添加Nb对Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr合金高温蒸汽氧化行为的影响

本文熔炼了Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-xNb（x=0、0.15、0.50、1.00，wt.%）合金，并制备成板状样品。采用TG-DSC研究了4种锆合金在模拟LOCA工况下800~1200 ℃的抗高温蒸汽氧化行为和相变行为，利用金相显微镜分析了氧化样品横截面的显微组织。结果表明，4种锆合金的抗高温蒸汽氧化性能并没有随Nb含量的变化呈单一的变化规律，其氧化动力学大多为线性规律，只有添加0.5%Nb的合金在1000 ℃的氧化动力学发生了两次转折，由线性规律转变为幂指数规律再转变为线性规律；锆合金中基体的相转变温度随着Nb含量的增加而降低，而其氧化物的相变行为并没有随Nb含量的变化呈单一变化趋势，这说明Nb含量对锆合金氧化物的相变行为的影响比对合金相变行为的影响复杂。氧化温度为800 ℃、1000 ℃和1200 ℃时，氧化样品截面组织分别为：ZrO2和α-Zr(O)，ZrO2、α-Zr(O)和原β-Zr层，ZrO2和α-Zr(O)； 800 ℃氧化样品截面各层组织的厚度占比基本不随Nb含量发生变化；1000 ℃氧化样品截面α-Zr(O)层的厚度占比随Nb含量的增加而增大，原β-Zr层的厚度占比正好相反，出现了指状侵入的α-Zr(O)。1200 ℃氧化样品截面显微组织厚度占比随Nb含量的变化比较复杂。这说明Nb有促进β→α-Zr(O)转变的作用。     

新型医用β-Ti13Nb13Zr合金组织

研究了β-Ti13Nb13Zr合金的热处理工艺过程和不同热处理时的组织。利用光学显微镜和X射线衍射等手段分析了热处理工艺对合金组织的影响规律。结果显示，合金铸态和固溶处理的组织为β相，均匀化和固溶＋时效处理后组织为β相、α相和ω相，改变时效温度和时效时间可以有效地控制不同相的含量。     

Ti-13Nb-13Zr合金棒材试制工艺及力学性能

制备了外科植入物Ti-13Nb-13Zr合金。研究了Nb、Zr元素的添加方式,不同热处理制度及加工变形量所引起的力学性能变化规律。结果表明,Nb、Zr元素采用高Nb、Zr合金的添加方式是可取的;合金在β相区固溶处理的硬度值略高于在α+β两相区固溶处理的硬度值;时效制度为510℃、6h,以及加工变形量大于50%时,材料综合性能最好。     

锻态及β相空冷态Zr-2.5Nb合金的显微组织特征（英文）

应用基于场发射扫描电镜的电子背散射衍射(EBSD)和电子通道衬度(ECC)成像技术,并结合透射电镜(TEM)及显微硬度测试等表征手段,对锻态及β相空冷态Zr-2.5Nb合金的显微组织(包括微区成分、形貌、晶界特征、相间取向关系等)进行表征。研究发现,锻态Zr-2.5Nb合金的显微组织由等轴或板条状α晶粒及连续网状β-Zr薄层构成。经过β相空冷后,转变成典型的网篮状魏氏组织,α板条间为纳米级的残余β-Zr。取向分析证实,β相空冷过程β→α转变严格遵循Burgers取向关系。相对于锻态样品,β相空冷样品的硬度显著增加,这与其α板条尺寸及β-Zr片层厚度的减小以及大角度晶界比例的增加有关。     

含Nb或Cu的锆合金显微组织研究

用TEM和SEM研究了含少量Nb或Cu的锆合金显微组织,结果表明:在微量Fe元素存在时,添加适量Cu元素,会促使低于α-Zr中平衡固溶含量的Nb元素与Fe元素优先析出形成沉淀相,致使α-Zr中Nb的固溶含量更低;若增加Cu元素含量,因Zr_2Cu第二相富集消耗了Fe元素,反而使Nb元素不易析出。在Zr-1.0Cu合金中加入适量的Nb元素,可以细化Zr_2Cu第二相的尺寸,促使其分布更加均匀。在大量Nb稳定的β-Zr第二相存在的情况下,添加的少量Cu会富集在β-Zr第二相中,而不会以Zr_2Cu第二相形式析出。     

