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相似文献
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1.
采用热力学平衡模拟计算、差热分析(DTA)和等温凝固淬火试验(ISQ)相结合的方法对一种新型镍基高温合金K4750合金的凝固组织和主要元素的偏析行为进行研究。结果表明,实际K4750合金的固相线温度为1270℃,液相线温度为1350℃,MC型碳化物析出温度为1320℃;凝固顺序为L→γ(1350℃),L→γ+MC(1320℃)。K4750合金在凝固初期凝固速度较快,液相体积分数下降明显,凝固后期速度开始变慢,在1310~1290℃温度区间内枝晶间连通残余液相开始断开,同时会有大块状的MC相析出,进一步阻碍液相的连通,从而极易导致合金凝固疏松的形成。合金中W、Fe、Cr的溶质分配系数大于1,富集于枝晶干,为负偏析元素;Ti、Nb、C、Mo的溶质分配系数小于1,富集于枝晶间的液相中,为正偏析元素。  相似文献   

2.
铸造镍基高温合金IN792的凝固和偏析行为研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
采用等温凝固淬火试验(ISQ)与差热扫描量热(DSC)分析的方法对铸造镍基高温合金IN792的凝固过程和元素在固、液相中的分配进行研究,得到了合金的等温凝固组织、相析出顺序图、凝固特性曲线以及元素在不同温度下的偏析特性。ISQ结果表明:IN792合金的液相线温度为1328℃,开始析出MC碳化物的温度为1310℃,开始形成(γ+γ’)共晶的温度为1225℃,于1190℃开始析出二次γ’相。由DSC测得的合金宏观固相线温度(尚存体积分数5%残余液体)和由ISQ测得的微观固相线温度(终凝温度)分别为1250和1180℃,两者相差达70℃,这一温度范围往往是热裂缺陷形成的敏感区间。IN792合金在液相线下30℃范围内液体量锐减,析出了体积分数约85%的γ枝晶。1300~1270℃是合金枝晶间液体由连通转为断开的温度范围,它与铸件疏松形成密切相关。在1325~1190℃温度区间,IN792合金中元素W、Co分配系数大于1,倾向富集于枝晶干固相,为负偏析元素;Zr、Mo、Ti、Ta、Cr分配系数小于1,倾向富集于枝晶间液相,为正偏析元素;Al在凝固早期富集于液相而后来倾向于分布在枝晶干固相区,随着凝固温度降低逐步转变为负偏析元素。在1325~1210℃温度范围内,随着凝固温度降低,Al、Ni的分配系数升高,而Mo、Cr的分配系数降低。相反,在1210~1180℃温度区间,随着凝固温度降低,Ni、Al的分配系数降低,而Mo、Cr的则升高。  相似文献   

3.
过偏晶合金Ni-40%Pb深过冷凝固组织   总被引:7,自引:1,他引:6  
采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究过冷Ni-40%Pb(质量分数)过偏晶合金的组织演化规律. 结果发现 过偏晶合金在快速凝固阶段本质上是以枝晶方式生长; 当ΔT《50K时, 合金组织为粗大枝晶+枝晶间Pb相+团块状Pb相; 当100《ΔT《198K时, 合金组织宏观偏析严重; 当ΔT=292K时, 合金组织呈粒状晶, 第二相均匀弥散分布. 分析表明凝固组织宏观偏析与快速凝固阶段固液相变速率和体系残余液相分数有关; 粒状晶粒化机制属于枝晶碎断再结晶机制.  相似文献   

4.
增压涡轮用镍基高温合金的凝固特性和热裂倾向性   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了增压涡轮用镍基高温合金K418和K419的凝固特性和热裂倾向性。同时研究了合金元素的偏析行为和析出相。结果表明,凝固末期多种强枝晶间偏析元素在液相中的偏聚导致K419合金的凝固行为较K418复杂。多种元素在枝晶间剩余液相中的偏聚导致K419合金的液相线极低。K419合金凝固过程中漫长的剩余液相期的存在严重削弱了枝晶间结合力,增加了其热裂倾向性。基于一种热裂敏感区模型提出热裂倾向性系数判据,K419合金的热裂倾向性系数高于K418合金。  相似文献   

