F12耐热钢服役过程中碳化物演变与蠕变空洞的形成

以超期服役的F12马氏体耐热钢炉管作为研究对象,利用TEM、SEM、EDS等手段研究F12耐热钢组织结构在高温服役过程中发生的变化。通过研究材料的显微结构发现,服役过程中F12耐热钢中的马氏体组织发生明显的分解。晶界处的碳化物M23C6严重粗化,碳化物的化学成分变化明显,Cr含量的变化最为显著。而强化相MX相大量回溶,仅有少量残存于晶内。蠕变空洞形成于晶界粗化的碳化物处,和粗化的碳化物与基体出现明显脱离相关。     

Hf对抗热腐蚀镍基高温合金微观组织和力学性能的影响

研究Hf对抗热腐蚀镍基高温合金组织和力学性能的影响;探讨组织演化和力学性能的关系,对于Hf的添加对γ筏形化和/γγ'错配度的影响也进行讨论.结果表明:与无Hf合金相比,含0.4%Hf(质量分数)合金的组织晶界上存在较少的大块状MC碳化物,而细小M23C6碳化物的含量更多,这对蠕变性能有利;Hf的添加有助于使MC碳化物的数量在蠕变过程中保持较高的水平;在长期时效过程中,晶界上碳化物分解为细小离散分布的M23C6碳化物,沿着晶界形成γ'层,无Hf合金的晶界粗化现象更为明显;Hf的添加可以提升合金长期时效后的高温拉伸性能;同时,Hf对提高低应力条件下的蠕变强度作用明显.     

高温运行后X20CrMoV12.1钢焊缝金属微观组织变化研究

利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X-射线衍射分析等方法,研究高温运行165 000 h后X20Cr Mo V12.1钢焊缝金属的微观组织变化情况。结果表明:经长期高温运行后X20CRMOV12.1钢焊缝金属基体组织板条马氏体发生分解而碎化,位错密度降低;组织中的析出相主要由M23C6型碳化物和L aves相组成,其中M23C6在晶界析出并聚集长大,呈连续链球状或孤立颗粒状分布,在晶内主要呈细小颗粒状分布,组织中的L aves相尺寸较大呈孤立颗粒状分布。晶界上粗大的M23C6和大尺寸的Laves相与基体结合力较弱,易与基体剥离而导致焊缝金属性能降低。     

一种铸造镍基高温合金在热处理过程中的相析出行为和拉伸性能（英文）

研究一种铸造镍基合金(IN617B合金)在固溶处理和长期时效处理过程中的相析出行为和拉伸性能。在铸态的组织中,Ti(C,N)、M6C和M23C6为主要析出相,而经过固溶处理后,除少量Ti(C,N)残余外,绝大部分碳化物固溶到基体中。在700°C长期时效过程中,合金中相的析出行为主要包括3个方面:(1)晶界处M23C6碳化物的形貌由膜状转变成颗粒状,同时由于界面能的降低和元素向晶界的扩散,颗粒碳化物逐渐粗化;(2)晶内棒状M23C6碳化物具有择优生长方向[110],并与基体γ之间存在共格关系;(3)γ?颗粒可以通过限制碳化物形成元素的扩散来阻碍晶内M23C6碳化物粗化。在时效5000 h后,合金的抗拉强度明显增加,而合金的塑性明显下降。该合金具有稳定的显微组织,从而保证其在长期时效过程中具有优异的拉伸性能。     

新型定向凝固高温合金DZ68中的碳化物

用扫描电镜、透射电镜和电子探针等研究一种新型定向高温合金DZ68中的碳化物。结果表明,铸态DZ68合金碳化物主要是MC型,以汉字状和块状分布于晶内和晶界。热处理态DZ68合金碳化物是MC型和M23C6型,其中MC型碳化物以颗粒状和短棒状在晶界和晶内分布;而M23C6呈针状在晶内和颗粒状在晶界析出。     

长期服役Cr-Mo-V钢汽轮机转子的微观组织分析

对服役17年的Cr-Mo-V钢的汽轮机高中压转子微观组织进行了详细研究。金相组织观察、扫描电镜和透射电镜分析表明：Cr-Mo-V钢经过长期服役后,组织中的碳化物M3 C发生了明显的粗化,原奥氏体晶界处析出粗大的M23 C6,由于这些碳化物的演变导致材料显微硬度明显下降。用透射电镜观察到以MC碳化物为核心、M2C为两翼的H型碳化物。     

服役条件下马氏体耐热钢中碳化物演变与寿命相关性

12Cr马氏体耐热钢是发电及其它行业高温高压部件的关键用材。在高温高压环境下长期服役会导致材料的性能下降和组织结构退化。评价服役材料的可靠性一直是高度关注的实际问题。本文通过对发电锅炉X20再热器炉管在不同服役时期的性能和组织结构比较研究,材料硬度随寿命减损而下降,尤其是晶界硬度低于基体硬度。相应的微观结构出现碳化物粗化和蠕变损伤现象。定量分析显示,主要碳化物M23C6成分显示出明显的合金元素富集,粗化的M23C6碳化物中Cr/Fe原子比随服役时间的变化规律存在明确的动力学规律。     

