IN-SITU OBSERVATION OF δ→γ PHASE TRANSFORMATION OF AN AISI304 STAINLESS STEEL

利用共焦激光扫描显微镜原位观察了AISl304不锈钢冷却过程中高温铁素体(δ)→奥氏体(γ)相变的过程及其特征.结果表明,γ相优先在δ晶界处形成;冷却速率影响γ相的生长形态,典型形态分为块状、圆形、树枝状等;"游离"γ枝晶发生粗化,并和周围的γ枝晶聚合;相同冷却条件下,δ晶界处的γ枝晶聚合程度明显高于δ晶粒内部;二次枝晶在冷却过程中粗化,并竞争生长.利用ThermoCalc计算C元素在δ→γ相变过程中的偏析系数,以此求解δ→γ相变数学模型.     

时效+再结晶退火对镍基合金锻造混晶组织的影响

为了消减镍基合金锻件中的混晶组织，本文提出了δ相时效+再结晶退火的热处理工艺路线。δ相在时效过程中可以直接析出或者由γ″相发生相变间接析出。对含析出δ相的材料进行高温再结晶退火，然后立即水冷，可以发现时效方式和时效时间对退火过程中的组织演变存在显著影响。时效过程中直接析出的δ相主要分布在晶界，随着时效时间延长部分晶粒内部也会析出δ相，其形貌以短棒状为主。间接析出的δ相主要分布在晶粒内部以及晶界，其形貌主要为晶内长针状以及晶界短棒状。短棒状δ相在退火过程中与位错交互作用较弱，主要起到钉扎晶界的作用；而长针状δ相能够促使亚晶的形成。因此，间接时效方式有利于再结晶形核的发生，并能够有效阻碍晶粒生长避免异常长大的再结晶晶粒。     

低碳微量铌钢形变过程中动态相变的特点

用热模拟变形实验研究了低碳微量铌钢形变中的动态相变以及形变后冷却中的相变行为，透射电镜观察了Nb（CN）的析出及对铁素体晶粒截径和体积转变量的影响。结果表明：含Nb钢动态相变中铁素体形核位置依次为原奥氏体晶界、铁素体，奥氏体的相界前沿直至奥氏体晶内，随着细小的应变诱导Nb（CN）析出在基体上弥散分布，铁素体的转变量大幅增加并且其相变长大趋势得到有效抑制，使得铁素体的长大在时间和空间上均受到限制，是一个以形核为主的过程，相变完成后铁素体晶粒截径约为2舯；而形变后冷却相变工艺中铁素体的形核位置主要为奥氏体晶界以及形变带，而大量弥散分布的Nb（CN）析出对细化铁素体晶粒的作用并不明显，是一个形核长大的过程，最终得到的铁素体晶粒截径约为7μm。     

双相不锈钢加热过程中γ→δ相变的原位观察

利用共聚焦激光扫描显微镜原位观察不同升温速率下双相不锈钢中奥氏体(γ)向高温铁素体(δ)转变的全过程.结果表明,γ→δ相变存在两种转变机制:即形核-长大机制和相界迁移机制.在升温速率较高的情况下相变以形核-长大为主,在升温速率较低的情况下以相界迁移为主,多数情况下两种转变机制共存.利用固态相变形核理论分析了不同相变机制产生的原因,并通过扩散控制长大理论对δ的长大速度及其影响因素做出探讨.     

IN-SITU OBSERVATION OF NUCLEATION AND GROWTH OF HIGH-TEMPERATURE δ PHASE DURING AUSTENITE → FERRITE+LIQUID PHASE TRANSFORMATION IN AN AISI304 STAINLESS STEEL

利用共焦激光扫描显微镜原位观察AISI304不锈钢加热过程中高温占相的形核与生长．结果表明，130m-1400℃之间δ相在，γ晶界处优先析出，而δ相在γ晶粒内“爆炸”形成需在1410℃以上；δ相形成主要受控于Ni原子的扩散；提高升温速率有利于δ晶粒细化，促使δ／γ平界面失稳并出现二次枝晶．δ相析出时以非小平面为主，另可见少量的小平面δ晶体；随着相变进行，小平面状δ相呈现出边缘钝化、向非小平面转变的趋势．利用平直界面稳定临界扰动理论探讨了δ相生长界面失稳的机制，并从结晶动力学对δ相生长方式转变的原因进行了分析．     