5.
研究了Hf的添加对一种镍基高硼铸造高温合金显微组织、凝固行为、疏松情况的影响。显微组织分析、差热分析(DSC)、等温凝固淬火试验结果显示,Hf在合金的凝固过程中强烈偏析于枝晶间区域,并在凝固末期以Ni5Hf相的形式从残余液相中析出;Hf的加入降低了合金的液/固相线温度、γ/γ′共晶相和硼化物析出温度,延缓了合金的凝固过程,加宽了凝固温度范围,显著增大了γ/γ′共晶相的含量。自主设计并浇铸一种薄壁管铸件,渗透检验结果显示Hf的加入使得薄壁管的疏松明显减少,合金的疏松倾向性显著降低。  相似文献   

6.
张胜霞  刘刚  刘林  张军  傅恒志 《铸造》2012,61(1):84-88
采用液态金属冷却法,对一种含4wt.%Re的单晶高温合金进行高温度梯度定向凝固试验,并通过改变固溶处理温度和时间对其进行多步固溶处理.结果表明:高温度梯度定向凝固可以显著地细化枝晶,降低Re、W、Ta等难熔元素的枝晶偏析;溶质的特征扩散距离也随枝晶的细化而减小,经多步固溶处理后,合金各组元的残余偏析程度显著降低;此外,适当提高固溶热处理温度,可以起到减轻枝晶偏析的作用.  相似文献   

7.
采用等温凝固方法研究了单晶镍基合金的凝固区间,利用DSC测试了合金的凝固曲线。结果表明:实验合金的液相线温度约为1380℃,固相线温度约为1310℃。合金的凝固顺序为:Lγ,L MC;γγ′;Lγ+MC。单晶合金的铸态组织中,W偏析于枝晶干,Ti、Cr、Mo和Ta偏析于枝晶间,偏析程度为:MoTiCrTa,Al和Co几乎不发生偏析。1314℃1382℃1361℃1325℃  相似文献   

8.
研究了硼含量对凝固过程的影响,讨论了疏松的形成过程.硼在γ固溶体中的溶解度很小,凝固时富集于凝固固体前沿液体中.高硼合金凝固时,凝固固体周围包了一层极高硼含量的低熔点液体,形成蜘蛛网似的补缩通道,从而扩大了可补缩的温度区间,减少了不能补缩的剩余液体量.因此,这种合金不仅疏松少,而且工艺宽容度大.正常硼含量(0.01wt-%)合金,硼富集程度不足以形成液体网,凝固枝晶很快相互连接,形成一些较大的孤立的液体池.这种不能补缩的液体池,形成了较严重的疏松.  相似文献   

9.
研究了硼含量对凝固过程的影响,讨论了疏松的形成过程.硼在γ固溶体中的溶解度很小,凝固时富集于凝固固体前沿液体中.高硼合金凝固时,凝固固体周围包了一层极高硼含量的低熔点液体,形成蜘蛛网似的补缩通道,从而扩大了可补缩的温度区间,减少了不能补缩的剩余液体量.因此,这种合金不仅疏松少,而且工艺宽容度大.正常硼含量(0.01wt-%)合金,硼富集程度不足以形成液体网,凝固枝晶很快相互连接,形成一些较大的孤立的液体池.这种不能补缩的液体池,形成了较严重的疏松.  相似文献   

10.
高Cr铸造镍基高温合金K4648凝固行为的研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用等温凝固淬火工艺与差热扫描量热相结合的方法对高Cr铸造镍基高温合金K4648的凝周过程进行研究,得到合金在不同温度下的等温凝固组织、相析出顺序图和凝固特性曲线.结果表明:K4648合金的液相线温度为1340℃,由DSC确定的宏观同相线(3.1%残余液相,体积分数,下同)和等温凝固泫确定的微观固相线(0.5%残余液相)温度分别为1248和1180℃.K4648合金固、液相线温度范围内的初生相主要为MC碳化物和α-Cr相,它们的析出温度分别为1310和1190℃.初生α-Cr相同溶30%(原子分数)以上的Ni,显微硬度是基体的3倍,是一种脆性相.凝固过程中Cr的严重枝晶间偏析促进了该相的形成,初生α-Cr相在铸造过程中应加以控制.  相似文献   