高温合金服役及修复过程中组织演化规律

研究了ЖC6y合金服役过程中的组织演化规律与恢复热处理后组织形貌的变化.结果表明:经过高温长时服役后合金主要强化相的γ'粒子出现显著退化,γ'粒子的粗化存在Ostwald熟化机制与粒子聚集机制,它的粗化行为可以通过γ'相的形貌特征参数进行表征.MC碳化物在服役中发生分解,转变为周围包覆一层γ'膜的M6C型碳化物.在一定条件下,基体中可直接析出M6C型碳化物.晶界处碳化物有更强烈的分解趋势,晶界处形成包覆一层γ'膜的不连续M6C型碳化物.此种恢复热处理工艺优化了γ'粒子的形貌、尺寸、分布,有效恢复合金的组织退化及显微硬度,形成锯齿晶界,使合金持久性能得到恢复,提高了合金使用寿命.     

镍基高温合金时效处理过程中晶界粗化行为分析

以镍基高温合金为研究对象,分析了镍基合金时效过程中的晶界粗化行为和晶界粗化机理。结果表明,在时效处理过程中,镍基高温合金内的碳化物晶界和γ'相晶界都发生粗化,前者的粗化机制为向晶内扩展熟化机制,后者则属于沿晶合并机制。     

服役230000h的X20马氏体耐热钢主蒸汽管道的组织和性能

以热电厂服役时间长达230000 h的主蒸汽管道X20马氏体耐热钢为研究对象,通过室温和服役高温的力学性能测试、组织以及亚结构和析出相的SEM、TEM观察、电解萃取相XRD物相分析等,研究了耐热钢长期服役的力学性能和显微结构变化。结果表明:服役钢除室温冲击性能下显著下降外,其他的力学性能退化并不显著。服役后材料的组织仍为典型的马氏体,但马氏体组织粗化明显,出现板条碎化,板条界移动,位错密度下降,碳化物粗化等现象。服役前后材料中碳化物形态和种类出现明显变化,耐热钢中主要碳化物M23C6长期服役后粗化显著,原始态中存在的亚稳态碳化物M2C及M6C和部分MX溶解,析出了Laves相和Z相。     

预热处理对FGH95高温合金粉末中碳化物的影响

对等离子旋转电极雾化(PREP)FGH95高温合金粉末颗粒在不同温度下进行预热处理，并对热处理粉末中碳化物的变化规律进行分析，结果表明：经预热处理，粉末颗粒中的MC′型亚稳碳化物发生分解和转变，析出稳定的MC，M23C6及M6C型碳化物，明显改变碳化物的稳定性和分布状态。     

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°。     

Microstructures and Hardness of 8CrWMoV Steel with Multiple Types of Ultra Fine Carbides

The structure and hardness of 8CrWMoV steel with multiple types of ultra fine carbides are studied after annealing, quenching and tempering in this paper. The results show that multiple types of carbides M3C, M7C3, M23C6, M6C and MC were observed in the annealed steel. Nucleation and coalescence of new carbides, partial dissolution of original carbides in 7 phase region during annealing at 800-840℃, result in ultra-fine carbides. Average size of the carbides is 0.33～0.34μm in the steel annealed at 800～840℃. Because M3C and M23C6 dissolve easily in austenite, the high hardness HRC63～65 can be obtained by quenching at 840～860℃. Un-dissolved carbides M6C and MC (VC) can effectively prevent the coarsening of austenitic grain, and conduce to obtain very fine martensite. The retained austenite can be easy to decompose during tempering at low and middle temperature due to the precipitation of multiple types of carbides and the good tempering-resistance of the steel is obtained. The microstructure and property of the steel after heat treatment can be accurately explained by calculating based on phase equilibrium thermodynamic.     

H13钢退火态中的碳化物分析

H13热作模具钢在850℃保温2 h后,以25℃/h速度缓慢冷却至室温。用SEM观察合金组织经球化退火处理后的形态变化,用EDS、XRD、TEM和萃取分离方法对H13钢退火态中碳化物进行了定性和定量分析。结果表明,经850℃球化退火处理后,合金中原有的马氏体组织和珠光体组织基本转化成球状碳化物,主要碳化物类型有4种:MC、M6C、M7C3、M23C6,而且不同类型的碳化物所含的主要合金元素不同,MC中的主要合金元素为V,M7C3和M23C6中的主要合金元素为Cr,M6C中的主要合金元素为Mo和Cr。     

