激光成形修复Inconel 625合金的工艺特性和组织研究

对激光成形修复Inconel 625合金的工艺特性以及不同区域的组织进行了研究。结果表明:激光成形修复Inconed625合金的工艺范围较宽;激光功率主要影响单道修复层的宽度;扫描速度对单道修复层的尺寸影响较为显著,而送粉率的影响较小。基材的相组成包括γ(Ni-Cr)基体相、大尺寸(约10μm)块状MC型碳化物(M为Nb和Ti)、沿晶界析出的小尺寸(约0.5μm)块状MC型碳化物以及不规则形状的Laves相。修复区组织为呈外延生长的柱状枝晶,相组成为γ基体相、沿枝晶界析出的Laves相以及少量MC型碳化物。层与层界面处Laves相析出急剧增加形成层间过渡区。     

热处理对粉末冶金Inconel 718高温合金组织及性能的影响

以超高转速等离子旋转电极法(SS-PREP法)制备的高球形度Inconel 718高温合金粉末为原料,采用热等静压(HIP)工艺制备了Inconel 718粉末高温合金,重点研究了热处理制度对合金组织和力学性能的影响。实验结果表明:采用SS-PREP法制得的Inconel 718高温合金粉末粒度分布均匀,球形度良好,具有优异的HIP工艺性能;随着固溶温度的提高,合金晶界逐渐变浅,说明晶界析出相数量逐渐减少。时效热处理后,沿晶界析出大量针状δ相,同时还有少量MC碳化物相。在1210℃、120MPa条件下保温保压4h的HIP工艺下,经1020℃固溶热处理后,合金室温抗拉强度可达1404MPa;经980℃固溶处理后,合金在650℃的高温抗拉强度为1153MPa,固溶处理温度为980℃的合金综合性能较好。     

激光快速成形Rene88DT高温合金的热等静压处理

采用金相分析、扫描电镜分析、拉伸实验等方法研究热等静压(HIP)处理对激光快速成形Rene88DT粉末盘用高温合金裂纹和力学性能的影响.结果表明:成形件经1 160℃、2 h、200 MPa热等静压的高压、高温固溶处理后,热影响区裂纹得到明显的愈合修复,在原裂纹附近析出MC型碳化物;将HIP处理后的成形件进一步固溶时效热处理后,拉伸强度和塑性均明显提高,综合力学性能接近粉末冶金Rene88DT的标准.     

镍基耐蚀825合金的组织特征及热力学计算

为了了解镍基耐蚀825合金的组织特征及平衡相的析出规律,采用扫描电镜(SEM)和热力学计算软件Thermo-Calc对其进行组织观察和模拟计算分析。结果表明,825合金原始轧态晶界无析出物,晶内有少许Ti的碳化物。750℃时效4h后晶界析出块状M23C6,980℃时效,MC相随时间增加而增多。825合金主要平衡相为γ′、α-Cr、MC、M23C6,Al、Cr、Ti、C分别提高γ′相、α-Cr相、MC相、M23C6相的开始析出温度和最大析出量。     

热等静压工艺对K4125镍基高温合金显微组织的影响

采用3组不同参数的热等静压(HIP)工艺对K4125镍基高温合金进行显微组织演变研究。结果表明,3种热等静压工艺制备的合金中Hf、Mo等在MC碳化物中的分布区域略有不同,Ta、Mo、Co、Cr、Ti及Al等为正偏析元素,W、Ni为负偏析元素,与其他元素相比较,Ni、Co、Cr偏析程度较小,提高热等静压温度及压力,各元素的偏析程度均有所降低,γ/γ′共晶组织含量逐渐减少,同时枝晶干γ′相的尺寸显著降低,但面积分数无明显变化。此外,3种热等静压合金均出现大块状MC碳化物碎化、二次MC碳化物析出及晶界细小碳化物形成等现象,提高热等静压温度及压力后,这种现象加剧,且碳化物中Ta、Ti含量降低,TaC、TiC的分解倾向增加。     

热等静压处理对选区激光熔化成形Inconel 718合金各向组织及力学性能的影响

目的 研究热等静压处理对选区激光熔化（SLM）成形不同沉积方向Inconel 718合金试样显微组织和力学性能的影响规律,提升Inconel718合金的综合力学性能。方法 采用SLM技术制备平行沉积方向和垂直沉积方向的Inconel 718合金试样,并对试样进行热等静压（HIP）处理和热等静压+固溶时效（HIP+HT）处理。利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和电子背散射衍射（EBSD）,对合金的显微组织、断口形貌、物相组成、晶粒形貌及取向进行分析。对试样进行显微硬度和拉伸强度性能测试,对比分析不同沉积方向SLM、HIP及HIP+HT试样的显微硬度、拉伸强度、屈服强度以及断口延伸率。结果 SLM成形的Inconel718合金经热等静处理后,平行方向的晶粒形态由柱状晶转变为等轴晶,晶粒尺寸增大,并伴随有孪晶形成。晶界处的Laves相基本溶解,同时有许多MC碳化物在γ基体中析出。不同处理状态下平行方向试样的拉伸强度、屈服强度和硬度值均小于垂直方向。平行和垂直方向SLM成形件的拉伸强度σb分别为996.3MPa和1051.1MPa...     