11.
无铅波峰焊Sn-Bi-Ag-Cu钎料焊点剥离机制   总被引:1,自引:1,他引:0  
对波峰焊常用的Sn-Bi-Ag-Cu无铅钎料进行了通孔波峰焊焊点剥离现象的模拟实验。分析表明,凝固延迟及铋元素偏析导致焊盘拐角附近钎料区在结晶后期残存液相最终成为缩孔的聚集区,结晶后期该区的低塑性使收缩应变容易超过材料的塑性而发生开裂,且发生机制与结晶裂纹发生的机制相同,强偏析元素铋的存在导致剥离概率极高。通孔拐角附近是应力应变的集中区,沿界面至焊盘外缘,应力应变逐渐降低。Sn-Bi-Ag-Cu系钎料焊点剥离的发生机制是由于Bi元素在焊盘/钎料界面富集使拐角附近钎料的液相线温度降低,结晶后期该区因固液共存而成为相对低塑性区,在应力作用下开裂并向焊盘外缘扩展。  相似文献   

12.
为研究DZ483合金在凝固过程中的元素偏析行为对糊状区内液相密度的影响,采用等温凝固结合水淬法对合金进行不同温度下的凝固实验.利用OM和SEM观察试样的凝固组织,利用EDS测量固相和剩余液相的元素含量,并根据剩余液相的成分计算其密度.结果表明,DZ483合金的开始凝固温度略低于1335℃,在1325℃液相中开始析出富含Ta和Ti的MC;W和Co为负偏析元素,Mo,Ta和Ti为正偏析元素,而Al和Cr几乎不发生偏析;剩余液相的密度随温度降低基本呈下降趋势,但在1325至1315℃之间有所回升.计算结果表明,温度对液相密度的影响很小,合金元素的偏析对液相密度的影响占主要地位.其中,Mo和Ta的偏析导致液相密度增加,而Ti和W的偏析导致液相密度明显降低.备合金元素的偏析对密度变化的贡献由大到小顺序为:Ti>Ta>W>Cr>Mo>Al>Co.MC的形成消耗了大量的Ti和Ta,对合金元素的偏析造成一定的影响,从而导致液相密度在1325至1315℃之间有所增加.  相似文献   

13.
Sn-Bi-Ag-Cu钎料波峰焊焊点的剥离现象   总被引:4,自引:1,他引:3  
采用在波峰焊过程中常用的Sn-Bi-Ag-Cu无铅钎料,进行了通孔波峰焊焊点剥离现象模拟实验.剥离的断面形貌和成分分析表明,凝固延后及铋元素偏析导致焊盘拐角附近的钎料区在结晶后期残存液相,并最终成为缩孔的聚集区,结晶后期该区的低塑性使收缩应变容易超过材料的塑性极限而发生开裂.开裂机制与结晶裂纹机制相似.强偏析元素铋的存在导致剥离概率急剧提高,铋元素含量增加,剥离的趋势增加.铅污染也使剥离的概率显著增加.冷却速度增加,剥离趋势减小.大的冷却速度能够抑制偏析,却不能完全抑制剥离,且会导致钎焊圆角表面裂纹增加.避免铅污染、降低铋的含量并控制冷却速度可抑制剥离.  相似文献   

14.
GH2132高温合金熔敷金属结晶裂纹敏感性   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
针对GH2132高温合金熔敷金属热裂纹敏感性问题,通过采用试制焊丝、熔敷金属焊接试验、组织及断口分析、凝固计算等手段对熔敷金属组织、凝固行为、开裂机制等进行了研究. 结果表明,试验熔敷金属金相组织主要由柱状树枝晶γ相(NiCrFe固溶体)、枝晶间富Ti的Laves相(Cr,Fe,Ni)2 (Ti,Mo)、MC碳化物与共晶组织组成,凝固路径为L→L + γ→L + γ + MC→L + γ + MC + Laves→γ + MC + Laves,裂纹断口呈典型的鹅卵石共晶花样,整个断口形貌被呈自由表面的液膜所覆盖,属于发生在高温段的结晶裂纹. 结晶裂纹开裂机理为在凝固过程的终了阶段,发生了L→γ + Laves的低熔点共晶反应,在凝固收缩应力作用下,残余液相未及时补充而形成. Laves相的形成主要与凝固过程中Ti元素的偏析有关,理论计算结果表明,GH2132结晶裂纹指数(solidification cracking index, SCI)值为1944 ℃,(solidification temperature range, STR)为258 ℃,在结晶裂纹敏感性评价方面,相比STR,SCI指标能相对更为合理地实现结晶裂纹敏感性的量化评价,但仍存在考虑因素不全等问题.  相似文献   