热处理工艺对新型系泊链钢组织与耐蚀性能的影响

采用920℃水冷淬火后再经560～650℃保温3 h的回火工艺,研究了不同回火工艺对新型系泊链钢组织、耐蚀性能的影响。结果表明,该新型系泊链钢随回火温度从560℃升高到650℃,碳化物析出类型由低温的M3C型向高温的M7C3和M23C6型转变;形态由低温细小棒状和片状逐渐向高温颗粒较大椭圆状和球状转变;耐蚀性能逐渐变好,应力腐蚀敏感性也逐渐减小。耐蚀性能的变化主要是由回火组织中相界、晶界及碳化物的数量和形态的变化所引起的。     

HP40裂解炉管组织及裂纹产生原因分析

本文用SEM、EDS、XRD对开裂的HP40裂解炉管进行分析,发现多数裂纹均位于焊缝附近,且均沿枝晶间和晶界开裂的碳化物扩展.经EDS成分分析和XRD结构分析,这些开裂的碳化物为M23C6和富Nb、Si的碳化物.新炉管组织为奥氏体和枝晶间分布的M7C3及高Nb、Si的共晶碳化物.新旧炉管比较可知,开裂炉管的结构和形态在长时间高温下均发生了明显变化,即M7C3转变为M23C6且明显粗化,在晶界呈连续分布.这种脆而硬的碳化物在组织应力和热应力作用下碎裂成为潜在的裂纹源,它们加速了裂纹扩展进程,缩短了炉管的使用寿命.沿裂纹打开断口发现,整个断面被这两种碳化物所覆盖.这进一步证实了造成裂解炉管早期开裂的原因是这种沿晶界连续分布的粗大碳化物的存在.     

GH3230合金M23C6型碳化物的析出行为

研究了固溶态GH3230合金在800~1100 ℃时效不同时间下的碳化物析出行为。结果表明:GH3230合金固溶态组织主要为γ相+初生粒状碳化物M₆C+少量晶界粒状碳化物M₂₃C₆。试验合金在800~1100 ℃短时时效后,晶界和晶内析出的碳化物主要为M₂₃C₆型。其中晶界粒状M₂₃C₆型碳化物有沿着晶内长大的倾向,并逐渐变成胞状碳化物。在同一时效温度下,晶内碳化物析出数量会随着时效时间的增加而增加,此后会逐渐回溶,回溶开始的时间会随着时效温度的提高而逐渐提前。     

High Carbon Alloy Steels with Multiple Types of Ultra-fine Carbides and Their Characteristics

Under normal forging and annealing conditions, there are different ultra fine carbides (M3C, M23C6, M7C3, M6C and MC) in high carbon alloy steels when alloy composition design is carried out properly. On the basis of carbides transformation orderliness, the alloy composition design of the high carbon alloy steels is conducted by phase-equilibrium thermodynamic calculation for Fe-Cr-W-Mo-V-C system. The nucleation and growth of new carbides, dissolution of previous partial carbides in these steels during annealing process, all these lead to ultra-fine distribution of carbides. Due to different crystal structures of carbides and different thermodynamics as well dynamics parameters of the carbides dissolution and precipitation, the range of quenching temperature of these steels is widened, and the good temper-resistance is obtained. The characteristics of heat treatment process and microstructure variance, and the carbides transformation for different temperature are explained by the phase-equilibrium component satisfactorily. Their bend and yield strength,flexibility and toughness all are advanced markedly comparing with that of kindred steels. Results of the applications have proved that the microstructure of ultra-fine carbides in these steels played importance roles in the enhancement of edginess and fatigue crack resistance of the die and knives.     

热处理工艺对8Cr20Si2Ni阀门钢碳化物的影响

试验钢在１０５０℃加热及冷却后，主要碳化物相是Ｍ２３Ｃ６，Ｍ７Ｃ３和少量的ＳｉＣ，Ｍ２３Ｃ６和Ｍ７Ｃ３中含有一定的硫。在８７０℃加热时，大块Ｍ２３Ｃ６一般不会聚集长大，粒状Ｍ２３Ｃ６的数量随着保温时间的增加而增多，冷却时在块状Ｍ２３Ｃ６之间还析出相当数量的精细颗粒和薄片Ｍ７Ｃ３，冷却速度愈慢，精细颗粒愈大和薄片愈多。     

T91钢服役过程中碳化物的熟化分析

通过碳化物的电解萃取、X衍射分析、能谱分析和透射电镜分析等方法,对不同服役时间的T91钢中的碳化物状态及变化进行了研究.结果表明,经长期高温高压作用后,T91钢中碳化物M23C6发生较显著的熟化.碳化物M23C6颗粒形态多由短条形变为球形,仍以板条界分布为主.同时发现碳化物M23C6的化学成分发生变化,Mo、Cr从基体中的固溶态转移到碳化物中的化合态,碳化物M23C6在T91钢中的含量显著增加,由此对碳化物熟化提出了一些新的见解.