Cu对Fe-NiAlMn合金析出强化过程的影响EI北大核心CSCD

将Fe-NiAlMn和Fe-CuNiAlMn合金在900℃固溶2 h后水淬,并在500℃时效不同时间。利用显微硬度测试和原子探针层析技术(APT)研究Cu的添加对Fe-NiAlMn合金析出强化过程的影响。结果表明:Cu的添加增强了时效初期的析出强化效果,加快了整个析出强化进程。时效过程中,Cu元素首先偏聚形核成为富Cu相,并促使Ni,Al,Mn元素在富Cu相与基体界面处偏聚形核形成Ni(Al,Mn)相,两相为核壳结构。随着时效时间的延长,富Cu相由BCC结构转变为FCC结构,与Ni(Al,Mn)相逐渐分离。     

利用APT研究RPV模拟钢中相界面原子偏聚特征

提高了Cu含量的核反应堆压力容器(RPV)模拟钢经调质处理(880℃保温0.5h,水淬;660℃保温10h)以及400℃时效1000h后,采用原子探针层析技术(APT)研究了碳化物/α-Fe基体,富Cu相/α-Fe基体以及富Cu相/碳化物界面处溶质或杂质原子的偏聚特征。结果表明:在碳化物/α-Fe基体界面处P原子偏聚最明显;在富Cu相/α-Fe基体界面处Ni原子偏聚最明显,Mn原子也有微弱的偏聚;在富Cu相/碳化物界面处未发现溶质或杂质原子的偏聚现象。不同相界处原子偏聚不仅与界面本身微观结构有关,也与相界附近化学特性有关。     

18Cr10NiNb耐热钢析出相的热力学计算和平衡相分析

将18Cr10NiNb耐热钢在650℃进行10,000h的时效试验,用扫描电镜和透射电镜分析了18Cr10NiNb奥氏体耐热钢的组织,通过热力学计算研究了500-1400℃碳、铌和氮含量的变化对平衡析出相的影响。结果表明:在18Cr10NiNb钢的时效过程中在晶内析出了富Nb的MX相,在晶界析出了富Cr的M_(23)C_6相。根据热力学计算,其平衡析出相为MX,M_(23)C_6和σ相。MX相和M_(23)C_6型碳化物的最高溶解温度分别约为1340℃和840℃。MX相的数量随C和Nb含量的提高而增加。σ相的数量随着C含量的提高而减少。添加0.2%的N元素后,MX相为含有N、Nb、Cr和少量C的复杂碳氮化物,且在其平衡组织中出现了Cr_2N相。     

微观组织对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢的耐点腐蚀性能的影响

采用化学浸泡法和模拟闭塞电池方法研究了固溶+时效和固溶+调整+时效处理的0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢的耐点腐蚀性能,并与18-8型奥氏体不锈钢(316L)耐点蚀性能进行了对比。结果表明,0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢组织内富Cu析出相促进了点蚀坑萌生,而点蚀坑发展则与组织形貌有关。固溶+调整+时效处理的0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢因组织内析出富Cu相多而大,其萌生的点蚀坑密度较高,但由于马氏体板条较细,其点蚀坑尺寸和深度较小;固溶+时效处理的0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢因组织内析出富Cu相少而小,萌生的点蚀坑密度较低,但粗大的板条马氏体组织导致点蚀坑尺寸和深度较大。与18-8型奥氏体不锈钢耐点蚀性能对比表明,通过对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢进行合理的热处理,其耐点蚀性能可与18-8型奥氏体不锈钢相当。     

900℃时效条件下超级奥氏体不锈钢904L的析出相研究

采用Factsage热力学软件计算和实验相结合的方法,借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等检测技术,研究了900℃时效条件下超级奥氏体不锈钢904L热轧板的组织变化情况。结果表明:904L不锈钢在1080℃×40min固溶处理为单一奥氏体组织;900℃时效处理过程中,析出相优先在晶界上形成,随着时效时间延长,析出相数量逐渐增加,尺寸不断增大,最终在晶界上形成网状分布;TEM和EDS表征确定为富Cr、Mo和低Ni的σ析出相,形貌以条状和块状分布为主;热力学计算结果表明904L不锈钢在平衡状态下主要析出相为σ相,与实验结果吻合。     

