TiC—50Nb钢结硬质合金退火态组织的TEM研究

运用TEM研究了TiC-50Nb钢结硬质合金的退火态组织、发现该合金退火态显微组织为:TiC硬质相和由铁素体与M_(23)C_6碳化物构成的球状珠光体。其中TiC边界存在着小凸起,接近TiC处的M_(23)C_6碳化物较少。     

Mo元素对Fe-Cr-Mo-C堆焊合金组织和性能的影响

采用等离子弧堆焊技术对不同Mo含量的Fe-Cr-Mo-C系合金进行堆焊,研究不同Mo含量对Fe-Cr-Mo-C堆焊层组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对堆焊层组织和物相进行分析,采用显微硬度计对堆焊层显微硬度进行测试。结果表明:Fe-Cr-Mo-C合金组织由γ,M_(23)C_6,M_2C以及M_6C组成,随着合金中Mo含量的增加,M_(23)C_6数量逐渐减少,蜂窝状的共晶碳化物M_2C数量逐渐增多,且M_2C逐渐转变为菊花状的共晶碳化物M_6C,大量高硬度M_2C均匀分布在堆焊层中,使得w(Mo) 8.2%和w(Mo) 10.1%合金堆焊层顶端显微硬度平均值较高,达到HV_(0.2)795,有利于促进堆焊层耐磨性的提高。     

K273铸造高温合金的组织和性能的研究

K273高温合金的铸态组织是在奥氏体基体的树枝晶间,半连续地分布着共晶状(Gr、M_0、W)_7C_3和笔迹状 N_bC 碳化物。提高凝固速度可以减少树枝晶间臂距和共晶碳化物层片间距,从而减小萌生于共晶碳化物处的显微裂纹尺寸,提高材料的高温性能。K273高温合金在600～700℃下工作,其组织和性能具有良好的长期稳定性。在650～816℃中温热处理发生 M_7C_3转变为 M_(23)C_6的相反应。相反应的结果提高合金的屈服强度和铸件的综合高温性能。     

GH5188高温合金组织特征及冷热加工过程组织演变

为了给控制生产工艺、优化产品性能提供理论参考,利用SEM、EDS和Thermo-Calc热力学软件研究了GH5188钴基高温合金生产加工过程中的组织演变及热处理工艺。结果表明:GH5188合金主要相组成为γ相、M_6C和M_(23)C_6,采用1200℃/20 h的均匀化制度可明显消除铸态组织偏析;热轧态组织晶粒细小且有大量碳化物沿着轧向平行析出;冷轧态组织晶粒扭曲变形严重,颗粒状M_6C为主要析出相。当退火温度高于1170℃时,晶界处的二次碳化物基本回溶,再结晶晶粒能够正常长大。     

固溶处理对Stellite 6B钴基高温合金中碳化物的影响

研究了锻造后钴基高温合金Stellite 6B中碳化物的类型和组织形貌,以及高温固溶处理对合金中碳化物的影响。研究表明,Stellite 6B合金的显微组织由面心立方钴基固溶体与一次碳化物M_7C_3和二次碳化物M_(23)C_6组成。高温固溶处理下,碳化物M_(23)C_6先转变为M_7C_3,然后溶解到基体,当固溶时间短时,易形成分布在晶界处的连续的网状碳化物。固溶温度为1280℃,保温10 h时,网状碳化物溶解的更加充分,能够得到完全固溶的奥氏体基体。     

淬火介质对30Cr13不锈钢显微组织和性能的影响

对含1.5%Si、尺寸为15 mm×15 mm×15 mm的铸态30Cr13不锈钢试样进行了1100℃=×1 h退火、1 050℃分别水淬和油淬以及420℃回火处理,然后分析、测定了试样的显微组织和硬度,以研究淬火介质对30Cr13钢组织和性能的影响。试验结果表明,在两种介质中淬火的试样的显微组织均为马氏体和M_(23)C_6(Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6)型碳化物,但油淬试样的组织更为均匀细小,碳化物量较少,回火后硬度也更高。     

碳化物析出对CrFeCoNi高熵合金拉伸和腐蚀性能的影响

添加了3%(摩尔分数,下同)的C对CrFeCoNi高熵合金进行合金化,依次进行1 200℃×12h均匀化冷轧800℃×1h再结晶退火,获得了完全再结晶组织,研究了该合金中碳化物的析出特征及其对合金微观组织、室温拉伸性能和腐蚀行为的影响。结果表明,C合金化后,除了面心立方结构的等轴晶基体之外,还发现了M_(23)C_6碳化物随机分布在晶界和晶内。室温屈服强度由CrFeCoNi合金的386MPa增加到706MPa,但伸长率和耐腐蚀性有所降低。     

