新型超级奥氏体不锈钢654SMO偏析行为及均匀化工艺

利用Thermo-Calc热力学软件、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)研究了超级奥氏体不锈钢654SMO铸锭的枝晶形貌、元素偏析、析出相等偏析和析出特征,根据合金相图和均匀化扩散动力学曲线提出了超级奥氏体不锈钢654SMO的均匀化处理制度。通过对不同制度均匀化处理后试样的枝晶形貌、残余偏析指数和析出相的分析并结合锻造试验验证,确定了超级奥氏体不锈钢654SMO的合理均匀化工艺。结果表明,超级奥氏体不锈钢654SMO在凝固过程中钼元素偏析最严重,铸锭中心偏析程度大于边缘;钼主要偏聚于枝晶间并促进σ相析出。经1 280℃均匀化处理16 h后,元素偏析基本消除,枝晶充分消融,析出相充分回溶,热塑性得到了显著提升。     

GH586合金铸锭均匀化处理的试验研究

GH586合金由于合金化程度高,特别是W、Mo、Ti等元素含量较高,铸锭成分偏析严重,组织不均匀,以致合金的变形抗力大,热加工塑性差,锻造成形困难.对GH586合金铸锭均匀化处理前后的微区成分、晶间组织、热塑性进行了综合研究和分析,结果表明该合金铸锭经1200℃高温长时间均匀化处理后显著降低合金元素的枝晶偏析程度,同时随着均匀化时间的延长,晶间碳化物逐渐细化、球化、趋向于均匀弥散分布,从而大幅度提高了合金铸锭的热加工塑性.     

成分与冷却速率对高硅不锈钢凝固模式的影响

 高硅奥氏体不锈钢因其较高的Si元素含量所表现出的优异耐蚀性能而成为制酸行业普遍应用的一种特殊钢种。然而,高含量Si元素的加入会引发铸造缺陷和成分偏析加剧以及钢中析出相增多,热加工过程中易产生热裂纹等问题。高硅奥氏体不锈钢凝固过程中δ铁素体的含量、形态和分布与合金化学成分和热加工历史紧密相关,其室温组织取决于析出相的析出顺序和随后的固态相变,因此,奥氏体不锈钢的凝固模式势必会影响合金的热塑性。为此通过调整高硅奥氏体不锈钢中Si元素与Cr元素的含量,采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、JMatPro软件计算等方法,探究了合金成分变化与冷却速率对高硅奥氏体不锈钢凝固模式的影响,并对经典铬镍当量算法进行了评估。结果表明,Schneider铬镍当量算法相较于Rajasekhar铬镍当量算法对大多数合金的凝固模式预测较为准确;随着合金中Si元素与Cr元素含量的提高,合金凝固模式由AF模式转变为FA模式,合金凝固过程中经历更多的“δ→γ”固态相变,其中质量分数为6.0%Si成分的合金对应的δ铁素体增幅减缓;随着质量分数为5.0%的Si铸锭冷却速率的提高,合金凝固模式由AF模式转变为A模式;Hammar and Svensson凝固路线判据可以准确预测高硅奥氏体不锈钢的初始析出相。研究为合理制定高硅奥氏体不锈钢的合金成分与成形工艺提供理论依据。     

GH586合金铸锭均匀化处理的试验研究

GH586合金是我国为满足航天工业发展而自行研制的一种新型镍基变形高温合金。该合金由于合金化程度高，特别是W、Mo、Ti等元素含量较高，铸锭成分偏析严重，组织不均匀，以致合金变形抗力大，热加工塑性差，锻造成型困难。本文对GH586合金铸锭均匀化处理前后的微区成分、晶间组织、热塑性进行了综合研究和分析，结果表明：该合金铸锭经1200℃高温长时间均匀化处理后显著降低合金元素的枝晶偏析程度，同时随着均匀化时间的延长，晶间碳化物逐渐细化、球化、趋向于均匀弥散分布，从而大幅度提高了合金铸锭的热加工塑性。     

