钒合金的沉淀析出行为

钒合金的沉淀是采用纯金属，在磁悬浮炉中冶炼合金。其他原材料的纯度均大于99. 5 %。原材料被混合均匀后, 冷压成Φ50 mm的锭子, 放入磁悬浮炉的水冷铜坩埚中。在高频感应电流的加热下, 锭子由表及里快速熔化, 并在磁力的搅拌下实现进一步均匀化。熔炼过程中采用Ar 气保护, 防止合金氧化。每个锭子经3 次熔炼,确保合金成分均匀。合金铸锭经锻造开坯、热轧和冷轧后, 成为0. 5～1 mm 的薄板, 并最终于1100℃下真空退火1 h , 真空度优于4 ×10 - 4 Pa , 得到均匀的再结晶组织。锻造温度950～1150 ℃, 热轧温度850 ℃。所有热加工都是在空气中进行的, 为防止合金从空气中吸取氧、氮等杂质原子, 采用了表面涂层和铜皮包套等技术。

采用电火花切割法, 从合金板上切取硬度测试样(HT) 、拉伸试样( TT) 。采用冲压法, 从厚度为0. 25 mm 的薄板上冲出TEM 样品。三种样品的尺寸分别为: 10mm ×5mm ×1mm (对HT) , 8mm×3mm ×0. 5mm ( TT 样的标距) 和Φ3 mm。拉伸试样的长度平行于板材的轧制方向。

钒氮合金厂家分别研究了合金时效强化的温度特性和时间特性。对于前者, 采用1 h 等时退火, 温度200～1100℃, 温度间隔100 ℃。等时退火在真空炉内进行,真空度优于1. 33 ×10 - 4 Pa , 随炉冷却。对于后者,用Zr 箔包覆样品, 置于真空密封的石英管中, 于普通电阻炉中进行时效处理。时效温度600 ℃, 保温时间1～393h , 保温结束后, 从炉内取出石英管,空冷至室温。通过一台显微硬度计测试合金的室温硬度, 压头载荷41903N , 作用时间30s。室温下,拉伸试验在一台MTS810 材料力学性能试验机上进行, 应变速率3. 5 ×10 - 4 s - 1 。微机系统记录拉伸载荷2位移曲线, 并据此确定了合金的拉伸强度和延伸率、形变强化指数和试样吸收功(拉伸断裂韧性)。