Si含量对30Cr13不锈钢组织与力学性能的影响

使用高真空电弧熔炼炉熔炼了不同Si含量的30Cr13不锈钢试样。经扩散退火、淬火加低温回火后,进行硬度与拉伸性能测试,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段分析了30Cr13不锈钢显微组织和碳化物形貌及相组成。结果表明,在相同热处理条件下,随着Si含量的增加,显微组织逐渐由马氏体转变为铁素体;抗拉强度和硬度先增加后减小,在Si含量为1.00%时达到最高值;伸长率先增加再变小,在Si为1.5%时塑性最好;试样中碳化物质量分数随Si增加而递增,析出相主要为M_(23)C_6型(Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6)碳化物,同时伴有少量Cr7C3型碳化物。     

退火工艺对高碳高铬铸铁组织及硬度的影响

利用光学显微镜、XRD物相分析、洛氏硬度等方法,对3.4wt%C-28wt%Cr铸铁在600~1000℃退火条件下的显微组织及硬度转变规律进行了研究。结果表明:该合金铸态组织由M_7C_3+Ld+M+A_残构成;随退火温度升高,二次碳化物溶解,M以及Ld中的A向P转变,至850℃时,组织为P+M_7C_3+Ld';继续升温至1000℃,P上M_7C_3相逐渐二次析出。该合金铸态硬度52 HRC,随退火温度逐步升高至800~850℃时,获得最低硬度43 HRC,随后继续升温,由于M_7C_3相二次析出导致硬度再次提升。获得最佳软化退火工艺是800~850℃,保温2 h,组织为P+M_7C_3+Ld',硬度为43 HRC。     

热处理工艺对DIEVAR热作模具钢组织与性能的影响

通过对DIEVAR热作模具钢分别在1020、1030和1050℃进行淬火,然后回火热处理,并利用热力学计算软件Thermo-Calc对其进行热力学计算,研究了热处理工艺对DIEVAR钢组织性能的影响。研究表明:在1020℃淬火处理下,碳化物主要为MC、M_(23)C_6和M_2C,模具钢硬度最低;在1030℃淬火处理下,碳化物主要为MC、M_(23)C_6和M2_C,模具钢硬度最高,为537. 23 HV0. 2,耐磨性最好,冲击性能较低;在1050℃淬火处理下,碳化物主要为MC、M_(23)C_6和M_6C,冲击性能最高,为11. 97 J,综合性能较好。     

奥氏体耐热钢中的纳米析出相研究

采用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射仪研究了固溶处理后不同温度时效处理对25Cr-20Ni-Nb N奥氏体耐热钢显微组织和性能的影响。结果表明,试验钢经过1150℃固溶处理后的显微组织为奥氏体基体内分布粗大颗粒状Nb Cr N相(Z-相);在650~900℃时效处理1 h后,在奥氏体晶界上析出M_(23)C_6型碳化物;在850℃时效1 h后,除在奥氏体晶界上析出M_(23)C_6型碳化物外,还在奥氏体晶粒内部析出均匀分布的纳米尺寸Z-相,纳米尺寸Z-相的颗粒密度达到每平方微米7.8个;试验钢的硬度随时效温度的升高先降低后升高再降低,在850℃时达到最大值,硬度的变化与纳米尺寸的Z-相析出强化有关。     

激光熔覆Stellite硬面合金扫描速度对相组织和耐磨性的影响

本文报导应用横流式连续CO_2激光器,采用不同激光扫描速度,对熔覆Stellite 12钴基硬面合金的合金层的相组成、微观组织结构对耐磨性和显微硬度影响的研究结果。表明:(1)激光熔覆合金层是由过饱和的γ(Co,Cr)基体相和复杂的六方M_7C_3碳化物相所组成(2)在其他参数不变的情况下,随激光扫描速度的提高,γ(Co,Cr)基体相过饱和度增大,而析出的碳化物含量减少,因而合金层的硬度升高,耐磨性有所下降;而降低激光的扫描速度,碳化物M_7C_3析出增加,有利于提高合金层的耐磨性、因此碳化物M_7C_3析出量是提高耐磨性的主要因素,而增加基体相γ(Co,Cr)的过饱和度则是硬度提高的主要因素     