700℃超超临界锅炉材料617B合金铸态组织及均匀化工艺

利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析对采用真空感应熔炼和保护气氛电渣重熔双联工艺生产的617B合金电渣锭进行组织分析、析出相和元素偏析情况研究.依据残余偏析指数模型通过Dictra热力学软件计算提出七种不同的均匀化制度,并结合均匀化后的组织分析和热模拟压缩试验,确定了617B合金的最终均匀化制度.结果表明:经双联工艺生产的617B合金电渣锭中存在枝晶和元素偏析,其中Mo和Ti是主要的偏析元素;电渣锭组织的晶内存在较多的块状碳化物,表现为多种碳化物共生生长.经过1210℃保温48h均匀化处理后,枝晶和元素偏析基本消除,晶内的块状碳化物部分溶解,且均匀化后的合金表现出良好的塑性.      

镍基高温合金GH4151的偏析及相析出行为

摘要：利用电子探针(EPMA)、场发射扫描电镜（SEM）及差热分析（DTA）研究了GH4151合金的元素偏析行为、铸态组织特征以及析出相种类,并对合金凝固过程进行讨论。结果表明：GH4151合金凝固过程中,W元素偏聚于枝晶干,Mo、Nb、Ti元素偏聚于枝晶间,Co、Cr、Al元素几乎不发生偏析,Nb、Ti元素偏析较重。GH4151铸锭心部为粗大的等轴晶,主要析出相包括强化相γ′相、一次碳化物、η相、（γ+γ′）共晶相以及Laves相,其中枝晶间分布的η相、（γ+γ′）共晶相和Laves相为低温脆性相在凝固末期形成,扩大了合金的凝固区间,从而导致合金热裂敏感性增加。     

UNS N10276合金电渣重熔凝固组织及成分偏析研究

研究了UNS N10276合金大规格电渣重熔锭铸态组织、合金元素偏析行为以及合金中析出相的析出规律,并结合热力学计算系统分析了电渣重熔凝固组织及偏析的形成原因。研究结果表明,UNS N10276合金电渣锭具有典型枝晶组织,电渣锭头部的二次枝晶间距明显大于尾部。合金在凝固过程中,Mo、Mn、Si、C等元素富集于枝晶间,属于正偏析元素;Fe、W、Cr等元素富集于枝晶干,属于负偏析元素。Mo是偏析最严重的元素且在电渣锭头部偏析量最大。UNS N10276合金电渣锭中的主要析出相为枝晶间和沿晶界分布的大尺寸μ相和M6C碳化物相。Mo元素是析出相主要形成元素,且在电渣锭头部析出数量多,析出相尺寸大。因此,为改善UNS N10276合金冶金质量及其热加工性能,在成分设计和实际生产中应尽量减少Mo元素偏析,并尽可能地减少其析出相的形成。     

镍基耐蚀合金C-276铸锭元素偏析和均匀化工艺

利用光镜、扫描电镜和能谱仪等显微组织分析方法研究了镍基耐蚀合金C-276经真空冶炼+电渣重溶后铸锭的枝晶特点和元素偏析情况,根据残余偏析指数模型计算结果选取了四种均匀化实验制度,并通过均匀化实验后的组织分析和Gleeble1500试验机热模拟锻造实验验证,最终确立了适合C-276合金的均匀化工艺.结果表明:合金中偏析程度最严重的元素为Mo;在选取的四种均匀化制度中,采用1170℃下加热20h的处理方式不仅可以较好地实现成分均匀化,还能保证晶粒尺寸不过度长大,从而确保合金的热加工塑性,是最为合理的均匀化制度.实验也证明利用残余偏析指数模型,计算结果与实验结果基本吻合,在预测和评价C-276合金均匀化工艺上是可信的.     