ZG35Cr25Ni12NNbRE钢中黑斑组织的成因探讨

ZG35Cr2 5Ni12奥氏体耐热铸钢经固溶时效后的显微组织由初晶奥氏体、共晶碳化物 ,以及在奥氏体基体上时效析出的二次碳化物组成 ;使用 3.5a(年 )后二次碳化物增多 ,共晶碳化物附近的“无析出区”消失 ,并在许多共晶碳化物内部形成黑斑组织。研究表明 ,黑斑组织是富含稀土元素的氮碳化物ε (Cr ,Fe) 2 (N ,C)相 ,是在长期高温过程中通过消耗共晶碳化物形成的     

三维原子探针表征淬回火Cr-Mo-V-Ni中合金钢的元素分布

将Cr-Mo-V-Ni中合金钢在1 030℃奥氏体化保温0.5h后油淬,在600℃回火2次,每次2h。结合光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM),采用三维原子探针(3DAP)技术分析了淬火态和回火态各元素原子的三维空间分布以及碳化物内部和碳化物/基体界面处元素分布和成分变化。结果表明,淬火试样中C原子由于自回火和短程扩散出现了较为明显的片状偏聚,而其他合金原子Cr、Mn、Mo、Si、V和Ni基本分布均匀;回火试样中C、Cr、Mo和V发生共偏聚形成厚度约10nm的合金碳化物M23C6,Si原子形成一层薄薄的偏聚层包裹着M23C6,而Ni又包裹着Si原子而偏聚于最外层。     

固溶时效对1Cr21Ni5Ti双相不锈钢组织的影响

本工作以1Cr21Ni5Ti双相不锈钢为原材料,对1 000~1 350℃固溶30 min+650~1 000℃时效1~1 440 min后的显微组织及σ析出相进行观测,描述了不同处理条件下的组织特征,绘制出σ相析出TTP曲线图。结果表明:随着固溶温度的升高,铁素体含量增加,奥氏体含量减小,双相不锈钢组织发生再结晶和晶粒长大。铁素体与奥氏体中Cr、Ni元素发生均匀化,各相中的含量差异降低。σ相优先在铁素体与奥氏体相界处形核,随着时效温度的升高和时效时间的延长,σ相长大、粗化并向铁素体基体延伸;时效时间越长,析出相越多;当温度达到750℃,σ相析出速度最快,之后随着温度的升高而降低。σ相析出温度范围为650~850℃,析出鼻尖温度为750℃。     

三维原子探针表征10Ni3MnCuAl钢时效过程中析出相NiAl和Cu的变化规律

本研究使用三维原子探针表征了10Ni3Mn Cu Al钢在540℃时效过程中析出相随时间的变化规律,使用透射电镜分析了Ni Al析出相的晶体结构及其在基体上的分布状态。结果表明:10Ni3Mn Cu Al钢在540℃时效过程中,Ni Al析出相由时效2 h后的近球状转变为时效100 h后的长条状,平均粒子半径由1. 13 nm长大到2. 13 nm,数量密度由1. 70×10~(22)m~(-3)降低到3. 40×10~(21)m~(-3); Cu析出相由时效2 h后的球状转变为时效100 h后的长条状,平均粒子半径由1. 04 nm长大到2. 08 nm,数量密度由6. 04×10~(21)m~(-3)降低到2. 00×10~(21)m~(-3)。两种析出相由相邻位置转变为以Cu为核心,Ni Al为外壳的壳状结构。B2结构的Ni Al相对基体的强化作用大于Cu相对基体的强化作用,Ni Al相弥散分布在马氏体板条上,并在基体的[200]方向存在超结构反射斑点。     

RPV模拟钢中纳米富Cu析出相的复杂晶体结构表征

RPV模拟钢样品经过890℃水淬,660℃调质处理,然后在400℃时效13000h后,用高分辨透射电镜和能谱仪相结合的方法研究了RPV模拟钢中纳米富Cu析出相中的复杂晶体结构。纳米富Cu析出相的平均尺寸约为20nm,除了观察到常见的亚稳态9R结构、3R结构和稳态fcc结构外,还观察到同一富Cu析出相由3种不同的晶体结构组成,并分别分布在5个不同的区域中,包括1处9R、2处fcc和2处3R结构。9R结构与相邻的2个fcc结构形成的界面都具有特定的晶体取向,呈半共格关系,是由非孪晶9R结构演化而来。2处3R结构互为孪晶关系,是由孪晶9R结构演化而来。这种状态反映了纳米富Cu析出相从亚稳态演化到稳态结构的复杂过程。     