Cr-W-Mo-V中合金高碳钢的显微组织及硬度

研究了4种不同成分的Cr-W-Mo-V中合金高碳钢的显微组织及硬度,并以相平衡热力学理论分析讨论了合金元素含量变化对其显微组织及硬度的影响。结果表明,该类钢在α?γ相变的加热和冷却过程,发生了M_(23)C_6?M_6C相互转变,碳化物的溶解和析出过程使碳化物的分布更加均匀细化,在合适的成分比率时,淬火未溶碳化物尺寸小于0.35μm,达到了超细化的程度。该类钢的淬火硬度为64.5～65.5 HRC,在200～250℃之间的回火硬度都有很好的抗回火性,多为61～63 HRC,与合金设计预测结果相符。分析认为,超细碳化物中合金高碳钢须Cr、W、Mo及微量V同时合金化,才能有效地发挥合金元素的作用,促进碳化物细化。     

长期时效对一种镍基合金的组织与性能影响

研究了一种镍基合金USC141在700℃长期时效过程中组织与性能的变化。结果表明,随时效时间延长,合金的室、高温强度一直保持在较高水平,而晶界碳化物的长大粗化以及逐渐连续成链状,会使得合金的塑性和韧性逐渐下降。时效过程中,合金中M_(23)C_6的析出量缓慢增加,而合金中M_6C型碳化物的演变过程包括3个阶段:(1)M_6C→M_(12)C转变阶段,主要由Mo和Ni元素的扩散进入引起,碳化物总量显著增加;(2)碳化物稳定阶段,碳化物类型以及析出量变化不大;(3)M_(12)C进一步析出、粗化阶段,主要由Mo元素的扩散进入引起,晶内新析出呈薄片状的M_(12)C碳化物。合金中的γ′相的析出行为也包括3个阶段:(1)γ′相快速析出长大阶段,同时颗粒大小趋于均匀化;(2)γ′相缓慢析出长大阶段,γ′相的尺寸和析出量缓慢增加;(3)γ′相粗化、融合阶段,相邻较小尺寸的γ′颗粒接触后融合成较大尺寸γ′颗粒,使得部分γ′相颗粒明显粗化以及总体颗粒尺寸的分布散度显著增加。     

Inconel 617B焊接接头750℃时效组织演变及对性能影响

研究Inconel 617B焊接接头750℃时效前后的组织,探讨时效过程中组织演变对硬度、强度和韧性的影响。结果表明:时效后,Inconel 617B晶界析出块状M_(23)C_6相,晶内弥散析出细小的球形γ'相和针状M_(23)C_6。随时效时间延长,晶界M_(23)C_6长大并连接;晶内γ'相增多、长大,但仍十分细小;晶内M_(23)C_6逐渐长大为薄板状,同时不断析出新的、细小M_(23)C_6。焊缝区时效过程中晶界和晶内析出相的变化与母材区类似,只是M_(23)C_6析出相更多分布在枝晶间。Inconel 617B焊接接头750℃时效硬度和强度先升后降,时效早期γ'相和M_(23)C_6的析出使硬度和强度上升,后因γ'相和M_(23)C_6相不断析出和长大使硬度和强度呈现下降趋势。时效早期韧性的显著下降则与晶界析出的M_(23)C_6和晶内析出的γ'相有关。随时效时间延长,Inconel 617B焊接接头的硬度、强度和韧性下降趋缓。     

离心铸造WC/钢复合材料显微组织

采用离心铸造工艺制备了以废弃的轴承钢GCr15为基体,WC颗粒为硬质相的WC/钢复合材料.用金相观察和X射线衍射等分析方法,对该材料的显微组织进行了研究.结果表明:离心铸造WC/钢复合材料的显微组织是由莱氏体(P+Fe_3C_Ⅱ(共晶))、一次渗碳体(Fe_3C_Ⅰ)、二次渗碳体(Fe_3C_Ⅱ)、合金渗碳体((Fe,M)_3C)等碳化物及粒状珠光体组成,且其中有大量细小的WC、W_2C、再结晶W-Fe-C颗粒以及M_6C、M_7C_3、M_(23)C_6等碳化物颗粒析出;碳化物的形态较多,主要有网状、鱼骨状、树枝状和条块状.     

