无铬Ni-Al合金中γ'相的电解提取

镍基高温合金中通常含有一定量的铭。铬大量存在于基体γ中,少量进入γ′相。由于γ与γ′相含铬量不同,对其阳极极化行为影响较大。铬是促进合金钝化及过钝化的元素,含铬量高的基体在含氧酸根离子的水溶液中过钝化溶解电位低,含铬量低的γ′相(通常γ′相含铬<3％)过钝化溶解电位高。一般电解提取γ′相的方法就是利用这种差异。文献研究纯镍及含铬量不同的镍—铝合金,得出含铬量至少为5％时,才有可能从合金中电解分离出γ′相的结论。认为含铬低于5％的合金中γ′目的电解分离是不可能的。本文的目的就是寻找一种电解分离无铬的镍基合金     

一种镍基合金γ′相中镁的行为

本文根据实验数据,研究了一种特殊镍基合金γ′相内镁的行为。揭示了大小两种γ′相含镁量不同的本质及镁随温度变化进入γ′相的规律,并对镁提高合金持久寿命给予了初步解释。     

固溶温度对粉末镍基高温合金组织与蠕变行为的影响

通过蠕变性能测试和组织形貌观察,研究固溶温度对FGH95镍基合金组织结构与蠕变行为的影响.结果表明:经热等静压后,合金的组织结构主要由不同尺寸γ′相和γ基体组成;经1150℃固溶和油冷处理后,粗大γ′相在原始颗粒边界不连续分布,且粗大γ′相周边存在γ′相贫化区;随固溶温度提高到1160℃,合金中粗大γ′相数量和尺寸明显...     

镍基粉末高温合金的微观组织与低周疲劳性能

以镍基合金粉末为原料,通过热等静压与热挤压以及1 130℃/1 h条件下热处理,制备一种新型镍基粉末冶金高温合金,在750℃大气环境下对该合金进行低周疲劳试验,分析合金疲劳前的微观组织、低周疲劳循环应力响应行为和断口形貌。结果表明,镍基合金粉末经过热等静压后,出现原始颗粒边界,主要为粗大的γ′相和细小的碳氧化物。热等静压坯体经过热挤压并进一步热处理后,原始颗粒边界消失,晶粒细化到7.5μm左右,合金的γ′相主要有3类:晶界上的粗大γ′相、晶内近球形的中等尺寸γ′相和弥散分布的球形细小γ′相。该合金的低周疲劳断裂方式以沿晶断裂为主,断裂面的晶粒表面有不同程度的氧化。     

r’相在各种电解液中的极化行为

电解提取各种铁、镍基高温合金中γ′相的方法虽已有不少经验.但各类合金中成份不同的γ′相在各种电解液中的极化行为,从未系统研究过.为深入了解合金成份对γ′相极化行为的影响,我们选用了七种铁、镍基高温合金和常用的六种电解液,对合金基体和γ′相的电化学行为进行了系统的研究.通过试验,测出各种合金基体γ和γ′相在不同电解液中的过钝化溶解电位E_(OP)~γ和(?)、钝化电流i_P~r和i_P~r′等.为今后电解提取各类合金中的γ′相提供依据,并从中找出电解提取高温合金中γ′相的普遍规律.     

添加钨对USC 141镍基合金力学性能的影响

参照USC 141镍基合金的化学成分,进行了热力学模拟计算。计算结果表明:钨能提高M23C6和M6C的转变温度,并促进γ′相和M6C的析出。在USC 141化学成分基础上,添加钨元素取代部分钼元素,设计了一种试验型镍基合金(HR 100)。通过室、高温力学性能测试、持久试验和析出相分析,对其力学性能和析出相进行了研究。试验结果表明:经相同热处理后,试验型镍基合金HR 100中的γ′相和M6C的析出明显多于USC 141,使其室温综合力学性能、高温强度以及持久寿命均明显优于USC 141,但同时大量析出的M6C会降低其高温和持久塑性。通过调整钨和钼的含量来调节M6C相的析出量,可以作为一种提高USC 141室、高温综合性能的方法。     

以r"—Ni_3Nb强化的GH169合金相分析

GH169合金系时效强化镍-铬-铁基合金(铌>5%),其主要强化相是γ″-Ni_3Nb.此外,还析出γ′-Ni_3Al、δ-Ni_3Nb、NbC及微量的AB_2、μ、M_6C等相.合金中的γ″相是在1968年才发现的,因此对于它的电化学行为及化学性质的研究还很不够.本文就γ″相的电解离析条件的选择;析出相的化学分离及热处理制度对γ″、γ′、δ-Ni_3Nb及NbC等析出数量的影响作了一些研究,并确定了本合金中析出的γ″、δ-Ni_3Nb、NbC的化学组成式.     

