电子束熔炼新型Ni-Co基高温合金过程中合金元素的挥发行为及熔池温度计算

本工作采用电子束熔炼方法制备了新型Ni-Co基高温合金,对熔炼后铸锭的显微组织、成分、合金元素挥发行为以及熔池表面温度分布进行了研究。结果表明,随着熔炼功率的增加,铸锭的显微组织越来越细,质量损失越来越大。熔炼后Cr和Al的质量分数下降,其余元素质量分数上升。在相同温度下,纯元素Al的饱和蒸气压最大,W的饱和蒸汽压最小。将熔体系统简化为Ni-Cr-Co三元合金模型来研究其挥发行为,合金元素的活度系数和活度可采用Miedema模型预测,Ti、Mo、W元素的理论挥发速率很小,挥发损失基本可以忽略不计。Al元素的挥发速率通过引入活度系数补偿因子计算。熔炼功率为10 kW、12 kW、14 kW时熔池的平均温度分别为1 863.6 K、1 890.6 K和1 904.3 K,对应的熔池最高温度分别为2 368.1 K、2 402.4 K、2 419.8 K。     

OTN技术在传统波分中的应用

简要介绍了光传送网（OTN）技术相对于传统波分系统的优点,并结合骨干传输网工程的建设对OTN电交叉在传统波分系统中的应用进行了论证。     

Ti3Ni合金中TiO2和TiN夹杂物的去除

采用电子束精炼技术精炼Ti3 Ni合金,研究了合金中TiO2和TiN夹杂物的去除机制.结果表明:在精炼条件下熔体中心处的温度最高,为2681.2 K,远高于TiO2的熔点,熔体表面及近表面区的TiO2夹杂物主要以溶解的方式去除;在精炼条件下TiN夹杂物溶解的最低温度为2671.5 K,略低于熔体中心的温度,分解的最低温度为1869.6 K,远低于熔体中心的温度,熔体表面及近表面区的TiN夹杂物可通过溶解和分解的方式去除.     

电子束技术在高温合金中的应用

作为近年发展起来的先进加工技术,电子束技术具有高能量密度、高真空度、可实现精确控制等优点,其在高温合金中的应用已受到广泛关注。本文对电子束技术在高温合金的制备以及加工领域的研究与应用进行了综述,包括高温合金的电子束成型制造、高温合金的电子束精炼、电子束焊接、表面改性以及高温合金的电子束物理气相沉积,指出了目前电子束技术面临的挑战,并对电子束技术在高温合金领域的发展前景进行了展望。     

新型Ni-Co基高温合金的显微组织特点和析出相热力学计算

利用光学显微镜和扫描电镜观察新型Ni-Co基高温合金的铸态组织,采用JMatPro软件在平衡和非平衡凝固条件下对该合金进行热力学计算,研究了合金的相析出特点。结果表明：试验合金呈现枝晶形貌,偏析严重,主要组织为γ′相、η相、γ/γ′共晶组织以及MC碳化物。平衡凝固条件下,试验合金的主要析出相为γ′、η、μ、σ、碳化物以及硼化物;钛和铝含量增加导致γ′相析出量增加,析出温度升高;η相析出温度和析出量随钛含量增加呈线性增加。在非平衡凝固过程中,钛、钼元素富集在液相中,而铝、铬、钴和钨元素在液相中贫乏。     

电子束熔炼Inconel 740合金不同热处理状态下的组织演变与显微硬度

利用电子束熔炼技术制备Inconel 740合金,研究热处理状态下合金的组织演变过程与显微硬度的分布情况,分析热处理过程中合金相析出规律与相分布特点。结果表明:合金宏观组织良好,夹杂物含量较少,晶粒尺寸在2mm左右。标准热处理后的组织主要为奥氏体,并有大量孪晶,晶界上碳化物M23C6呈连续分布,同时也有G相和η相析出。晶内析出大量球形、尺寸大小约为30nm的强化相γ′。电子束熔炼制备的Inconel 740合金在标准热处理状态下的显微硬度明显高于传统方法制备的同种合金,约高120HV0.1。     

电子束精炼GH4068高温合金的除杂工艺及机制研究

目的 探究电子束精炼法对GH4068合金中夹杂物去除行为的影响。方法 用电子束熔炼设备对常规冶炼法制备的GH4068高温合金进行了精炼,使用扫描电子显微镜(SEM)及其配备的能谱(EDS)功能探究了合金中夹杂物的形貌、成分、数量及尺寸,并用AZtec软件进行了统计分析。结果 在GH4068合金中,含量最多的夹杂物为Al2O3-TiN复合型夹杂物,其次为氧化物、氮化物以及少量的碳氮化物。经电子束精炼后,合金中的O含量、N含量、夹杂物的数量密度和面积密度以及最大夹杂物尺寸均有所降低;当精炼参数为12 kW-30 min时,精炼效果最佳,合金中的氧的质量分数降低到6.50×10⁻⁶(下降了80.06%),氮的质量分数降低到0.13×10⁻⁶(下降了95.00%),夹杂物的数量密度和面积密度分别降低到21.99个/mm²和34.08 μm²/mm²(分别降低了45.62%和52.40%),最大夹杂物面积降低到12.59 μm²(母材面积为50.23 μm²),GH4068的纯净度得到了显著提高。结论 电子束精炼法有良好的除杂效果,且除杂效果随功率的升高呈现出先增强后减弱的趋势,GH4068合金的最佳精炼工艺参数为12 kW-30 min。     

电子束精炼Inconel718合金的高温氧化行为

对真空感应熔炼的Inconel718合金进行了电子束精炼,在900,1 000℃空气中对电子束精炼前后的合金进行了恒温氧化试验,对比分析了其高温氧化行为。结果表明:电子束精炼后,合金在900℃氧化120h后的平均氧化速率为0.366 20g·m~(-2)·h~(-1),低于精炼前的,氧化激活能为280.90kJ·mol~(-1),高于精炼前的;900℃和1 000℃氧化120h后,电子束精炼合金氧化膜的外层由Cr_2O_3和TiO_2组成,中间层主要含有Cr_2O_3以及少量的TiO_2和NiCr_2O_4尖晶石,内层主要含有Al_2O_3;电子束精炼合金中微量杂质元素的含量较低且均匀分布,晶粒尺寸较大,合金的抗氧化性能较好。     

电子束注入对多孔硅吸杂效果的影响

研究了电子束注入对多孔硅吸杂效果的影响。采用电化学腐蚀方法利用双电解槽在单晶硅片上制备多孔硅。电子束注入以后多孔硅的微观形貌发生了变化,通过3min的电子束注入处理,硅片的电阻率发生了明显的改变,大于相同条件下经过快速热处理的硅片的电阻率,这充分证明了电子束注入有热效应与电场效应的双重作用,对去除杂质B有一定的效果。电子束注入时间对去除杂质的效果有一定的影响。     

采用原位反应法在石墨坩埚表面制备SiC涂层

通过原位反应在石墨坩埚切片表面成功制备了SiC涂层,并对其进行了循环热氧化试验,研究了SiC涂层的形成机理以及烧结温度和时间对涂层厚度的影响,并评价了涂层对提高石墨抗热氧化性及抗热冲击性的作用。结果表明:原位反应制备的SiC涂层厚度较为均匀;不同温度下的原位反应由不同的动力学过程控制;当温度接近硅熔点时,长时间加热能显著增加SiC涂层的厚度;烧结温度越高,SiC涂层的厚度越大;石墨表面的SiC涂层能够提高石墨基体的抗热氧化及抗热冲击性,且涂层厚度越大,作用越显著。