Zr-2.5Nb合金在550℃/25MPa超临界水中腐蚀时的氢致α/β相变

Zr-2.5Nb合金经a相水淬及冷轧变形后,再经过580℃/5 h和650℃/2 h的热处理,在静态高压釜中进行550℃/25 MPa超临界水腐蚀实验.用电子显微镜研究了腐蚀前、后合金基体的显微组织.结果表明在550℃/25 MPa超临界水中腐蚀到一定程度后,合金基体内会形成氢稳定的β-zr相,同时合金元素Nb扩散进入该相,形成富Nb/H的β-Zr相.该相在降温过程中发生分解,形成ZrHx、α-Zr和Nb含量不同的Zr-Nb相组织.     

Ti60Cu14Ni12Sn4Nb10合金等温退火过程中的相变研究

通过水冷铜模吸铸法制备出了Ti60 Cu14 Ni12Sn4 Nb10复相合金.对合金在不同温度下等温退火过程中的相转变及显微结构演化进行了研究.结果表明,该合金的显微组织主要由β-Ti枝晶相、纳米晶化相和少量非晶相组成.在450℃退火时,合金中有ω-Ti和面心立方结构的Ti形成;而在550℃退火时ω-Ti消失,同时由于非晶相发生了晶化,基体中有TiNi相析出,该晶化相在高于715℃时,转变为稳定的Ti2Ni相;当温度达到795℃时,合金中的β-Ti枝晶相转化为α-Ti.     

Ti-13Nb-13Zr表面多孔梯度合金的制备及性能研究

利用放电等离子烧结（SPS）技术制备了中间致密、表面多孔的Ti-13Nb-13Zr梯度合金,研究了烧结温度（950~1200 ℃）对梯度合金组织演变、界面结合、表面孔隙特征、力学及体外矿化性能的影响。结果表明：随烧结温度的逐步上升,梯度合金中α-Ti相减少,β-Ti相增多,组织逐渐连续均匀分布,晶粒得到细化,中间基体与多孔层界面呈连续过渡且形成良好的冶金结合,表面多孔层孔隙率下降而平均孔径减小;梯度合金抗压强度值随烧结温度升高呈先增大后降低趋势,而弹性模量值变化不大;综合分析,烧结温度为1150 ℃时,制备的表面多孔梯度合金不仅具有良好的力学性能（抗压强度893MPa,弹性模量16GPa）,而且具有适宜的孔隙参数（孔隙率34.7%,平均孔径340.9μm）及优异的类骨磷灰石形成能力与体外矿化性能。     

微量元素(Hf/Ta/Nb)添加对近α-Ti合金高温抗氧化性能的影响

利用"团簇加连接原子"结构模型解析典型高温近α-Ti合金Ti 1100成分,进而在此基础上添加Hf、Ta和Nb元素进行合金化,形成成分通式[Al-(Ti_(13.7)(Zr/Hf)_(0.3))](Al0.69Sn_(0.18)Si_(0.12))(Mo/Ta/Nb)_(0.03))。合金组织结构分析和高温抗氧化性结果表明:Hf元素的添加并未改变合金的结构和组织,在此基础上,不同配比的Ta和Nb替代Mo时合金由片层转变β组织转变为等轴α组织;系列合金在800℃下,Hf替代Zr后合金的抗氧化能力显著提高,Ta和Nb进一步合金化后合金的抗氧化能力进一步增强,其100 h后的氧化质量增加约为(2.2±0.2)mg/cm~2。     

放电等离子烧结温度对Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金显微组织和力学性能的影响

利用放电等离子烧结技术(SPS)制备Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr(TNTZ)合金,研究烧结温度对合金致密度、显微组织及力学性能的影响。结果表明:在950~1150℃烧结温度范围内合金具有较高的致密度和抗压强度,合金由β-Ti相与Ti-Nb-Ta-Zr固溶体形成的混合基体组织及少量未熔化的Nb、Ta、Zr金属颗粒组成。随着烧结温度的升高,合金致密度和抗压强度呈增大趋势,合金中混合基体组织尺寸越来越大且不断融合联结,难熔金属颗粒数量越来越少且尺寸越来越小。合金压缩弹性模量在58~60GPa之间,说明具有良好的力学相容性,烧结温度变化对其影响较小。     