镍基高温合金中γ′相的高温稳定性及筏状结构的形成

γ′相是镍基高温合金中的主要强化相，它在高温下的稳定性问题非常关键。本文综合论述了镍基高温合金中γ′相的高温稳定性及其筏状结构形成的研究进展，总结了γ′相筏状结构研究的主要结果，对筏状γ′相的形成机制也进行了综合分析。     

镍基合金的提纯工艺

采用膜电解和化学净化方法分离镍基合金中的杂质元素,提纯金属镍.实验分别研究了除铁、铜、钴工艺条件以及电流密度、电解温度对膜电解过程的影响.     

γ′ Ni_7Hf_2共晶合金中的有害相β-NiAl及其控制

针对几种含γ′＋Ｎｉ７Ｈｆ２共晶组织的镍基合金，采用多种分析手段研究了合金中存在的两种共晶组织，分析了有害相βＮｉＡｌ的形成原因及析出方式，探讨了控制βＮｉＡｌ相析出的方法。结果表明，降低钨含量可降低凝固后期液相中钨的饱和度，从而可有效地减少βＮｉＡｌ相的析出。     

管线钢微细析出相的定量分析方法

采用恒电位电解和恒电流电解研究从宝钢生产的管线钢Ｘ６０、Ｘ７０中定量萃取微细析出相的化学相分析方法，并对微细析出相的定量收集和分离进行了探讨，提出了管线钢化学相分析方法。     

铸造镍基合金CW12MW与CW6MC平衡凝固及析出热力学模拟

利用Thermo-Calc(TC)热力学计算软件以及专业的TCNI10镍基数据库，针对铸造镍基合金CW12MW与CW6MC平衡凝固与冷却过程的相变路径以及两种材质的主要合金元素，对各自平衡体系的垂直截面相图的影响分别展开计算分析。计算结果表明：铸造镍基合金CW12MW平衡凝固及冷却过程的相变路径依次为：L→L+γ→L+γ+M₆C→γ+M₆C→γ+M₆C+σ→γ+M₆C+σ+M₂₃C₆→γ+M₆C+σ+M₂₃C₆+μ→γ+σ+M₂₃C₆+μ，其平衡转变过程中析出主要的金属间相为σ相与μ相，最大相摩尔分数分别为0.27与0.003 7,Cr、Mo及W元素主要促进σ及μ相的形成与稳定；铸造镍基合金CW6MC平衡凝固及冷却过程的相变路径依次为：L→L+γ→L+γ+γ′-Ni₃(Al,Ti)→γ+γ′-Ni₃(Al...     

镁在一种高温合金中的分布和形态

本工作的重点是研究不同Mg含量及其在一种镍基高温合金中的分布和形态。用金相、相分析、扫描电镜及其能谱等方法证明:Mg能进入γ′相中,增加γ′相的晶格常数,并能富集于碳化物的相界面,起到分散和细化碳化物的作用。     

变形FGH96合金涡轮盘物理化学相分析

通过采用物理化学相分析方法对镍基变形FGH96高温合金涡轮盘盘心部分厚度方向上不同位置所取的样品进行分析,在不同的电解液和电解条件下进行电解提取出析出相,然后借助X射线衍射仪(XRD)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等手段对相及各相的元素含量进行分析,确定了合金的析出相类型、含量和组成结构式,并将其与各位置的高温蠕变性能差异进行比较和分析,得到涡轮盘厚度方向上微观相的信息并推测其对材料性能的影响,进而探讨指导对工艺生产的改进。研究结果表明:变形FGH96合金涡轮盘厚度方向上γ′相粒径和含量、碳化物和硼化物含量变化较大;在变形FGH96合金涡轮盘厚度方向上,各部位的γ′相质量分数都在30%左右。而且各个部位的γ′相含量存在波动,从目前测得的结果来看,质量分数最高和最低的地方相差约5.7%。各个位置处γ′相的含量和粒径,在涡轮盘厚度方向上越靠近中心处γ′相的粒径越大,但相应位置处的高温蠕变性能则呈现相反趋势;此外,在γ′相粒径最大的地方,γ′相的含量也呈现较大值。     

