高铬镍基合金熔敷金属的组织和性能

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段研究了一种高铬镍基合金焊丝熔敷金属的显微组织和力学性能。结果表明:试验用焊丝熔敷金属显微组织具有明显的柱状枝晶形态;在凝固过程中,除Cr元素外,Fe,Nb,Mo,Si等主要添加元素均表现出明显的偏析行为;γ基体上的析出物主要是TiC和γ/Laves共晶组织,其中TiC呈块状,分布较为均匀,而γ/Laves共晶组织呈层片状,主要分布于枝晶间区域。熔敷金属的强度较高,其冲击断口形貌为典型的韧窝状,在韧窝附近的γ/Laves共晶组织对熔敷金属的塑性和韧性有不良影响。     

基于原位拉伸的ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属断裂机制分析

针对ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属拉伸过程中的微观组织演变规律和微裂纹的萌生扩展机制，采用SEM原位拉伸结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察和能谱(energy dispersive spectrometer,EDS)分析对熔敷金属组织及断裂行为等进行分析.结果表明，ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属组织主要由柱状晶γ相(NiCrFe固溶体)、枝晶间富Nb和Mo元素的Laves相(Cr,Fe,Ni)₂(Nb,Mo)、MC碳化物与共晶组织组成，Laves相的形成主要与凝固过程中Nb和Mo元素的偏析有关，且具有尺寸效应，水平方向Laves相尺寸大于4μm易发生开裂，断裂机制为枝晶间析出相在切应力作用下本体断裂萌生微裂纹，在轴向拉应力的作用下进一步沿晶界扩展连通至断裂失效，断口呈韧性断裂，碳化物偏析(NbC、TiC)和大尺寸Laves相是晶界裂纹产生的主要原因.     

镍基合金焊丝GTAW熔敷金属凝固偏析行为

采用OM,SEM,EDS,EPMA等分析手段对试制的镍基合金焊丝GTAW熔敷金属开展了凝固偏析行为研究.结果表明,熔敷金属中主要包括γ相、（Nb,Ti） C碳化物、Laves相等,金相组织主要为柱状晶,在枝晶间存在宽度约为5~10 μm的偏析区域;按照Scheil公式对EPMA分析结果进行了偏析系数计算,估算的Nb,Mo,Ni,Cr,Fe偏析系数分别为k_Nb=0.23,k_Mo=0.68,k_Ni=1.07,k_Cr=1.05,k_Fe=1.23,在结晶过程中Nb,Mo更倾向于分配在残余液相,Nb的偏析倾向最大,Mo次之,Fe更倾向于分配在固相中,Ni,Cr基本为固液平均分配.文中试验用镍基合金焊丝GTAW熔敷金属凝固结晶路径为L→L+γ→L+γ+MC→L+γ+MC+Laves相→γ+MC+Laves相.     

一种镍基高温合金熔敷金属的组织及性能

通过热力学计算、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等分析了一种镍基高温合金熔敷金属的组织结构和力学性能.结果表明,试验用镍基高温合金熔敷金属的组织主要由柱状NiCr奥氏体以及在其亚晶间分布的少量γ'相、MC型碳化物和Laves相组成.熔敷金属组织结构完好,无裂纹、孔洞等缺陷,但多数合金元素存在偏析行为,其中元素Fe在亚晶粒中心含量较高,元素Mo,Nb,Al和Si在亚晶间含量较高,而元素Cr不存在偏析行为.熔敷金属具有良好的强度和韧性,在拉伸试验及冲击试验中其断裂形式均为塑性断裂,断口形貌为典型的韧窝状.     

核电用新型镍基合金焊丝熔敷金属组织研究

采用OM、SEM、EDS等方法针对试制的新型镍基合金焊丝GTAW熔敷金属开展组织、凝固偏析行为等研究,结果表明:1#、2#焊丝熔敷金属金相组织较为相似,主要为柱状晶,在枝晶间存在偏析区域,不同的是2#焊丝熔敷中未发现Laves相+γ共晶组织;Nb、Ta、Mo的初凝平衡分配系数小于1,在结晶过程中更倾向于分配在残余液相,Fe的初凝平衡分配系数大于1,倾向于分配在固相中,Ni、Cr基本为固液平均分配;2#焊丝中Ta加入对各元素的初凝平衡分配系数影响不明显,但对组织有显著影响,避免了低熔点Laves相+γ共晶组织的形成,减小了熔敷金属的结晶温度区间。     

