K4169合金离心铸管工艺模拟及试制研究

采用ProCAST软件对K4169合金的离心铸造工艺进行了模拟研究。通过分析浇注速度、铸型转速、浇注温度及铸型温度对离心铸管充型及凝固行为的影响,获得了外径56 mm/内径38 mm的K4169合金离心铸管最佳制备工艺参数。在此工艺参数条件下,K4169合金离心铸管可实现连续稳定充型,离心铸管壁厚差为0.2 mm,内表面疏松比例小于3%,且柱状晶平均宽度为1.7 mm。结合模拟结果对K4169合金离心铸管进行试制,所制备的离心铸管显微组织中柱状晶占比80%,且晶粒组织细小,因而离心铸管具有优异的高温塑性。     

热处理对变形高铝Ni3Al基合金组织及性能的影响

对热变形量56％的高铝Ni3Al基合金在热处理过程中的组织转变进行了研究.结果表明:热处理过程中随β-NiA1相的增大,γ+γ′相区不断向β+γ′相区扩展,借此消除锻后形成的γ′脆性晶界,提高锻后合金的塑性.在γ+γ′两相区,γ′相不断发生回溶;而在β+γ′两相区,随着M23C6向MCⅡ碳化物逆转变的进行,γ相以MCⅡ为形核质点发生再结晶长大.此外于扩大的γ相内有呈方形的粒状γ′相析出,与γ相保持完全共格,可提高合金高温强度.     

一种高铪Ni_3Al基合金的抗氧化性能

开展了高铪(1. 5%Hf) Ni3Al基合金在1000℃、1100℃和1200℃氧化100h的实验,分析了氧化膜的形貌及形成机制。研究表明,高铪Ni3Al基合金直到1100℃仍可达到完全抗氧化级,氧化膜完整致密,氧化增重速率0. 03g/m2·h,氧化皮剥落量0. 52g/m2,较0. 5%Hf的Ni3Al基合金降低一倍; 1200℃时,氧化皮剥落量明显增多,抗氧化性能降至次抗氧化级。高铪Ni3Al基合金氧化后,形成了大面积具有保护作用的Hf O2和Al2O3氧化膜,随着氧化温度由1000℃逐渐升高至1100℃,氧化膜由以Hf O2为主,转变为以Al2O3为主;合金氧化过程中Hf O2优先形成,Al2O3以Hf O2为核心形核生长,铪含量的提高促进了Al2O3氧化膜的快速形成,抗氧化性能显著提高。     

热处理过程中高铝Ni3Al基合金的组织转变研究

对铸态及固溶态高铝Ni3Al基合金进行不同温度的热处理,并用扫描电镜对合金的组织转变进行观察.结果表明:当热处理温度为1220℃时,随MC11碳化物转变在M23C6碳化物周围产生γ′包膜,造成枝晶干γ/γ′两相区及β-NiAl相的减小;枝晶间富集元素的扩散也可引起单相γ′区的扩大及β-NiAl相的减小,但作用较小;当热处理温度为1260℃时,单相γ′区发生回溶减小,借此造成β-NiAl相及γ/γ′两相区显著扩大.     

00Cr20Ni20Si6高硅不锈钢无缝管的研制

通过对合金元素在不锈钢中的作用的分析,设计了1种低成本的综合性能优良的新型高硅不锈钢材料(00Cr20Ni20Si6)。采取高效、短流程的无缝管生产工艺,成功制备出成材率90%以上的00Cr20Ni20Si6无缝管材。与传统高硅不锈钢相比,新钢种的使用范围更为广泛。该无缝管材不仅室温强度高出传统高硅不锈钢100MPa左右,而且耐腐蚀性能优异;在120℃、质量浓度为98%的硫酸条件下,合金的均匀腐蚀速率为0.024mm/a;而在90℃、质量浓度为98%的硝酸环境中,合金的均匀腐蚀速率为0.53mm/a。     

真空连铸+离心铸造工艺对L605合金纯净度的影响

采用真空连铸+离心铸造工艺制备了?50 mm的L605离心铸管，分析了L605管坯中的气体、有害元素的含量和非金属夹杂物。结果表明，真空连铸/离心铸造工艺是提高铸管纯净度的有效方法，试制L605合金中O含量为0.000 4%,N含量为0.006%,S含量为0.000 9%,P含量<0.001%。L605管坯非金属夹杂物含量低于0.2 mg/kg, 95%以上的夹杂物尺寸小于2.5μm,纯净度很高，满足了L605细径薄壁管的加工要求。     

L605离心铸管凝固组织数值模拟及试制研究

为研究L605离心铸管在凝固过程中不同温度梯度下组织的生长规律，利用ProCAST软件对管坯内部不同区域的组织进行了数值模拟，并在铸型前端设置感应加热线圈实现在线加热，以消除充型过程中铸型自前端至后端随着金属液充型的进行所增加的温度梯度。结果发现，模拟结果与试制结果吻合较好，可以反映管坯凝固组织中柱状晶和等轴晶的形貌与面积比，为预测其凝固组织生长过程提供了有效依据，得到了适合该离心铸管的较优的铸型温度为500℃。     

Hf对一种镍基高硼铸造高温合金凝固行为及疏松情况的影响

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。