铸造镍基高温合金M963的显微组织研究

研究了经 16 5 0℃高温熔体处理后的铸造镍基高温合金M96 3在铸态和热处理态的显微组织 ,测定了其室温和高温拉伸性能。结果表明 ,M 96 3合金在铸态下具有良好的塑性 ,组织由γ固溶基体、γ 析出相及分布在枝晶间的γ +γ 共晶和细小骨架状MC碳化物组成 ;经 12 10℃× 3 5h空冷处理后 ,沿晶界、枝晶界析出方块状M6C碳化物 ,在晶内析出针状M6C碳化物 ,导致拉伸性能尤其是高温拉伸性能显著降低。     

高温精炼处理对铸造镍基高温合金组织与性能的影响

研究了高温精炼处理对铸造镍基高温合金组织与性能的影响.普通铸造镍基合金枝晶组织粗大,晶界碳化物呈链状分布,晶内碳化物呈草体汉字状密集分布于枝晶间,是合金塑性低的主要原因.经高温精炼处理后,合金的枝晶组织细化,晶界及枝晶间的碳化物数量减少,γ γ共晶相数量增加,晶界碳化物呈不连续质点状分布,晶内碳化物的密集程度下降,拉伸塑性和蠕变(持久)寿命得以明显提高.经1 650℃,5 min高温熔体处理后,合金室温延伸率由3.5%提高到9.2%,700℃高温塑性由2.0%提高到8.0%,900℃高温塑性由2.8%提高到9.6%,蠕变寿命由34 h提高到52 h,蠕变塑性由4.3%提高到6.11%.推荐的最佳高温精炼处理制度为1 650℃保温4 h.分析了高温精炼处理对合金液态结构、凝固组织与性能的影响机理.     

热处理对M963合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了不同热处理工艺对M963合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明，经1210℃，4h空冷固溶处理后，合金的强度升高，但塑性降低，尤其是在高温(900℃)时塑性降低幅度更大：固溶处理后再进行850℃，16h炉冷时效，强度进一步提高，高温塑性获得恢复，但室温塑性进一步降低。扫描电镜观察发现：合金在l210℃，4h空冷固溶处理过程中，初生MC碳化物发生转变，并在晶界和枝晶间析出M6C碳化物；在固溶处理后的空冷过程中，从γ溶体基体中析出细小γ相；经850℃，16h低温时效后，γ充分析出并长大。断口形貌分析表明不同热处理状态的合金，其断裂机制不同。根据位错与强化相之间的相互作用理论讨论了这种热处理工艺对室温和高温拉伸性能的不同影响规律。     

微量TiC/ZrC对TZM合金室温及高温性能与组织的影响

采用粉末冶金方法制备Mo-Ti-Zr-TiC/ZrC合金,研究微量TiC/ZrC对合金性能与组织的影响。结果表明,添加微量TiC/ZrC后合金性能得以明显提高,TiC/ZrC添加量为0.4%(质量分数,下同)时,合金室温抗拉强度分别达到最高值。同时,微量TiC/ZrC显著提高了合金的高温强度,添加的微量碳化物粒子促进了合金高温拉伸过程中韧窝的形成,使合金高温拉伸由穿晶解理和韧窝断裂的混合断裂模式向韧窝断裂转变。     

铸态U-10%Mo合金的高温力学性能及其显微结构

采用真空熔炼法制备了铸态U-10%Mo合金,研究了该合金的室温和高温下的拉伸性能。结果表明,合金的拉伸断裂极限强度随温度的升高呈下降趋势。铀钼合金在室温下发生脆性沿晶断裂,高温条件下则发生韧窝型沿晶断裂和撕裂型沿晶断裂,这是由断口晶界处聚集的大量铀的氧化物和碳化物造成的。     

浇铸制度对K4750合金室温拉伸性能的影响

K4750合金是一种新型铸造镍基高温合金，在700～750℃具有较为优异的力学性能，有望代替K4169合金使用。但是K4750合金的室温拉伸塑性波动性较大，合金室温拉伸性能、凝固组织和浇铸制度之间的关系尚不明确。本工作采用不同的浇铸温度和型壳冷却条件制备了多组K4750合金试棒，采用单轴拉伸测试了合金的室温拉伸性能，评价了合金室温拉伸性能对浇铸温度和型壳冷却速率变化的敏感性，并通过组织表征进行了机理阐述。结果表明，浇铸温度降低，合金晶粒尺寸显著减小，合金屈服强度小幅提高，塑性保持稳定；而当型壳冷却速率降低后，合金室温拉伸断后延伸率显著下降。这主要是由于型壳冷却条件显著影响了MC碳化物的析出特征。当冷却速率较低时，晶界析出粗大的长条状MC碳化物，其在应力作用下易于产生内部裂纹,加速合金晶界失效降低合金塑性。为优化K4750合金的室温拉伸性能，应重点关注型壳或铸件在浇铸后的冷却速率与晶界MC碳化物析出形态，抑制粗大晶界碳化物产生，提高晶界塑韧性。     