热等静压对Inconel 690合金堆焊层腐蚀行为的影响

采用TIG焊在不锈钢表面堆焊Inconel 690合金,并取部分试件在压强150 MPa,温度为1 120℃的条件下热等静压(HIP)处理2h。借助于金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察了HIP处理前后Inconel 690合金堆焊层的组织以及浸泡腐蚀后的微观形貌;并通过浸泡腐蚀试验、极化曲线和电化学阻抗谱,研究了HIP对堆焊层在含Cl-溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:HIP处理后堆焊层内部晶界处析出大量碳化物(Cr23C6),致使其在腐蚀液中由先前的点蚀转变为了晶间腐蚀;HIP处理后堆焊层的耐蚀性变差,其腐蚀速率约为HIP处理前的2.3倍。     

高Cr铸造Ni基高温合金K4648的显微组织

真空感应熔炼高Cr铸造Ni基高温合金K4648,重熔浇注成等轴晶成形试棒.对薄截面试棒和厚截面中柱管浇道进行(1 180℃,4 h)固溶处理和(1 180℃,4 h)+(900℃,16 h)标准热处理.铸态和热处理态试样通过光学金相、定量金相、扫描电镜及能谱分析和X射线衍射分析确定合金中相的种类、形貌和成分.结果表明:K4648合金铸态组织中主要存在γ基体、初生α相和MC碳化物;初生α相是Ni、Mo和w在Cr中的过饱和固溶体,其中Ni含量(摩尔分数)可达30%以上,本研究中的α相可命名为α-(Cr,Ni):在0.2 N载荷下,该α相的维氏显微硬度值为6.3 GPa,是一种硬而脆的相;经(1 180℃,4 h)同溶处理,初生α相和MC碳化物都会回溶,并且转变为M23C6碳化物,M23C6碳化物比初生α相具有更高的Cr含量和更低的Ni含量.固溶处理后特别是在厚截面试样中还残存未转变的α相和MC碳化物.(1 180℃,4 h)+(900℃,16 h)标准热处理后,合金内部广泛析出片状次生α相和γ'-Ni3(Al,Ti,Nb)相,且在晶界区补充析出粒状M23C6碳化物,起到强化合金的作用.     

时效处理SUS316L不锈钢中析出相的晶体结构和化学成分

研究了经1100℃固溶化处理和550℃,600℃及650℃,10000h时效处理后SUS316L不锈钢中的微观组织.利用透射电子显微镜对析出相的形状,大小,分布特征进行了观察.利用电子衍射技术对析出相的晶体结构进行了分析.利用分析电子显微镜能谱分析仪对析出相的化学成分进行了分析.结果表明：固溶后的SUS316L不锈钢经不同温度时效都有M23C6型碳化物的析出相存在.能谱分析显示M23C6析出相主要是由金属铬组成的碳化物.大部分M23C6碳化物分布在基体的晶界上,也有部分M23C6碳化物分布在基体的晶粒内部和晶体缺陷处.M23C6碳化物的大小和数量随着时效温度的升高而增加.     

升温过程中Nb和Nb-Mo微合金化钢中碳化物的析出行为研究

利用Gleeble热模拟实验机、Vickers硬度计、SEM,HRTEM及DSC研究了淬火态含Nb和Nb-Mo微合金钢在升温过程中碳化物的析出行为.利用经典形核长大理论及Avrami方程对淬火态钢中MC型碳化物的析出动力学进行了计算.结果表明,含Nb和Nb-Mo微合金钢淬火后以20℃/min的速率加热至不同温度水冷,在300和700℃,由于e-碳化物和MC型碳化物析出而出现了硬度峰值.MC型碳化物在650℃左右析出,由于析出强化而硬度上升,与理论计算得到的MC型碳化物的析出鼻子点温度约650℃的结果相一致.Mo进入Nb C中降低了Nb C与铁素体基体的错配度,从而减小了析出相与铁素体基体间的界面能,使得(Nb,Mo)C析出动力学加快,所以Nb-Mo钢中析出相粒子分布更为密集,尺寸更为细小,具有较高的析出强化作用.     