Cr和Si元素对奥氏体不锈钢组织构成及凝固路线的影响

以316Ti奥氏体不锈钢为基础,设计不同Cr和Si元素含量的合金成分,结合Thermal-Calc热力学模拟计算与合金铸锭凝固组织形貌、成分分析,研究了Cr和Si元素对合金凝固组织构成的影响。研究结果表明,热力学计算能够获得奥氏体不锈钢中析出δ相的临界Cr和Si含量。合金凝固时的元素偏析和冷却过程中的“δ→γ”相变可对δ相析出预测产生一定影响。此外,本工作还针对δ相析出评价了两种凝固路线判据。      

Fe-5Mn-2Al-0.15C中锰钢连铸凝固偏析及粒子析出行为

为研究Fe-Mn-Al-C系中锰钢连铸凝固偏析及粒子析出特性,采用光学显微镜观察Fe-5Mn-2Al-0.15C中锰钢的显微组织,并通过Thermo-Calc热力学软件研究了其凝固模式、溶质元素偏析及粒子析出行为。结果表明,该中锰钢铸锭的显微组织主要为板条状马氏体,且含有少量铁素体;其凝固模式为L→L+δ→L+δ+γ→δ+γ→γ;Al元素的平衡分配系数大于1,发生负偏析,偏聚到δ-铁素体枝晶内部;而Mn、Nb、V、S等溶质元素发生正偏析,均偏聚到枝晶间。AlN主要在枝晶内析出,其析出温度为1 448 ℃;MnS、Nb和V的富集物主要在枝晶间析出,且MnS和Nb的富集物均在1 400 ℃以上开始析出,而V的富集物的析出温度为760 ℃。     

GH907合金铸锭均匀化热处理

为了系统研究GH907合金铸锭枝晶间Laves相的固溶规律和铸锭中铌元素的扩散规律,以指导生产实践。以抚顺特钢生产的GH907合金508 mm铸锭为研究对象,利用光学显微镜、扫描电镜等手段,系统研究了GH907合金铸锭不同温度和时间下的均匀化情况。结果表明,GH907合金铸锭枝晶间Laves相的最佳扩散温度为1 160 ℃,扩散10 h以上Laves相可以完全消除;同时计算得知,GH907合金铸锭中铌元素在1 160 ℃下的表观扩散系数为D＝0.488 55×10-14 m2/s;理论计算表明,在1 160 ℃下处理56 h后,GH907合金中铌元素的残余偏析指数δi可以达到0.02。     

GH350合金铸锭元素偏析及其均匀化热处理

 利用光学显微镜、扫描显微镜及能谱仪,研究了经双联真空(VIM+VAR)冶炼生产的130mm自耗锭GH350合金铸态和不同均匀化过程中显微组织和元素偏析的规律。结果表明,铸态GH350合金中存在复杂的第二相组织和严重的枝晶偏析,Nb、Ti、Ta等溶质元素大量偏聚于枝晶间的Laves相等第二相中,而Cr、Mo等元素则偏聚于枝晶干。并且发现铸态GH350合金经1180℃×40h炉冷后,枝晶偏析基本消除,合金成分基本均匀。     

Segregation of Niobium During Electroslag Remelting Process

 Experiment was carried out after the process parameters were calculated by the model previously established. The relationship between interdendritic spacing and local solidification time (LST) mainly determined by process parameters was exposed. Furthermore, the extent of segregation was studied. The results indicate that LST and interdendritic spacing are the largest and the amount of Laves phase as a result of the niobium segregation is the highest in the center of the ingot, whereas the opposite results are obtained at the edge of ingot. The extent of element segregation and the amount of Laves phase can be reduced when appropriate parameters are used. Therefore, the duration of subsequent homogenization treatments for 718 is shortened and the alloy quality is improved.     