熔体处理对一种Inconel 718C改型高温合金组织与性能的影响

在试验合金中,1600℃熔体处理对凝固后组织和性能产生显著影响。经1600℃熔体处理后,合金样品二次枝晶间距显著降低,元素偏析情况得到有效改善,凝固过程析出的TCP相数量明显减少,热处理后γ″析出相也更加细小均匀。熔体处理对合金室温和700℃拉伸强度影响不大,但却显著提高合金的拉伸塑性和700℃/620MPa持久性能。在1600℃熔体处理10min时,合金的综合力学性能最佳;延长熔体处理时间至15min时,合金力学性能呈下降趋势。     

固溶冷却速度对GH4586合金组织及850℃拉伸性能的影响

采用不同的热处理制度,研究了固溶冷却速度对GH4586合金组织和850℃拉伸性能的影响.研究表明,固溶冷却速度快,抑制了γ＇相的析出,时效后γ＇相尺寸在最佳尺寸范围内,M23C6碳化物沿晶界连续析出,合金高温拉伸强度高塑性低;反之冷却速度慢,γ＇相在固溶过程中大量析出,导致时效后γ＇相尺寸过大,而碳化物呈颗粒状断续分布在晶界上,合金高温拉伸强度低,塑性高.固溶分段冷却可以使GH4586合金获得合适的显微组织及高温拉伸性能.     

Ni-20Cr-18W基合金的锻态组织及拉伸性能

采用拉伸试验机研究了固溶强化Ni-20Cr-18W基热变形高温合金锻造后的室温拉伸行为,用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析了锻造前后的微观组织及拉伸断口形貌。利用X射线衍射(XRD)确定了合金中碳化物的类型。结果表明,合金铸态组织为典型的枝晶结构;锻态组织晶粒尺寸为60~70μm,晶粒度为ASTM 5级,M6C型碳化物半连续分布在晶界上。M6C型碳化物钉扎晶界,提高了合金的强度;拉伸变形使晶界上的M6C型碳化物进一步破碎,造成外载荷分布均匀性下降,影响合金的塑性。合金的室温拉伸断口为韧性等轴韧窝断裂。     

铸造用Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si高温钛合金的组织与力学性能

Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金经二次熔炼、锻造成棒材,然后再浇铸成试棒。介绍了这种合金的铸态室温及高温拉伸性能。试验表明,在600℃时的高温强度与塑性匹配较好,可用作为600℃高温结构件用。同时,分析了合金经不同制度热处理后的显微组织、室温拉伸、高温拉伸及持久性能变化。结果表明:合金在960℃×1.5 h,AC+550℃×8 h,AC处理后得到网篮组织,表现出良好的综合力学性能。     

熔体过热处理对定向凝固界面形态及稳定性的影响

介绍了固液界面形态及稳定性的判据,即成分过冷理论和绝对稳定理论;简述了国内熔体过热处理的研究;详细阐述了熔体过热处理影响定向凝固界面形态及稳定性的现象及理论研究.并对今后熔体过热处理在定向凝固技术中的研究方向作了展望.     

Temperature-induced anomalous structural changes of Al-12wt.%Sn-4wt.%Si melt and its influence on as-cast structure

The temperature dependence of the viscosity of liquid Al-12wt.%Sn-4wt.%Si was studied with a high-temperature viscosity apparatus. Anomalous changes of viscosity of the melt were found at 1,103 K and 968K in the cooling process, which indicates anomalous structural changes of the melt. It is calculated that the anomalous structural change is associated with an abrupt decrease of atomic clusters' size and activation energy in the melt.According to the temperature of the anomalous structural changes, melt heat treatment process (quenching from superheat to pouring temperature)was performed on Al-12wt.%Sn-4wt.%Si melt prior to pouring, aimed to keep the small atomic clusters from higher temperature to lower pouring temperature. The results suggest that relatively small atomic clusters at the pouring temperature in the melt could generate a deep under-cooling of nucleation in the subsequent solidification process, and refine the as-cast structure. After being quenched from superheating to pouring temperature, the relatively small atomic clusters, especially the Si-Si clusters in the melt will grow to equilibrium state (relatively big atomic clusters) with holding time, resulting in the prominent coarsening of the Si morphology in the as-cast structure.     

固溶处理对Ni-Cr-W合金碳化物的影响

采用SEM、TEM和XRD等测试方法,研究了一种Ni-Cr-W合金经不同温度（1230~1300 ℃）和不同时间（10~120 min）固溶处理后的显微组织。结果表明：经过固溶处理后,合金的析出相为富W的面心立方M6C和富Cr面心立方的M23C6。随着固溶温度升高和保温时间延长,碳化物体积分数降低。在1270 ℃, 120 min时,大部分的碳化物溶解进入基体,孪晶处的碳化物首先发生溶解。M6C与基体不存在任何位向关系,晶界上析出的M23C6(220)晶面与基体(11)晶面的夹角为30°。     