一种新型镍铁基焊丝熔敷金属组织及性能研究

对一种700℃先进超超临界锅炉用新型镍铁基高温合金焊丝熔敷金属进行了研究。根据热力学模拟计算,其热力学稳态相包括γ基体、γ'、Ti C、硼化物、M23C6相。根据模拟计算的熔敷金属连续冷却转变曲线和等温转变曲线,结合热物性分析,存在少量γ'相在冷却过程中形核。对焊丝钨极氩弧焊的熔敷金属进行表征,结果表明:凝固过程中由于C、Ti元素强烈向枝晶间偏析,导致凝固末期在枝晶间形成了一次Ti C相,其他合金元素则无显著偏析,且焊丝熔敷金属中并无有害相析出。焊丝熔敷金属室温及高温力学性能较好,且相对较低的热膨胀系数能降低结晶裂纹的敏感性。     

Inconel 690带极电渣堆焊熔敷金属力学性能

针对核电用Inconel 690镍基合金的研究现状,对熔敷金属的力学性能展开研究。采用金相显微镜观察Inconel 690镍基合金带极电渣堆焊熔敷金属组织、采用扫描电镜对熔敷金属拉伸断口进行研究。结果表明,熔敷金属中有大量析出相,主要沿枝晶间分布;随着熔敷金属中Mn,Nb含量的增加,析出相的数量和尺寸增加,拉伸断口中高温低塑性裂纹减少,熔敷金属中晶界滑移受到析出相的钉扎,台阶和韧窝交错分布;熔敷金属Mn,Nb元素能够增加材料塑性储备,显著提升对高温低塑性裂纹(DDC)的抵抗作用。     

GH2132高温合金熔敷金属结晶裂纹敏感性

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.     

Nb元素对镍基焊条熔敷金属性能影响的研究

尽管我国9%Ni钢材的研制已较成熟,但其配套的镍基焊材仍大量依赖进口,国产9%Ni钢镍基焊材问题是熔敷金属强度和塑性不能同时达标。针对该问题,论文重点对Nb元素对熔敷金属力学性能的影响开展进一步研究。论文选取了w (Nb)分别为1.02%,1.14%, 1.60%的3种焊条进行焊接试验。研究结果表明:熔敷金属显微组织为树枝晶γ相,枝晶间存在大量析出相;随着Nb含量的增加,树枝晶间距和树枝晶宽度变小,抗拉强度、硬度和塑性呈提高趋势,研制的3种焊条均具有良好的低温冲击韧性,其冲击断口均为韧窝形貌。     

核电用ERNiCrMo-3熔敷金属组织及力学性能研究

对采用钨极氩弧焊方法(GTAW)获得的ERNiCrMo-3焊丝熔敷金属进行微观组织表征及力学性能测试.结果表明,熔敷金属微观组织由粗大的柱状晶组成,不同柱状晶内分布树枝晶、等轴晶等亚晶,枝晶间析出Laves相、NbC/TiN和针状δ相;在熔敷金属厚度方向上,硬度从底部到顶部呈现逐渐减小的趋势.熔敷金属中多种析出相未对冲击及拉伸性能产生不利影响.     

FeCrAl不锈钢包壳管挤压及退火工艺优化

利用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和万能拉伸试验机等对FeCrAl合金包壳管挤压前后的微观组织、析出相及退火后的微观组织、析出相、再结晶及力学性能进行了研究。结果表明:Nb含量对FeCrAl合金中第二相的析出影响显著,高Nb含量下Laves相的析出温度和析出数量均大大提高;降低挤压温度有助于FeCrAl合金管坯中形成细小弥散第二相;随着退火温度升高,细小弥散相的析出数量呈现先增多后减少的趋势;在相同退火工艺下,800 ℃热挤压管坯的室温力学性能比950 ℃热挤压管坯的室温力学性能要更加优异。     

Ni—Cr—Mo—Nb合金的阴极溅射行为

研究了双层辉光放电条件下镍基合金Inconel625的阴极溅射行为,结果表明：多组元镍基合金由于各组元溅射率不同,产生择优溅射现象。Mo,Nb等低溅射率元素在阴极表面富集,Ni,Cr等高溅射率元素在阴极表面贫化,使阴极表面发生相变,形成含Mo,Nb奋斗高的金属间化合物析出相P相和Laves相,随着阴极溅射电压的增加,阴极合金元素溅射率增加;并且随着阴极温度升高,阴极溅射率也随之增加。     