0Cr14Mn21NiN奥氏体不锈钢的析出行为

采用Thermal-Calc热力学计算软件对0Cr14Mn21NiN奥氏体不锈钢C、Cr含量变化对试验钢碳化物析出热力学特征进行了计算。通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等分析方法探讨了时效温度、保温时间、变形对试验钢析出行为的影响。结果表明:析出相主要是在晶界处产生的Cr₂₃C₆,试验钢析出敏感温度为750~850 ℃。在800 ℃下时效30 min的试验钢晶界处可以明显观察到析出相的产生,随保温时间的延长,析出相含量逐渐增多,尺寸变大,并逐渐向晶内生长。时效前的变形明显缩短了析出相的孕育时间,变形后保温1 min的试验钢晶界处可观察到较多析出相的产生,晶界明显变粗。     

冷轧与时效工艺对2205双相不锈钢σ相析出的影响

对1050 ℃固溶处理后的2205双相不锈钢在650~1000 ℃下时效处理,利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观测不同工艺条件下σ相析出规律,绘制了σ相析出TTP曲线图,描述了σ相析出特征。结果表明:时效初期,σ相优先在铁素体与奥氏体相界处形核,随着时效温度的升高和时效时间的增加,σ相不断长大、粗化并向铁素体基体内延伸;时效时间越长,析出相越多,时效时间相同时,当温度达到850 ℃,析出量达到最大值,之后随着温度的升高而降低。σ相析出温度范围为650~950 ℃,析出鼻尖温度为850 ℃,轧制变形量增加,σ相析出速度加快,但并不影响其析出的鼻尖温度。     

淬火工艺对粉末冶金马氏体不锈钢组织与性能的影响

研究了淬火工艺对粉末冶金超高碳不锈钢的微观组织与力学性能的影响。高碳铬粉末冶金不锈钢经900~1200 ℃淬火并于200 ℃回火后,碳化物主要为M₇C₃,少部分为MC,随淬火温度升高,马氏体中固溶碳增大,硬度与抗弯强度升高;经1150 ℃淬火与低温回火后,力学性能达到最佳,硬度为59 HRC,冲击吸收能量为18.9 J,抗弯强度为3079 MPa,碳化物均匀弥散分布于基体中,其中M₇C₃相平均尺寸约为2 μm,体积分数为17%,MC相尺寸为0.5 μm,体积分数为2%;经1200 ℃淬火后残留奥氏体体积分数为35%,导致硬度下降。     

时效工艺对2205双相不锈钢σ相析出行为的影响

通过光学显微镜、扫描电镜对2205双相不锈钢1050、1350 ℃固溶30 min+650~1000 ℃时效0.5~1440 min后σ相形貌和含量进行观测。结果表明:经过1050 ℃固溶处理后,2205双相不锈钢在650~850 ℃时效处理过程中存在σ相析出行为。当时效温度为850 ℃时,σ相析出最快;随着时效温度偏离850 ℃,σ相析出速度降低。经过1350 ℃固溶后,σ相析出温度整体提高,析出温度范围更宽。σ相析出后即发生迅速长大,在3 h内体积分数可达0.25%~1.75%;之后其生长速率逐渐减缓。σ相首先在铁素体与奥氏体相界处以小于1 μm的近似球状颗粒形貌析出,之后沿着铁素体相中宽度在几微米的狭窄区域向铁素体内生长。2205双相不锈钢的时效处理温度影响σ相的析出行为,时效处理应在偏离850 ℃的温度下进行,以防止σ相的析出和快速长大。     

等温变形0Cr14Mn21NiN无磁不锈钢的晶间腐蚀敏感性

通过Thermal-Calc热力学软件对0Cr14Mn21NiN无磁不锈钢中碳化物析出的平衡相区进行了计算,并通过时效处理试验进行了验证。通过不同参数的等温变形试验对实际的非平衡态碳化物析出行为进行了研究。通过双环电化学动电位再活化法(DL-EPR)对等温变形试样的晶间腐蚀敏感性进行了测试和对比。结果表明:热力学计算的平衡态Cr₂₃C₆碳化物析出温度范围为512~847 ℃,而通过时效试验验证的实际析出温度范围为720~940 ℃,表明二者之间存在约200 ℃的误差。当总变形量不超过20%时,等温变形非平衡态Cr₂₃C₆碳化物析出下限温度进一步降低至625 ℃,等温变形过程对晶界Cr₂₃C₆碳化物形核和长大过程均有加速作用。DL-EPR电化学方法结果表明等温变形后由于碳化物析出速度的加快,0Cr14Mn21NiN无磁不锈钢的晶间腐蚀敏感性显著增加。     

Dynamic Precipitation of Laves Phase and Grain Boundary Features in Warm Deformed FeCrAl Alloy:Effect of Zr