15.
镍基合金焊接熔池凝固组织模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
对原有元胞自动机中网格的捕获规则进行修正,完善了"对角线模拟角度"法则,并用其成功地模拟了镍基合金熔池凝固过程枝晶生长以及晶界偏析情况.结果表明,在焊接熔池凝固过程中,不同取向的晶粒之间存在着激烈的竞争生长.结晶取向与温度梯度最大的方向相一致的晶粒生长速度快,将其它取向的晶粒淘汰,在竞争中能够持续生长.同时,在枝晶与枝晶、枝晶臂与枝晶臂之间的残余液相中,存在溶质堆积现象,在凝固过程结束后,形成了严重的晶界偏析.  相似文献   

16.
奥氏体不锈钢激光焊接过程中残留液体金属的在线观察   总被引:1,自引:1,他引:0  
激光焊接时较快的冷却速度,有可能促进凝固热裂纹的生成,而凝固热裂纹的生成与凝固温度区间内的残留液体金属行为直接相关.采用由高速摄像机和光学显微镜头组成的摄像装置,针对SUS304,SUS316,SUS310S等3种奥氏体不锈钢激光焊接熔池后端残留液体金属的凝固行为进行高速高倍在线观察,对不同焊接速度下的熔池凝固行为进行了分析,并对3种材料凝固前沿残留液体金属的存在范围进行了量化比较.结果表明,在线观察法可辨别的残留液体金属是固液相共存区间的一部分,在线观察得到的残留液体金属的存在范围与热裂纹试验获得的热裂纹敏感性有较好的对应关系.  相似文献   

17.
The total content of Al and Ti in advanced Ni-based wrought superalloys is up to 7.5wt.%,which makes it easier to form harmful nonequilibrium eutectic(γ+γ′)andηphase.It has been reported that the addition of certain amount of Zr can modify precipitation of the nonequilibrium phases obviously,but the mechanism is still controversial.The effect of Zr ranging from<0.0006wt.%to 0.150wt.%on solidification behavior,segregation and microstructure of a Ni-based superalloy with high Al and Ti contents was investigated,eliminating the interferences of C and B.Results show that increase in Zr content significantly promotes the formation of eutectic(γ+γ′),ηand Zr-rich phase in the interdendritic region.Besides the Zr-rich phase,Zr dissolves slightly in the eutecticγ′and obviously in theηphase.An interesting phenomenon is discovered that the Zr addition significantly increases the area fraction of liquid pools and enlarges the forming range ofγdendrites,which suggests that Zr markedly retards the solidification.Zr affects the eutectic(γ+γ′)andηformation mainly due to the retard of solidification and dissolution of Zr in them.The retard of solidification obviously increases the residual liquid fraction and undercooling.Zr can serve as a forming element for the eutectic(γ+γ′)andηphase,and the obvious dissolution of Zr inηphase significantly decreases the critical concentration of Ti for its precipitation.  相似文献   

18.
对比研究了超高碳钢1.8C-1.6Al-1.5Cr-0.5Mn-余Fe(wt%)喷射成形坯件与其母合金的显微偏析情况,发现快速凝固不仅可以减少偏析程度,而且可以改变偏析性质,使常规凝固下呈反偏析的Al变为正偏析。此现象可用碳的偏析程度影响其它溶质元素在液固相中的活度对比来说明。另外还发现,快速凝固可形成含Al且碳缺位的非平衡渗碳体,加热至共析转变温度,可很快转变为含富Al铁素体区的"孔洞状渗碳体"。  相似文献   

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