离子渗氮对2Cr13钢疲劳性能的影响

对2Cr13不锈钢离子渗氮后的疲劳性能进行试验研究，结果表明，离子渗氮后，材料的表面性能得到改善并能造成沿氮化层有利的应力分布是其疲劳强度显著提高的主要原因。     

离子氮化对2Cr13钢冲蚀磨损性能的影响

对2Cr13不锈钢离子氮化后的冲蚀磨损性能进行试验研究，结果表明，离子氮化后，表面硬度的大幅度提高是其冲蚀磨损抗力显著提高的主要原因。     

2Cr13汽轮机叶片断裂分析

利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线波谱仪(WDS)以及金相显微镜等仪器对某电厂汽轮机末级叶片断裂断口的宏观形貌、微观形貌、微区元素成分以及断口附近的金相组织进行了较详细的观察与分析,并结合叶片的服役条件和环境最后推断:该叶片发生的断裂主要是由于晶间应力腐蚀所致。     

Ni含量对Cr13Ni5Si2／γ合金高温耐磨性能的影响

研究了Ni含量对镍基固溶体（γ）增韧Cr13Ni5Si2三元金属硅化物合金组织及高温耐磨性的影响。结果表明，Cr13Ni5Si2／γ合金硬度及Cr13Ni5Si2初生树枝晶体积分数均随Ni含量的增加而降低。由于Cr13Ni5Si2的高硬度与Ni基固溶体γ高强韧性配合，Cr13Ni5Si2／γ合金在600℃高温滑动磨损条件下，表现出优异的耐磨性能并随合金中Ni含量增加而迅速增加。合金高温滑动磨损过程主要受Cr13Ni5Si2初生树枝晶的破碎与脱落过程控制。     

2Cr13钢的调质处理

对2Cr13钢采用880℃水淬然后560～620℃回火的工艺而非传统工艺进行调质处理。结果,钢的力学性能可满足产品的设计要求,并能减小工件的淬火畸变和使之不易淬裂。该工艺已成功应用于生产。     

2Cr13钢的表面气体渗氮处理

用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射(XRD)仪及显微硬度计对经气体渗氮处理的2Cr13钢试样进行了组织结构分析,并利用销-盘摩擦磨损试验机对渗氮的盘与未渗氮销摩擦副进行摩擦磨损试验.结果表明,520℃×20 h渗氮可使2Cr13马氏体不锈钢的渗氮层深度达到165 μm,处理后试样的显微硬度约为处理前的2.5倍.处理后试样的耐磨性能得到了较大的提高,渗氮盘试样的磨损表面未出现裂纹,而未渗氮销的磨损表面存在严重的裂纹.     

离子渗氮对2Cr13不锈钢磨损及冲蚀行为的影响

对2Crl3不锈钢在530℃进行了5h离子渗氮;采用自行设计的旋转冲蚀磨损装置研究了经离子渗氮的2Crl3不锈钢在液-固两相介质中的冲蚀行为;通过球-盘磨损试验研究了离子渗氮对2Crl3钢耐磨性能的影响;测定了试样表面的显微硬度和冲蚀失重,并用扫描电镜观察分析了冲蚀和磨损后试样表面的形貌。结果表明,离子渗氮可显著提高2Crl3不锈钢的表面硬度和耐磨性,但由于氮化铬在渗氮层中的析出,损耗了铬,从而显著降低钢的耐冲蚀性能。     

2Cr13Ni2不锈钢零件的失效机制分析

采用金相检验、扫描电镜和能谱分析技术研究了2Cr13Ni2不锈钢螺母的开裂失效机制.结果表明,开裂螺母的组织粗大,晶界处的碳化物和硫化物引起了晶间腐蚀,裂纹萌生于粗晶间腐蚀部位,导致该螺母发生沿晶脆性断裂.     

2Cr13钢机械性能的回归分析

本文利用电子计算机,对长期生产中积累的大量2Cr13钢机械性能数据进行了回归分析。建立了性能之间显著性很高(α=0.01)的回归方程。可辅助设计、指导生产。     

2Cr13钢活塞杆淬火裂纹分析

在生产2Cr13马氏体不锈钢活塞杆时发现,已锻成形的部分有一段被加热到锻造温度范围内,在后续锻造中变形很小甚至没有变形,且淬火时产生了裂纹。经试验分析是由于该段晶粒粗大,淬火时组织应力超过该段的材料强度所致。