新型高温气阀合金LF8组织与性能

通过热力学模拟软件Thermo-calc优化合金成分,结合实验研究,开发了一种在750℃环境中工作的新型镍基气阀合金LF8。计算结果表明:随Cr含量增加,γ'相稍有增加,碳化物由M_7C_3转变为M_(23)C_6;Ti含量超过4.5%时合金中有大量η相生成。实验研究结果表明:合金热处理后的主要析出相为γ'、Cr_(23)C_6和TiC,γ'相呈近球形,细小弥散分布在晶内,尺寸为20 nm;Cr_(23)C_6大部分在晶界处不连续分布,呈椭圆或者点状,尺寸为400~800 nm;TiC在晶内或者晶界附近呈块状分布,以初生TiC为主。通过优化合金成分开发的LF8气阀合金室温和高温强度以及硬度均高于Nimonic 80A,有希望成为750℃气阀合金的备选材料。     

微量铬强化B10合金形变热处理后的组织及性能

利用真空感应熔炼-铸造工艺制备了微量铬强化的B10合金(即Cu-10Ni-0.3Cr(mass%)合金),并对铸态合金进行固溶、冷变形及退火处理,采用光学显微镜、拉伸测试和四线制测量法等研究了不同处理状态下Cu-10Ni-0.3Cr合金的显微组织、力学性能和电导率。结果表明,铸态Cu-10Ni-0.3Cr合金晶粒为等轴状,晶粒中均匀分布着黑色颗粒状析出相;再结晶退火后合金的组织均匀细小,晶粒内有明显的退火孪晶。铸态合金的导电性最好,电导率为17.15%IACS,900℃固溶2 h后合金的导电性最差,电导率为12.30%IACS。冷轧态(50%变形量)合金的强度、硬度最高,分别为340 MPa、112 HB,延塑性最差,伸长率只有8%;再结晶退火态合金综合力学性能最好;随着退火温度升高,冷轧态合金形变组织逐渐消失,且退火温度愈高,形变组织消失得愈明显,同时晶粒在退火过程中发生长大,最终导致合金强度、硬度降低,塑性增加。     

EFFECT OF SILICON ON THE TRANSITION OF BRITTLENESS IN A NICKEL BASE WROUGHT SUPERALLOY

Ni-15Cr-6W-3Mo-2Al-2Ti变形高温合金的室温抗张强度、塑性和冲击性能,随着合金中Si含量的变化呈现马鞍型的变化,即在0.4—0.6％Si范围内出现一个低塑性、低拉伸强度和低冲击韧性区。造成这种现象的本质原因是由于Si含量变化改变了晶界碳化物沉淀析出顺序、析出类型、析出量和析出形态。该合金晶界碳化物析出可分为四个阶段:第一阶段,<0.1％Si时,只有单一的M_(23)C_6析出;第二阶段,>0.1％Si以后,除M_(23)C_6外,M_6C开始析出,一直到0.4％Si时增加2缓慢;第三阶段,0.4—0.6％Si时,M_6C大量析出逐渐取代M_(23)C_6;第四阶段,>0.6％Si以后,M_6C量占绝对优势,但增加幅度比第三阶段小得多。从晶界形态来看,第一、二、四阶段皆属不连续的链状形式,只有第三阶段晶界呈现连续膜状。因此,造成性能下降的原因不是因为析出M_6C,而是它的形态,当它以颗粒状分布在晶界上时是一个很好的强化相。第三阶段的不正常析出是性能下降的本质因素。本研究结果打破了只要镍基合金中MO+1/2>W>6％(重量百分比)就形成M_6C的经验判据,“Si”才是该合金碳化物沉淀析出过程的控制因素。本文还对比了冶炼工艺差别对碳化物析出过程的影响。     

Inconel 617B合金焊接接头750℃持久微观组织演变对性能的影响

采用扫描电镜和透射电镜观察Inconel 617B合金焊接接头750℃持久试验前后微观组织,并探讨了微观组织演变对硬度的影响和持久断裂机制。结果表明:Inconel 617B合金焊接接头持久后,主要析出M_(23)C_6相和γ'相。晶界上M_(23)C_6相呈块状,晶内M_(23)C_6相为薄板状或针状;球形γ'相细小,弥散在晶内。随持久时间延长,晶界M_(23)C_6相长大并连接;晶内γ'相也有长大的趋势,但长时间持久尺寸仍十分细小;晶内除析出的M_(23)C_6相继续长大成薄板状外,还析出新的尺寸较小的针状M_(23)C_6相。持久初期,M_(23)C_6和γ'的析出使得焊接接头的硬度明显升高。随着持久时间延长,由于新析出的M_(23)C_6产生的强化增强效果不足以弥补因析出相粗化和固溶度降低造成的弱化效果,硬度有下降趋势。Inconel 617B合金焊接接头持久试样断裂在焊缝区,晶界和枝晶间M_(23)C_6相粗化严重,更易萌生空洞和裂纹,是引起沿晶断裂的主要原因。