GH3230合金焊接板材长期热暴露后组织和性能研究

研究了GH3230合金焊接板材在经过不同温度(700～1000℃)、不同时间(1000～2000 h)的长期热暴露处理后显微组织和力学性能的变化。结果表明：热暴露处理后熔化区铸态组织的枝晶成分偏析程度显著降低,并且随着热暴露温度的升高,降低效果更明显,逐渐形成晶粒组织。在800℃以上长期热暴露后,室温抗拉强度和屈服强度有所降低,延伸率逐渐上升,主要是由于热影响区小颗粒状(CrW)₂₃C₆碳化物回溶和W₆C碳化物粗化导致的。随热暴露温度升高,高温持久断裂时间明显降低,而持久塑性有所升高,母材晶粒尺寸较小和碳化物粗化是焊接板材断裂在母材处的原因。     

NS163合金内氮化过程

在1050~1200℃温度范围内对NS163合金进行了内生氮化处理,通过氮化层深度随时间和温度的变化来表征氮化速率,并进行了NS163合金内生氮化过程的动力学分析。结果表明:氮化处理后获得了平行于表面的(Ti,Nb)N氮化物层,该氮化物有高温稳定、量大、细小和晶内弥散分布的特点;氮化层厚度与氮化时间之间满足抛物线关系;采用抛物线速率常K_p表征了不同温度的氮化速率,K_p随温度升高逐渐增大,二者满足Arrhenius型关系,表明内氮化过程受热激活过程控制;由此提出定量关系式来表达氮化层厚度与氮化时间和温度的关系。     

Si对GH3230合金抗氧化性能的影响

利用热重分析法、X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)等手段研究了Si元素对镍基高温合金GH3230在1 100℃高温氧化过程中的作用。对氧化物的析出过程做了直观性描述。研究表明,Si元素对合金高温氧化的影响主要体现在两方面:一方面,Si元素在合金氧化过程中减缓了Mn元素的扩散,导致GH3230合金高温氧化之后氧化膜的成分出现差异,不含Si元素的合金在1 100℃氧化过后合金表面的氧化膜的成分主要是MnCr2O4和Cr2O3,而含有Si元素的合金在1 100℃氧化过后氧化膜的主要成分为Cr2O3;另一方面,Si元素在合金氧化前期形成SiO_2,对合金的进一步氧化起到减缓作用,并且在氧化后期遏制了氧化铬的挥发。     

15Cr-25Ni-Fe基合金高温塑性变形行为的加工图

在Gleeble-1500热模拟机上对15Cr-25Ni-Fe基合金GH2674进行了热压缩实验，采用动态材料模型的加工图研究了其在950-1200℃和0．001-10S^-1条件下的热变形行为．结果表明：GH2674合金在热变形时呈现两个微观机制不同的动态再结晶峰区．再结晶Ⅰ区：功率耗散效率峰值为38％，峰值对应的温度和应变速率分别为1040℃与10s^-1；再结晶Ⅱ区：功率耗散效率峰值为40％，峰值对应的温度和应变速率分别为1075℃与0．04s^-1．在1075-1100℃温度区间内，可能是晶界相M382的溶解造成该合金的晶粒粗化，这在一定程度上会影响合金的热加工性能．在应变速率小于0．01s^-1、形变温度高于1050℃条件下，合金呈现晶粒急剧粗化现象，进而导致在热变形过程中楔形裂纹的产生；在应变速率高于0．1s^-1、形变温度低于1000℃条件下，合金有出现剪切变形带的趋势．根据上述加工图对GH2674合金的热变形工艺进行了初步设计．     

三种热处理制度对GH648合金组织和性能的影响

 研究了A、B、C三种热处理制度对GH648合金组织和性能的影响。结果表明，与标准热处理制度A相比，经B、C制度处理后，GH648合金组织中的α Cr相析出量增加、尺寸长大；C制度对组织中γ′相的析出也有促进作用；另外，α Cr相的大量析出会导致GH648合金的冲击韧性变差。力学性能测试结果表明,C制度可使合金强度提高、塑性下降、冲击韧性急剧下降。     

GH3230合金小变形下的恢复热处理工艺

分析测试了GH3230合金在10%和5%小变形下经不同温度恢复热处理后的显微组织和力学性能。结果表明:在10%冷变形条件下,经1120~1230 ℃恢复热处理,合金发生均匀再结晶,有利于充分释放残余应力,同时保证合金力学性能满足指标要求;在5％冷变形条件下,经1120~1160 ℃恢复热处理,一方面释放了残余应力,另一方面避免了发生临界再结晶和晶粒异常长大,保证了合金组织稳定和力学性能满足指标要求。     

铸态及均匀化Ni-35Cr基高温合金的热变形行为

采用Gleeble热/力模拟试验机,对Ni-35Cr基GH4648高温合金的铸锭热加工性能进行了研究。结果表明:GH4648合金铸锭的开始再结晶温度为1050℃,在此温度以上,随着变形温度升高,动态再结晶越充分。在此基础上,对比分析了1180℃,45h均匀化处理对合金铸锭热加工性能的影响,发现均匀化处理对GH4648合金铸锭内的动态再结晶有一定的抑制作用。     

变形温度对15Cr-25Ni-Fe基合金动态再结晶行为的影响

利用Gleeble-1500热/力模拟机进行等温压缩实验,研究了15Cr-25Ni-Fe基合金在变形温度为950～1200℃,变形速率为0.1s-1和10s-1条件下的热变形行为,并将变形试样在980℃保温2h后空冷,对比变形试样固溶前后显微组织。结果表明:随着变形温度的升高,变形组织即动态再结晶晶粒逐渐增大;在1075～1100℃和10s-1及1050～1100℃和0.1s-1条件下变形的试样经固溶处理后晶粒发生粗化,这在一定程度上会影响合金的热加工性能。因此热加工中要避免工件处于上述变形条件,否则对组织控制极为不利。     

GH648合金800 ℃长期时效后的组织稳定性

 研究了GH648合金在800 ℃×1 000 h下长期时效后的组织稳定性。结果表明：合金经800 ℃×100 0 h长期时效后，α Cr相的数量增加，尺寸长大，γ′相发生了聚集长大，合金中无有害相析出；合金的室温拉伸性能基本稳定，但高温拉伸强度和持久寿命下降；γ′相的聚集长大是致使长期时效后GH648合金高温拉伸强度和持久寿命下降的主要原因。     

新型固溶强化型镍基高温合金——Haynes230

Haynes230合金是一种新型镍基高温合金,广泛用于制造航空涡轮发动机燃烧室、地面燃气轮机燃烧室以及化工工业领域的高温耐蚀零部件,而且其应用领域还在进一步扩大.从研究背景、合金设计思路出发,结合实验数据对Haynes230合金的微观组织、力学性能、热稳定性和抗氧化性进行分析介绍,为扩大合金在工业领域的应用提供了依据.