Fe-C-Cr-Si(Ni、W)合金中的C-Me偏聚对贝氏体相变的影响

本文利用余瑞璜的固体与分子经验电子理论计算了3gCrSi、9Crsi、12CrNi3、18Cr_2Ni_4W钢奥氏体的价电子结构。从扩散与偏聚两方面讨论了原子状态-原子键力、结构、形态与性能之间的关系。并提出三个观点。 1.Fe—C—Cr—Si(Ni、W)合金奥氏体中存在着C—Me偏聚。偏聚力的大小可用C—Me共价键上的共用电子对数表示,偏聚的动力来源于C—Me间的价电子结构; 2.C—Me偏聚对相变有阻力。这种阻力和相变驱动力交互作用可改变贝氏体的典型结构和形态; 3.C—Me偏聚导致的奥氏体陈留分割细化了原奥氏体晶粒,使后生成相的有效尺寸减小;奥氏体呈角状、叉状增加了裂纹扩展的路径,这是上述合金贝氏体韧性较好的原因之一。     

ZG35Cr25Ni12NINbRE钢中黑斑组织的成因探讨

ZG35Gr25Ni12奥氏体耐热铸钢经固溶时效后的显微组织由初晶奥氏体、共晶碳化物，以及在奥氏体基体上时效析出的二次碳化物组成；使用3.5a（年）后二次碳化物增多，共晶碳化物附近的“无析出区“消失，并在许多共晶碳化物内部形成黑斑组织。研究表明，黑斑组织是富含稀土元素的氮碳化物ε-（Cr，Fe）2（N，C）相，是在长期高温过程中通过消耗共晶碳化物形成的。     

一种新型耐蚀高弹性合金—00Cr12Ni9Cu2TiNbBeRE马氏体时效不锈钢

本文对以00Cr12Ni9Cu2TiNb马氏体时效不锈钢为基,单一或复合加入微量铍和稀土元素的各炉钢进行了物理—机械性能和化学性能的测定,从而选定00Cr12Ni9Cu2TiNbBeRE钢为一种综合性能优良的新型耐蚀高弹性合金。通过超高压电镜、X—射线衍射仪、电子探针等对上述两种钢的组织结构进行了较深入地研究。两种钢的显微组织均为板条马氏体。00Cr12Ni9Cu2TiNb钢的析出相为棒状NiTi;而00Cr12Ni9Cu2TiNbBeRE钢的析出相为棒状NiTi及球状NiBe,且其时效激活能为155.5kJ/mol,比00Cr12Ni9Cu2TiNb钢要高6.3kJ/mol。     

23Cr-14Ni高氮奥氏体不锈钢σ相析出行为EI北大核心CSCD

采用经验公式、热力学计算方法、Gleeble热/力模拟实验技术,结合光学显微镜、扫描电镜及透射电镜分析,研究了23Cr-14Ni高氮奥氏体不锈钢中σ相的析出行为。结果表明,23Cr-14Ni高氮奥氏体不锈钢中σ相可在960~1030℃析出,高于1050℃溶解。σ相析出具有异常快速的动力学特征,在经过1030℃保温1 min固溶处理后,σ相可直接从奥氏体晶界快速析出,析出先于碳氮化物相。σ相析出动力学行为及相对碳氮化物的析出次序和传统奥氏体不锈钢显著不同。铬、锰、钼元素含量较高且钼元素在晶界处偏聚提高了σ相平衡析出温度,是加速σ相析出的主要原因。     

超高强度马氏体时效钢的力学行为与微观组织演化的关系

用高分辨透射电镜(HRTEM)和原子探针层析技术(APT)等手段研究了2.4 GPa级超高强度马氏体时效钢在时效过程中析出相的演化规律及其与材料力学性能的关系。对组织观察的结果表明,马氏体时效钢在时效过程中析出相的演化规律分为三个阶段：时效初期富Ni和富Ti团簇的形成、峰时效期金属间化合物Ni₃Ti及其界面处富Mo相的形成、过时效阶段Ni₃Ti的粗化和富Mo相过渡为Ni₃Mo。力学性能的实验结果表明,随着时效时间的延长抗拉强度呈现先提高后降低的趋势,时效时间为4 h时抗拉强度达到最大值2560 MPa。断裂韧性呈现与抗拉强度相反的变化趋势,时效时间为4 h时的断裂韧性值最低,仅为20 MPa·m^1/2。根据不同时效阶段材料中析出相的演化规律,探讨了马氏体时效钢的力学行为与析出相的关系。     