GH4096合金在长期热暴露过程中的组织演化

基于粉末冶金René88DT合金的成分,采用新型定向凝固铸锭变形工艺研制了GH4096合金,并研究了其固溶时效热处理后在700~900 ℃长期热暴露过程中γ′相的粗化和晶界析出相的析出行为。结果表明:GH4096合金在700 ℃热暴露时具有良好的组织稳定性,晶内γ′相的尺寸稳定在70 nm左右,未发现明显的长大行为,晶界上未发现析出相;750 ℃热暴露500 h以上时,二次γ′相开始出现聚集长大现象,晶界开始出现不连续析出相,但γ′相的长大速度和晶界析出相的析出速度均比较低;800 ℃以上长期热暴露时,γ′相的粗化速度和晶界析出相的析出长大速度明显加快。长期热暴露后晶内二次γ′相的尺寸与Larsen-Miller参数近似呈线性关系,晶界析出相以M₃B₂和μ相为主。     

Al对IN718合金拉伸性能及稳定性的影响

Al对IN718合金拉伸性能及其稳定性影响的研究结果表明,在标准热处理状态下,Al增加合金中γ"和γ'相析出总量,提高合金室温和680℃的抗拉伸强度,但Al抑制晶界δ相析出,促进Laves相、M7C3相和σ相等在晶界析出,恶化合金的拉伸塑性.经680℃长期时效以后,γ"和γ'相粒子长大,其中高Al合金中析出的γ"/γ'"包覆组织"的长大速率比常规合金中的γ"相小,但两者拉伸强度下降的速度基本相同;合金晶界状态恶化,使室温拉伸塑性明显降低;强化相粒子长大,合金基体的高温强度降低,使680℃拉伸塑性升高.     

FGH97合金连续冷却过程中的γ′相析出行为

为了研究固溶冷却速度对粉末高温合金FGH97的γ′相析出行为,利用Gleeble-3800热模拟试验机以及模拟热处理炉获得了15~240°C/min的冷却速度,主要分析了不同冷却速度对二次γ′相尺寸、形貌以及力学性能的影响。研究发现,二次γ′相在冷却过程中发生析出、长大,甚至是粗化,并且其形貌、尺寸以及析出温度、析出范围主要取决于冷却速度,而时效处理几乎没有影响。在15°C/min的较低冷速下,二次γ′相发生粗化并分裂,形成0.38μm左右的方形颗粒,这些二次相周围还会析出三次γ′相;而当冷却速度达到60°C/min时,二次γ′相尺寸降至0.22μm左右,三次γ′相析出则被完全抑制。在析出相含量、尺寸以及γ/γ′错配度的共同作用下,合金强度随着冷却速度的增加呈现出先降低后升高的趋势。     

高强管线钢焊接临界再热粗晶区中逆转奥氏体的逆相变晶体学

利用Gleeble热模拟以及电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了高强管线钢焊接临界再热粗晶区(ICCGHAZ)中逆转奥氏体(γr)在不同第二道次峰值温度(760、800和840℃)下的逆相变规律及其晶体学关系.结果表明,在3个峰值温度下形成的γr体积分数依次为4.1％、8.9％和25.2％,γr优先在第一道次粗晶区的原奥氏体晶界(PAGB)处形核,其次是原奥氏体晶粒(γp)内板条束(block)的交界处.在极快的焊接加热速率下,γr倾向于以块状形式长大.晶体学研究表明,γr在PAGB处的逆相变不是自由形核,而是依托于PAGB一侧γp的晶体学取向按照近似K-S关系通过逆相变而形成,而与另一侧的γp没有确定的晶体学关系.第二道次峰值温度较低(760℃)时,γr在PAGB处形核后向非K-S关系一侧的晶粒内部长大,γr呈链状分布于PAGB处.随峰值温度的升高(800和840℃),γr向PAGB两侧同时生长.分析表明,γr在第二道次加热过程中的逆相变行为对其在后续冷却过程中的相变过程、终态组织及其韧性等有重要影响.     

Al含量对GH4169镍基合金组织及其稳定性的影响

GH4169合金中当Al含量处于合金标准范围内(0.45%)时,其晶内强化相γ″和γ′分开析出,晶界主要析出相为δ相;当Al含量为1.24%以上时,合金晶内析出γ″/γ′包覆组织",晶界δ相显著减少,而析出了大量的Laves相和少量的M7C3相及σ相.680℃,1000 h长期时效后,高Al合金中"包覆组织"长大缓慢,但晶界相数量显著增加,尺寸明显长大,而且析出了α-Cr相.随Al含量增加,这种趋势更加明显.Al含量增加显著地降低合金的室温冲击韧性,680℃长期时效后,冲击值更低.