效处理过程中,溶质 冷变形态合金组织中,而时效处理后MP35N合金中原子会向层错处偏析,引起HCP相形核和粗化,导致 的孪晶密度有所减少,但是组织中仍存在大量的畸变MP35N合金发生了“二次硬化现象。同时,冷加工过 组织和层错。因此,孪晶对冷变形态合金的强化作用程产生的高密度位错,是几纳米大小的HCP相形核和 是非常显著的,但是时效态孪晶的强化作用在这里还粗化的必要条件。SHAJ等也发现冷拔态MP3N 不明朗。 合金在593℃时效处理4h后,其强度和硬度会比冷 加工态有进一步提高,硬度增加量达14%,冷加工量 12时效强化 小于50%时,合金的断面收缩率会由冷加工态时从 12.1沉淀析出强化 60%下降到53%,塑性略有下降,但当冷加工量超过 对于MP合金时效后的进一步强化,1970年开始,这一阈值时合金断面收缩率会显著下降到10%左右 F100 nm 图3MP35N合金的显微组织 Fig 3 Microstructures of MP35N alloy: (a), (b)60% cold working; (c), (d)60% cold working and aging1048 中国有色金属学报 2016 年 5 月 逐渐增多，TEM 结果表明，冷变形 MP35N 合金显微 组织中有纳米孪晶、二次孪晶和位错产生，因此孪晶 界阻碍位错的滑移是 MP35N 合金强度增加的主要原 因。 随着显微组织测试手段的逐步提高和研究认识的 逐渐深入，自上世纪 90 年代开始，MP35N 冷加工显 微组织是孪晶结构而不是马氏体的观点被众多研究者 所公认。冷加工变形 MP35N 合金的显微组织结构中 只有大量的孪晶结构和二次纳米孪晶结构，之前研究 者们观察到的纳米级细板结构其本质上是纳米孪晶而 已[32, 49]。因此，MP35N 合金冷加工强化的根本原因是 孪晶引起的强化。 针对大变形量的 MP35N 合金进行了一系列研究， 图3所示为60%变形量的冷拔态和时效处理的MP35N 合金显微组织。由图 3 可以看出，大量的孪晶存在于 冷变形态合金组织中，而时效处理后 MP35N 合金中 的孪晶密度有所减少，但是组织中仍存在大量的畸变 组织和层错。因此，孪晶对冷变形态合金的强化作用 是非常显著的，但是时效态孪晶的强化作用在这里还 不明朗。 1.2 时效强化 1.2.1 沉淀析出强化 对于 MP 合金时效后的进一步强化，1970 年开始， GRAHAM 等[23]就认为是因为时效处理过程中，冷加 工过程产生的 HCP 相能稳定存在，时效时合金中的 Mo 原子会向 HCP 相附近集聚、形核长大，形成密排 六方结构的 Co3Mo 沉淀相所致。这一说法得到 DRAPIE 等[50]的支持。TAWANCY 等[34]研究 FCC 基体 向 HCP 结构的相变过程，提出冷加工 Haynes alloy No. 25 合金进行时效时 HCP 相会长大，最终引起合金的 时效强化[34]。 2000 年前后，关于 MP 合金的时效强化机理为更 多的研究者们所密切关注，相关强化机理研究也更为 系统，1998年ASGARI等[29]在590 ℃对冷变形MP35N 合金进行时效 4 h 处理后发现，合金屈服强度会由冷 加工前的 1250 MPa 增加到了 1750 MPa，并称为“二次 硬化”，实验表明，这种现象只会发生在合金冷变形量 超过一定程度的情况下。而且时效处理过程中，溶质 原子会向层错处偏析，引起 HCP 相形核和粗化，导致 MP35N 合金发生了“二次硬化”现象。同时，冷加工过 程产生的高密度位错，是几纳米大小的 HCP 相形核和 粗化的必要条件。SHAJI 等[51]也发现冷拔态 MP35N 合金在 593 ℃时效处理 4 h 后，其强度和硬度会比冷 加工态有进一步提高，硬度增加量达 14%，冷加工量 小于 50%时，合金的断面收缩率会由冷加工态时从 60%下降到 53%，塑性略有下降，但当冷加工量超过 这一阈值时合金断面收缩率会显著下降到 10%左右， 图 3 MP35N 合金的显微组织 Fig. 3 Microstructures of MP35N alloy: (a), (b) 60% cold working; (c), (d) 60% cold working and aging