超级奥氏体不锈钢254SMo的均质化工艺研究

试验用超级奥氏体不锈钢254SMo(/%:0.011C,0.30Si, 0.46Mn, 20.25Cr, 17.75Ni, 6.13Mo, 0.64Cu, 0.212N)采用20 t电弧炉+AOD+LF精炼的工艺冶炼，研究了254SMo钢的铸态组织，发现枝晶间存在大量的析出相，其临近冒口钢锭头部中心的析出相尺寸最大，且呈网状分布。钢锭经1240℃8～40 h均质化处理后，锻造成Φ204 mm棒材，检验其析出相数量和点腐蚀速率。试验结果表明：随着均质化时间的延长，其析出相尺寸减小，数量减少，钢的点腐蚀性能提高；均质化12 h+镦粗拔长+均质化12 h为最优均质化工艺。     

磁场搅拌方式对Sn-11％Sb合金凝固组织与偏析的影响

中心偏析是钢连铸坯的常见缺陷,严重影响了产品的质量。电磁搅拌是对金属凝固过程进行控制、改善连铸坯质量的有效手段,旋转磁场电磁搅拌在钢的连铸过程中已得到广泛的应用,但螺旋磁场电磁搅拌的研究鲜见报道。以低熔点合金模拟钢的凝固过程,对采用不同电磁搅拌方式改善中心偏析缺陷的效果进行了模拟对比试验。研究了螺旋磁场电磁搅拌和旋转磁场电磁搅拌对Sn-11%Sb二元合金凝固组织的影响,并与常规条件下的凝固组织进行对比。试验结果表明,在相同电磁搅拌参数下,螺旋磁场电磁搅拌比旋转磁场电磁搅拌更能减小铸锭上下部成分之间的差异,细化晶粒,更好地促进铸锭成分均匀化效果。     

中锰钢高温热塑性研究

摘要：采用真空感应炉熔炼中锰钢,经铸铁模冷却至室温铸锭内部存在大量的微观裂纹,实验表明中锰钢高温热塑性极差。而采用铸铁模冷却至700℃后,置于700℃马弗炉随炉冷却至室温铸锭内部微观裂纹消失。将试样经过热轧锻造后,中锰钢的热塑性较为良好。研究表明铸锭中柱状晶发达以及凝固过程产生的微观裂纹是造成热塑性极差的主要原因,铸铁模快冷引起的热应力和铸锭完全凝固700℃以后相变应力是造成铸坯内部裂纹的主要因素。生产过程推荐采用结晶器、二冷段相对弱冷工艺措施降低铸坯产生裂纹风险性。     

06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的DTA试验与组织分析

 根据铬当量、镍当量的计算结果推断了06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的凝固模式,并采用差热分析技术（DTA）对06Cr19Ni10奥氏体不锈钢在10和30℃/min的加热冷却速度下的凝固过程进行了研究,对DTA曲线中的吸热峰和放热峰进行了分析,并采用激光共聚焦显微镜（LSCM）和扫描电子显微镜（SEM）对样品进行了测定。分析结果表明：06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的实际凝固模式为FA型,即铁素体奥氏体型。随着冷却速率的增加,奥氏体形核率增大,残余的δ铁素体在形态上更加细小分散。该研究结果对实际生产中改善铸坯组织,提高铸坯质量具有着一定的意义。     

半连续铸造7136超高强铝合金的组织特征及均匀化处理工艺

以半连续铸造7136铝合金为研究对象, 以铸态组织分析为基础, 采用双级均匀化. 结果表明: 与其他7×××系铝合金相比, 7136铝合金铸态组织没有明显的层片状α(Al)+T共晶相的特征, 也没有发现S相的存在. 基体中的弥散相为微米级的圆形或棒状MgZn₂相, Mg元素和Zn元素随着液态合金的凝固, 在Al基体中以MgZn₂相的形式析出, 为了平衡Mg元素和Zn元素的分配系数, Mg元素和Zn元素从液态向固态迁移, 这也是使得晶内Zn元素和Mg元素偏高的原因. 经过462℃, 24 h单级均匀化, 残留相大致消除. 随着均匀化时间的延长, 残留相有减少的趋势, 但作用相对较小. 经过450℃, 24 h+470℃, 24 h双级均匀化, 差示扫描量热法获取的峰值非常小, 晶间除了少量高熔点Al₇Cu₂Fe相残留, Al₂Cu等其他相已基本消除, 均匀化效果显著.