Re对镍基合金晶格错配度的影响

通过对不同Re含量镍基合金进行室温、高温X射线衍射谱线测定及持久性能测定,研究了Re含量及温度对镍基合金中γ、γ'两相晶格错配度及持久寿命的影响规律.结果表明:随Re含量增加,合金中γ、γ'两相的晶格常数增大,两相界面的晶格错配度及错配应力减小,致使蠕变期间合金中γ'相的筏形化速率降低,并可较大幅度地提高合金在高温区间的持久寿命.与γ'有序相比较,无序的γ相原子结合力较弱,且热容较大,致使其有较大的膨胀系数,故随温度提高,合金中两相的晶格错配度绝对值增大.合金中γ、γ'两相的晶格常数、热膨胀系数随温度变化服从指数规律;在试验的温度范围内,提出的数学表达式在高温区间,可较好地模拟γ、γ'两相的膨胀特性.     

钼、铌对一种镍基变形涡轮盘合金组织结构和力学性能的影响

本工作用金相、电镜、相分析和X光结构分析等方法研究了MO、Nb对一种镍基变形涡轮盘合金组织结构和力学性能的影响。结果表明,合金中γ′相量、尺寸和分布以及碳化物的种类和分布与合金Mo,Nb元素含量密切相关,从而影响合金室温和高温下力学性能。 Nb提高γ-γ′相间错配度,表现为提高合金屈服强度。Mo是促进M_(23)C_6析出的元素、Nb是抑制M_(23)C_6析出的元素。添加Mo、Nb都使γ′相数量增加并在给定的热处理条件下使大小γ′相均匀分布于基体。为合金Mo、Nb最佳成分控制提供了一个依据。     

镍基合金的提纯工艺

采用膜电解和化学净化方法分离镍基合金中的杂质元素,提纯金属镍。实验分别研究了除铁、铜、钴工艺条件以及电流密度、电解温度对膜电解过程的影响。     

常用电解液对于镍铬钴基超合金中不同粒度γ′相的提取能力

大量的实验结果表明,目前用来提取镍基合金y′相的电解液主要有四种(表2),而且实用的镍基超合金,只要铬含量在10～25％范围内,y′的粒度在150A以上并以颗粒分布在连续的基体中,采用公认的硫酸铵水溶液一般都是可以定量提取或接近于定量提取的。多数情况下,这四种电解液的提取量也是接近的。但是,我们发现,当合金低温时效产生了粒度小于100A的y′相时,硫酸铵水溶液的提取量就会大大偏低,上述四种电解液的提取量就会产生明显的差异。     

添加钨对USC141镍基合金力学性能的影响简

 参照USC 141镍基合金的化学成分，进行了热力学模拟计算。计算结果表明：钨能提高M23C6和M6C的? 湮露龋⒋俳谩湎嗪蚆6C的析出。在USC 141化学成分基础上，添加钨元素取代部分钼元素，设计了一种试验型镍基合金(HR100)。通过室、高温力学性能测试、持久试验和析出相分析，对其力学性能和析出相进行了研究。试验结果表明：经相同热处理后，试验型镍基合金HR100中的γ′相和M6C的析出明显多于USC 141，使其室温综合力学性能、高温强度以及持久寿命均明显优于USC 141，但同时大量析出的M6C会降低其高温和持久塑性。通过调整钨和钼的含量来调节M6C相的析出量，可以作为一种提高USC 141室、高温综合性能的方法。     

一种高铬的铁镍基高温合金物理化学相分析

采用物理化学相分析方法研究了高铬的铁镍基高温合金时效后碳化物和金属间化合物的析出行为,通过实验确定了铁镍基高温合金中析出相的萃取方法、相分离方法、钢中析出相的类型和含量、γ′相的粒度分布。研究结果表明,铁镍基高温合金中析出相为γ′、NbC、TiC、Laves和σ,随着时效时间的增加,NbC和TiC相含量变化不大,Laves相和γ′含量略有增加,σ相含量增加比较明显,γ′相的粒度随时效时间明显增加,σ相含量的增加和γ′相颗粒的增大是造成合金高温屈服强度下降的主要原因。研究结果对高铬的铁镍基高温合金成分的控制、生产工艺的选择和热处理制度的合理制定具有指导意义。