一种新的利用落管实验分析微重力效应方法的探讨

通过对金属液滴在落管中下落过程中热量散失及重力水平的计算,讨论了落管在微重力材料研究上的局限性.为了克服落管材料凝固实验中微重力效应和过冷效应难以区分的问题,选取熔点低、发射率低以及比热较高的Al,Cu合金体系以尽量消除熔滴下落过程中的温度差别,采用硅油快淬的凝固方式对比研究了熔滴在落管中下落前后的微观组织.结果表明,这种实验方式可有效突出微重力效应对合金凝固过程的影响,一定程度上拓展了落管在材料研究上的范围.     

重力对镍基单晶高温合金枝晶生长和微观偏析的影响

使用长50 m的落管研究Ni-Cr-Al-W-Ta镍基单晶高温合金在重力(1g)和微重力(μg)条件下的凝固行为。用金相显微镜(OM)观察合金的凝固组织并用图像分析软件测量和统计一次和二次枝晶间距,使用扫描电镜能谱(SEM-EDS)测定不同位置枝晶干与枝晶间的化学成分并计算微观偏析系数。结果表明,在重力和微重力条件下这种合金的枝晶特征和合金元素的微观偏析明显不同。重力样品一次和二次枝晶间距比微重力样品的大,随着凝固距离的增大一次枝晶间距的差异变大,而二次枝晶间距的差距变化不大。随着凝固的进行,微重力样品枝晶间Ta、Cr和Al元素的含量呈现先明显升高后略微降低的趋势,W元素含量呈现逐渐下降的趋势,枝晶间液相的密度呈现略微降低的趋势。重力样品枝晶间Ta、Cr和Al元素含量的分布趋势与微重力样品基本相似,W元素含量的分布则与微重力样品明显不同,大部分凝固阶段呈上升趋势,使枝晶间液相的密度沿逆重力方向提高。上述结果表明,在重力条件下凝固前沿溶质密度差导致的对流作用微弱,不是造成枝晶间距增加的主要原因,主要原因应该与凝固前沿热对流造成的温度梯度的降低有关。     

偏析对DZ483镍基高温合金糊状区内液相密度的影响

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.     

淬火温度对7Ni钢低温力学性能的影响

使用OM、SEM、TEM和XRD等手段观察并表征在不同温度淬火的7Ni钢的组织形貌和逆转奥氏体含量的变化,研究了淬火温度对7Ni钢的低温强度和低温韧性的影响。结果表明:当淬火温度从830℃提高到930℃时钢的低温韧性急剧下降,低温抗拉强度和屈服强度明显降低。同时,随着淬火温度的提高延伸率下降,与低温强度的变化趋势基本一致。在830℃淬火的试验钢,原奥氏体晶粒和马氏体板条束最为细小。而当淬火温度超过830℃时钢中的原奥氏体晶粒和马氏体板条束都显著长大,钢的低温强度和低温韧性随着晶粒尺寸与板条束宽度的增大而下降,粗化的组织对钢的低温强度与低温韧性都有不利的影响。随着淬火温度的提高钢中的逆转奥氏体含量基本上呈下降趋势,在830℃淬火的试验钢中逆转奥氏体含量最高,其低温冲击功也最高。     

SRR99镍基单晶高温合金在落管微重力环境下的枝晶生长行为研究

利用50m长落管研究了SRR99镍基单晶高温合金在微重力与重力环境下的枝晶生长行为。采用金相显微镜观察了试样在微重力(微重力试样)和重力(重力试样)下凝固组织的差异,并利用图像分析软件测量了枝晶的一次臂和二次臂的长度及间距。结果表明,微重力试样在下落过程中从未熔部分外延生长的最大长度约为1.7mm,重力试样的最大长度为1.9mm。微重力试样的一次枝晶干粗大,平均间距约为80μm,而重力试样中存在较多的细小一次枝晶干,一次臂平均间距约为71μm。一次枝晶平均间距在微重力环境下增大20%。微重力试样的二次臂长度较长,且在20～160μm的整个长度范围内较均匀分布;重力试样二次臂长度较短,且集中分布在20～80μm区间内。微重力试样和重力试样的二次枝晶臂平均间距相同,均为17μm。     