铸态GH742合金的凝固特点及枝晶偏析

高合金化GH742合金存在严重的枝晶偏析,Nb、Ti大量偏聚于枝晶间,导致MC碳化物、(γ+γ′)共晶、Laves相、δ相等析出;高Mo含量及其枝晶间偏析是析出σ相的重要原因;La、Ce在枝晶间的富集促使含氧硫稀土相和Ni5Ce相的析出。与一般合金凝固特点不同,高含量Al、Ti、Nb导致GH742合金凝固过程中先后发生(γ+γ′)和(γ+Laves)两种类型的共晶反应。结合差热分析技术和凝固组织特点确定了合金的凝固温度区间为1346-1190℃,凝固顺序为γ、MC、(γ+γ′)、Laves、Ni5Ce。     

固溶处理对Ni48Cr21Cu2Mo合金组织与力学性能的影响

采用材料分析模拟软件(JMatPro)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等研究了Ni48Cr21Cu2Mo合金棒材随不同制度固溶处理后组织性能的演化规律。平衡相图计算结果显示,温度超过990 ℃时,合金基体组织基本已为γ相,在870~1008 ℃存在Laves相,870 ℃以下析出δ、γ′和σ相。合金显微组织研究结果显示,随着固溶温度的升高,晶粒尺寸不断长大、颗粒相逐步回溶,经1010 ℃固溶处理后的显微组织最均匀且其中颗粒相已基本回溶。时效后,合金中析出γ′相和γ″相,晶界出现粒状δ、σ复合相。经1010 ℃×1 h固溶并在718 ℃×8 h+622 ℃×8 h时效处理后的Ni48Cr21Cu2Mo合金具有优良的综合力学性能。     

Effect of Nb and Mo on the Microstructure,Mechanical Properties and Ductility-Dip Cracking of Ni–Cr–Fe Weld Metals

A series of Ni–Cr–Fe welding wires with different Nb and Mo contents were designed to investigate the effect of Nb and Mo on the microstructure, mechanical properties and the ductility-dip cracking susceptibility of the weld metals by optical microscopy(OM), scanning electron microscopy, X-ray diffraction as well as the tensile and impact tests. Results showed that large Laves phases formed and distributed along the interdendritic regions with high Nb or Mo addition. The Cr-carbide(M_(23)C_6) was suppressed to precipitate at the grain boundaries with high Nb addition. Tensile testing indicates that the ultimate strength of weld metals increases with Nb or Mo addition. However, the voids formed easily around the large Laves phases in the interdendritic area during tensile testing for the weld metal with high Mo content. It is found that the tensile fractographs of high Mo weld metals show a typical feature of interdendritic fracture. The high Nb or Mo addition, which leads to the formation of large Laves phases, exposes a great weakening effect on the impact toughness of weld metals. In addition, the ductility-dip cracking was not found by OM in the selected cross sections of weld metals with different Nb additions. High Nb addition can eliminate the ductility-dip cracking from the Ni–Cr–Fe weld metals effectively.     

磷硼复合添加对Inconel 718合金铸态组织及均匀化处理参数的影响(英文)

研究磷硼复合添加对Inconel 718高温合金铸态组织及均匀化处理参数的影响。结果表明:磷硼的加入促进块状Laves相的形成。由于硼在最后残余液相中大量富集,形成一种富含Nb、Mo和Cr的含硼相。根据DSC和电子探针分析结果,确定磷硼复合添加Inconel 718高温合金的凝固顺序为L→L+γ→L+γ+MC→L+γ+MC+Laves→γ+MC+Laves+含硼相。由于低熔点含硼相的存在,磷硼复合添加Inconel 718高温合金的均匀化处理温度应比标准Inconel 718合金低至少40°C。     

A flux-core wire for hardfacing sealing surfaces of stop valves

A new flux-cored wire producing the deposited metal of high-chromium steel of the Fe–Cr–Ni–Mo–Mn–Si–Nb–Ti–B alloying system is described. The structure of the deposited metal and the composition of the hardening phases are determined. The role of borides in increasing the wear resistance and stability of the properties of the metal in hardfacing is analysed.