珠光体耐热钢与奥氏体不锈钢的焊接

奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)和珠光体耐热钢(12Cr12Mo)焊接时,用在珠光体耐热钢的坡口表面堆焊过渡层或附加中间过渡段的方法,可以得到奥氏体和少量铁素体的双相组织的焊缝,焊接接头在500℃以上的条件下工作,提高焊接接头的热持久强度,取得较好的使用效果。     

冷却-等温-冷却处理过程硼的晶界偏聚

用径迹显微照相技术研究了含硼 10× 10 - 6和 30× 10 - 6的 Fe- 40 % Ni合金在模拟冷却 -等温 -冷却处理过程后硼的晶界偏聚特征。结果表明 ,在从 115 0℃以 2℃ / s冷速分别冷却到 110 0℃ ,10 0 0℃ ,90 0℃ ,80 0℃和 70 0℃保温 2 min,然后再以 2℃ / s冷速冷却到 6 0 0℃水淬的冷却 -等温 -冷却过程中 ,硼在晶界会形成明显的偏聚 ,晶界偏聚量随等温温度的下降先有所减少后增加 ,最低值在 10 0 0℃左右出现。含硼 10× 10 - 6 合金在 80 0℃以上温度等温后冷到 6 0 0℃时 ,试样晶界偏聚包括连续硼偏聚带及一定量含硼析出相 ,其它试样沿晶硼偏聚带中硼主要以析出相形式存在。实验还观察到在晶内亚晶界上也有明显的硼偏聚存在 ,并在偏聚带两侧存在有贫硼区。在晶粒晶界与亚结构相交处 ,硼原子优先偏聚在晶粒晶界上     

关于隔离开关各种常见故障的分析及措施

奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)和珠光体耐热钢(12Cr12Mo)焊接时,用在珠光体耐热钢的坡口表面堆焊过渡层或附加中间过渡段的方法,可以得到奥氏体和少量铁素体的双相组织的焊缝,焊接接头在500℃以上的条件下工作,提高焊接接头的热持久强度,取得较好的使用效果。     

4Cr5MoVSi钢氮化层组织结构的研究

以金相、透射电镜,电子衍射、X射线衍射及微区成分分析等综合方法研究了4Cr5MoVSi钢渗氮层中氮化物的类型、分布、形貌及微区成分沿渗层的变化规律。结果表明,化合物层的ε、γ基体上弥散析出CrN、Mo_2N和VN合金氮化物。扩散层内弥散析出的合金氮化物多分布在碳化物较多的原马氏体界面及碳化物与α的边界上。脉状组织形成的原因是合金元素和氮原子在原奥氏体晶界偏聚形成合金氮化物。控制渗氮工艺可减轻脉状组织为细小的颗粒状。由于大量氮原子溶入合金化的α相,使α晶胞膨胀晶面间距增大。     

时效温度对0Cr17Ni4Cu4Nb钢组织及力学性能的影响

以0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢为研究对象,分析了不同时效温度对其显微组织和力学性能的影响,并对试样断口特征进行了观察分析。结果表明:随着时效温度的升高(480~550℃),材料的抗拉强度σb和屈服强度σp0.2呈逐渐下降的趋势,而材料的断面收缩率Ψ和伸长率δ5呈逐渐上升的趋势;材料的冲击韧性aku受时效温度的影响比较明显,呈逐渐上升的趋势,其中在550℃时aku达到213.4(J·cm-2)。同时由断口观察分析结果显示,时效温度为550℃时拉伸断口的放射区最小,其塑性最好;冲击断口塑性变形最为明显,纤维区和剪切唇区所占的比例最大。0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢随着时效温度的升高,淬火马氏体基体开始回复、再结晶,逆转变奥氏体开始生成并长大,导致材料中的残余奥氏体含量增加,而残余奥氏体的存在有利于0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢保持良好的塑性和韧性。