热处理工艺对离心铸造高铬铸铁轧辊组织及硬度的影响

采用了光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等仪器,研究了离心铸造高铬铸铁轧辊铸态及淬火与回火后的显微组织结构、碳化物和硬度等。结果表明:高铬铸铁轧铸态组织主要是由奥氏体+少量马氏体+(Cr,Fe)₇C₃碳化物组成,碳化物呈粗大板条状或块状,不同温度热处理后,得到回火马氏体+(Cr,Fe)₇C₃+Cr₇C₃碳化物的组织,组织中粗大板条状碳化物消失,得到细小块状或椭圆状碳化物。该高铬铸铁轧辊铸态硬度为56.0HRC左右,在950℃淬火及400℃回火处理后硬度增加到了约65.5HRC。     

Influence of melt superheat on breakup process of close-coupled gas atomization

In close-coupled gas atomization（CCGA）, the influences of melt superheat on breakup process are fundamental to obtain desired or finer powder. Based on a series of Cu atomization experiment under different superheating conditions, the influences of melt superheat on breakup process were studied. Experimental results indicate that as the melt superheat is increased to 150, 200, 250 and 300 K, the mean particle size （D50） decreases consequently to 34.9, 32.3, 30.9 and 19.7 μm. Theoretical analysis reveals that the primary breakup and secondary breakup processes are close coupled, and the melt superheat radically influences the melt properties, and plays a crucial role on governing the filming process of primary breakup and the atomization modes of secondary breakup. There exists a strong nonlinear decrease of contact angle of melt to nozzle orifice wall when the superheat is increased fi＇om 250 K to 300 K, leading to a marked fall of the film thickness formed in primary breakup, and D50 of copper powders is therefore sharply reduced. However, the log-normal distribution feature of particle size has not been substantially improved.     

真空压铸Mg-7Al(-2Sn)合金组织性能研究及第一性原理计算

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射、差热分析及拉伸试验比较分析了2%Sn(质量分数)对真空压铸和固溶态Mg-7Al合金的组织与力学性能的影响。结果表明,向Mg-7Al合金中添加2%Sn元素后,能够细化晶粒,抑制Mg17Al12相的生长,在组织中形成新相Mg2Sn,其以颗粒状弥散分布于基体中;固溶处理后Mg-7Al合金中第二相数目明显减少,AT72合金基体中仍存在细小颗粒状Mg2Sn。由于合金组织细化、第二相数量的增加,Mg17Al12相形貌改善以及具有良好热力学性质的Mg2Sn相的析出的综合作用,使得AT72合金表现出比Mg-7Al合金更好的室温及高温拉伸力学性能;固溶处理后的AT72合金表现出更为优异的力学性能,主要强化机制包括:固溶强化和弥散强化。此外,利用第一性原理计算从微观理论角度探讨了Sn合金化Mg-7Al合金力学性能改善的原因。     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF P/M TiAl ALLOYS AND THE TEMPERATURE EFFECT

1.IntroductionTitaniumaluminideintermetalliccompounds,especiallythegamma~baseTiAlajloysarefoundtobeapromisingcandidateforhightemperatureapplicationsduetotheirlowdensityjhighstrengthandhighmodulusaswellasgoodoxidationresistance.ManyeffortshavebeendevotedtothefabricationofTiAlvalvesforautomobileenginesusingtheconventionalcastingtechnology[']orareactivesinteringprocess[2,3'4].However,withtheprocessofcajstingvoidsinthemicrostructureareunavoidableandafollowingprocessofhotisostaticpressing(HIP)is…     

敏化温度对高碳奥氏体不锈钢析出行为及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、透射电镜等,研究敏化温度对高碳奥氏体不锈钢析出相数量、形态及分布情况的影响,采用拉伸试验机、冲击试验机和布氏硬度仪,分析不同敏化温度下析出相对试验钢力学性能的影响。结果表明,不同敏化温度处理后试样的显微组织均为奥氏体;但随着敏化温度的升高,奥氏体晶界处富Cr碳化物析出增多,以颗粒状和条状形态存在,晶界处析出相尺寸在100~400 nm之间。经650 ℃敏化2 h后试样的强韧性匹配良好,综合力学性能较为优异。     

42CrMoVNb高强度螺栓钢的球化退火

根据热模拟试验测得42CrMoVNb高强度螺栓钢的Ac₁、Ac₃分别为773 ℃、811 ℃,并由此设计试验钢的球化退火工艺,通过改变保温温度、保温时间对其球化退火工艺进行了研究。通过光学显微镜、扫描电镜、显微维氏硬度以及冷镦试验,对不同球化退火工艺过程中碳化物的球化演变和硬度变化进行了分析。结果表明:试验钢经Ac₁以上780 ℃短暂保温0.5 h,缓冷至710 ℃保温6 h球化退火及Ac₁以下750 ℃保温3 h,缓冷至710 ℃保温6 h球化退火后,均能得到良好的球化组织与较低的硬度,碳化物形态均趋于球状且分布均匀,具有良好的塑性和冷镦性能。Ac₁以下750 ℃球化时,保温时间越长碳化物球化越明显。