1.25Cr—0.5Mo中温抗氢钢的回火析出相及其对抗氢蚀能力的影响

研究了中温抗氢钢１．２５Ｃｒ－０．５Ｍｏ的回火析出相及其对抗氢蚀能力的影响,碳萃取复型的透射电镜观察显示,随回火温度升高,碳化物析出量增加,颗粒粗化,５２０和６２０℃回火析出物几乎全部为Ｍ３Ｃ;６７０℃回火析出物以Ｍ３Ｃ为主并含有少量Ｍ２３Ｃ６;７１０℃回火主要析出Ｍ２３Ｃ６,包少量的Ｍ３Ｃ,扫描电镜观察表明,充氢之后,经６２０℃回火的试样发生了严重的氢腐蚀,并导致强度和硬度的大幅度下降;     

重力对Sn-20%Ni合金的初生相形态和包晶反应的影响

使用高度为50 m的落管研究了Sn-20%(质量分数) Ni包晶合金在重力和微重力作用下的凝固行为。用金相显微镜(OM)观察了合金的凝固组织并使用图像处理软件IPP(Image Pro Plus)统计了样品中的初生相、包晶相以及终凝相的含量,使用能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)仪分析了样品凝固组织中的成分分布和组成相。结果表明,Sn-20%Ni包晶合金的凝固以初生相在固液界面前沿形核、枝晶生长和包晶反应的形式进行,重力对初生相的生成和包晶反应都有显著的影响,在微重力作用下的微观组织配比、分布以及合金元素的分布都与在重力作用下明显不同。在重力的作用下残余初生相的含量和残余初生相和包晶相的总量总是比在重力作用下的低,而包晶相的含量则总是比在微重力作用下的高。同时,样品中溶质元素的分布与残余初生相和包晶相的总量的分布趋势基本一致。结果表明,微重力环境有利于Sn-20%Ni合金初生相的形核和长大,而重力环境则促进包晶反应,其原因与重力导致的浮力对流和晶核沉积有关。     

奥氏体不锈钢在熔融碳酸盐中的腐蚀

研究了含稀土316S和310S型不锈钢在650℃下(Li,K)2CO 3共晶熔盐中的腐蚀行为.结果表明：稀土元素能够通过促进富Cr氧化膜的形成而提高310S不 锈钢的耐蚀性能.316L(RE)由于具有较低的Cr含量,其耐蚀性能劣于310S合金.讨论了不锈钢 在熔盐中的腐蚀机理.     

EFFECTS OF δ–FERRITE ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES IN A TUNGSTEN-ALLOYED 10%Cr ULTRA–SUPERCRITICAL STEEL

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析研究了含W型10%Cr(质量分数)超超临界钢中δ--铁素体的组织形貌与微观结构. 结果表明, δ--铁素体的生成机理与奥氏体化加热温度密切相关. 当加热温度较低时, 极少量δ--铁素体在原奥氏体晶粒内部优先形核生长, 呈针状分布; 当加热温度较高时,δ--铁素体在原奥氏体晶界处形核, 快速生长, 呈多边形分布, 转变时发生溶质组元再分配. 两种形态的铁素体均明显降低了含W型10%Cr超超临界钢的冲击韧性, 但是, 针状δ--铁素体降低冲击韧性的幅度远大于多边形δ--铁素体;即使针状δ--铁素体的体积分数极少, 也会对钢的力学性能造成极大影响.     

超超临界钢G-X12CrMoWVNbN 10 1 1长时间等温热处理过程中的组织演变

本文研究了G-X12CrMoWVNbN10 1 1钢在700℃长时间等温处理过程中的组织演变.通过DTA曲线,分析得到该钢种在加热和冷却过程中的各相转变温度.采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究不同时间等温处理后的组织.结果表明:M3C型碳化物优先在原奥氏体晶界附近析出,此后,碳化物聚集长大导致出现两相区.随着等温处理时间的增加,两相区的转变量近似以S形规律增加,基体硬度则线性降低.