Warm compression deformation of Fe-13.5％Cr-4.7％Al-2.0％Mo-0.70％Nb-0.40Ta (wt％) (FeCrAl) and Fe-13.5％Cr-4.7％Al-2.0％Mo-0.45％Nb-0.40Ta-0.11Zr (wt％) (FeCrAl-Zr) ferritic stainless steel was performed by a thermal simulation machine Gleeble 3800 at 600 ℃ and strain rates of 0.01-10 s-1.Before deformation,all the samples were solution-annealed for 2 h at 1150 ℃ for FeCrAl alloy and 1250 ℃ for FeCrAl-Zr alloy.The strain rate has little or no effect on peak stress,and the precipitates in matrix or grain boundary precipitates (GBPs) have no difference in the samples deformed at the strain rate 0.01 s-1 and 1 s-1 both in FeCrAl and FeCrAl-Zr alloys.The addition of Zr increased the proportion of low-angle grain boundaries (LAGBs).The Laves phase in FeCrAl alloy precipitated uniform in the matrix,while in FeCrAl-Zr alloy Laves phase precipitated at grain boundary and formed GBP.The LAGBs and ∑3 coincident site lattice (CSL) grain boundary both increased in FeCrAl-Zr alloy,which possessed some beneficial properties such as high-temperature creep resistance to the Fe-Cr-Al alloy.More interesting,twins were created by warm deformation,which was difficult in typical bcc ferrite alloy.These results could be expected to provide guidance for subsequent warm working processes for the alloy.     

热变形参数对GH864合金显微组织的影响

采用等温热压缩的方法研究了在变形温度为1000～1160℃、应变速率为1和10s-1、工程应变量为30%,50%和70%时,不同的热变形参数对GH864合金流变应力和显微组织的影响。结果表明,当变形温度低于γ′相析出温度时,动态再结晶能力较差。在高于MC碳化物的回溶温度变形时,由于沿晶界再析出的细小MC颗粒对晶界的非均匀钉扎作用,容易得到混晶严重的热处理态组织。降低变形速率和增加变形量可以得到较为均匀的变形态组织,最终改善热处理态的混晶程度。GH864合金热变形温度的下限和上限分别为γ′相的析出温度和MC碳化物的回溶温度。     

FeCrAl不锈钢包壳管挤压及退火工艺优化

利用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和万能拉伸试验机等对FeCrAl合金包壳管挤压前后的微观组织、析出相及退火后的微观组织、析出相、再结晶及力学性能进行了研究。结果表明:Nb含量对FeCrAl合金中第二相的析出影响显著,高Nb含量下Laves相的析出温度和析出数量均大大提高;降低挤压温度有助于FeCrAl合金管坯中形成细小弥散第二相;随着退火温度升高,细小弥散相的析出数量呈现先增多后减少的趋势;在相同退火工艺下,800 ℃热挤压管坯的室温力学性能比950 ℃热挤压管坯的室温力学性能要更加优异。     

深冷处理后回火温度对15Cr超级马氏体不锈钢组织及耐点蚀性能的影响

利用场发射扫描电镜、透射电镜以及电化学综合测试系统对15Cr超级马氏体不锈钢(SMSS)经不同热处理工艺处理后的显微组织变化和第二相碳化物及其对该钢腐蚀行为的影响进行了研究。结果表明,试验钢经不同热处理工艺处理后组织均由板条马氏体、奥氏体以及M₂₃C₆型碳化物颗粒组成,随着回火温度的增加,试验钢中逆变奥氏体含量增加,且在650 ℃回火时达到体积分数最大值41.41%。当回火温度高于600 ℃时第二相碳化物开始析出,且650 ℃回火后碳化物数量及尺寸较600 ℃增多。点蚀电位随着回火温度的增加而降低,第二相碳化物的析出降低了试验钢的点蚀电位,促进了亚稳点蚀位置的形成,从而降低了试验钢的耐腐蚀性能。     

Fe-Mn-Al-C系轻质钢中含铝碳化物的析出规律

通过OM、SEM、XRD、TEM、EPMA、拉伸试验及维氏硬度测试等手段对不同冷却速度和加热温度下Fe-18Mn-0.8C-0.3Si-xAl(x=3, 6, 9)轻质钢中含铝碳化物—K相析出的规律以及其对性能的影响进行了研究。研究发现,影响K相析出的因素有Al含量、冷却速率和加热温度等。在炉冷的情况下,冷却速率约为0.020 ℃/s时,Al含量达到9%以上的轻质钢中K相可以在奥氏体边界上析出;在900 ℃以下K相可以存在,高于900 ℃时,K相就不再析出。析出的K相会对轻质钢的力学性能产生影响,会急剧降低轻质钢的塑性。因此在生产中应避免粗大的K相在钢中析出,采用较快的冷却方式以及较高的加热温度(＞900 ℃)可避免K相的析出。