INCONEL718型合金中γ″和γ′的复合及单独析出对组织稳定性的影响

用透射电镜观察了Inconel718及其改型合金中的时效析出组织调整Nb,Ti,Al的含量及比例,可以得到与通常合金中γ′和γ″单独析出有所不同的γ′和γ″的复合组织及包覆组织两类析出形态、其中γ″在γ′上析出的包覆组织具有较好的高温长期时效组织稳定性过时效试验结果表明.改型合金不同于Inconel718合金γ″致δ的相转变,却以强化相溶解而使材料软化     

TEM STUDY OF PRECIPITATED PHASES IN P／M INCONEL 718 ALLOY UNDER LONG TIME EXPOSURE

用透射电子显微镜研究了改型与常规粉末７１８合金长期时效过程中γ″，γ′，δ相的析出、粗化行为．结果表明：改型合金与常规合金中γ″，γ′的析出行为不同，前者γ″和γ′主要以包覆及复合组织析出，后者γ″和γ′则多以单独、分离形式析出．在６５０℃等温１００００ｈ时效过程中，改型合金的γ″粗化速率低于常规合金，表现出良好的稳定性．经过７５０℃，１０００ｈ时效，两种合金均发生δ相的大量析出，但δ相在两个合金中析出的形貌、数量不同．     

一种改型Inconel718合金的组织与性能的研究

采用化学相分析、显微组织分析和显微硬度测试等方法,研究了一种改型镍基高温合金718A在标准热处理状态的显微组织和力学性能。试验结果表明,原型718合金和改型718A合金的主要析出相皆为γ″、γ′、δ、MC相。在标准热处理状态下,改型718A合金中强化相γ′和γ″的量较原型718合金明显增多,而对于组织稳定性不利的8相的析出量则较718合金少。此外,改型718A合金的显微硬度与原型合金相比有了明显的提高,因此具有广阔的应用前景。     

热处理对Inconel718合金组织及力学性能的影响

针对Inconel 718合金的不同用途,分析研究了4种常用热处理工艺对Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶温度超过1020℃时,奥氏体晶粒显著长大。合金中主要析出相有MC、δ、γ’和γ″相。δ相沿晶界分布,1025℃固溶时呈颗粒状少量析出;950℃固溶时呈块状大量析出;直接时效时呈网状不连续分布。同时,δ相对合金的晶粒度影响较大,且其析出数量和形态决定了合金的韧塑性,γ″、γ’相的析出量和尺寸与晶粒尺寸决定了合金的强度变化。     

热处理对激光选区熔化制备Inconel 718合金组织和拉伸性能的影响

采用激光选区熔化工艺(SLM)制备了Inconel 718合金,并对合金分别进行了1050 ℃×1 h固溶和1050 ℃×1 h固溶+720 ℃×8 h+620 ℃×8 h双级时效热处理。结合微观组织、拉伸性能和断裂特征分析,研究了热处理工艺对SLM制备的Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶处理后合金内Laves相溶解,位错密度显著降低,材料的强塑性匹配较打印态得到良好的改善。经过时效热处理后,γ′和γ″强化相析出使合金强度大幅度提高的同时,保留了一定的塑性。     

Al含量对GH4169镍基合金组织及其稳定性的影响

GH4169合金中当Al含量处于合金标准范围内(0.45%)时,其晶内强化相γ″和γ′分开析出,晶界主要析出相为δ相;当Al含量为1.24%以上时,合金晶内析出γ″/γ′包覆组织",晶界δ相显著减少,而析出了大量的Laves相和少量的M7C3相及σ相.680℃,1000 h长期时效后,高Al合金中"包覆组织"长大缓慢,但晶界相数量显著增加,尺寸明显长大,而且析出了α-Cr相.随Al含量增加,这种趋势更加明显.Al含量增加显著地降低合金的室温冲击韧性,680℃长期时效后,冲击值更低.     

新型718合金的元素强化作用及组织稳定性研究

通过对718合金中沉淀强化元素Al，Ti以及固溶强化元素W含量的调整，研究了δ相形成规律及合金中γ″／γ′复合析出组织的形成条件，同时分析了合金的微观组织与力学性能之间的关系。结果表明，维持理想的（Al＋Ti＋Nb）含量（at％）及（Al＋Ti）／Nb原子分数比可以显著减少针状δ相的析出，得到稳定的γ″／γ′复合析出组织并提高合金的拉伸强度、持久及硬度等多项力学性能。而在718合金基础上，采用W强化的合金与原型718合金相比也显现出了更为优异的力学性能。     

镍基合金Inconel 740H和617B的组织稳定性和耐蚀性对比

对镍基高温合金Inconel 740H和617B在750℃和780℃进行了5000 h的时效及模拟燃煤环境腐蚀试验。使用透射电镜(TEM)、配备能谱(EDS)的扫描电镜(SEM)等对试样表面和截面微观组织进行了分析。结果表明,时效前Inconel 740H合金晶内的γ′相约为5 nm, 750℃和780℃时效后分别为70 nm和95 nm左右。617B合金时效前未观察到γ′相,时效后γ′相析出,并分别长大到100 nm和130 nm左右,说明Inconel 740H合金的组织稳定性比617B合金好。在750℃和780℃模拟燃煤环境的试验证明,Inconel 740H合金比617B合金具有更好的耐腐蚀性,617B合金目前还无法取代Inconel 740H合金。     

应变诱发Inconel 718合金γ″相析出和γ″→δ转变

采用X射线衍射技术测定了冷轧Inconel 718合金在810℃时效温度下γ"相和δ相的含量,研究了冷轧变形对γ″相析出和γ″→δ转变的影响.结果表明,在810℃时效,γ″相的析出达到饱和状态此时γ"→δ的转变即将发生;应变可诱发γ″相析出以及γ″→δ转变;δ相的数量与时间的关系符合Avrami方程,随冷轧变形量增加,时间指数减小,δ相析出速率增加;γ"→δ转变的数量与时间的关系也可以用Avrami方程描述.     

应变诱发Inconel718合金γ〃相析出和γ〃→δ转变

采用X射线衍射技术测定了冷轧Inconel 718合金在810℃时效温度下γ"相和δ相的含量,研究了冷轧变形对γ″相析出和γ″→δ转变的影响.结果表明,在810℃时效,γ″相的析出达到饱和状态此时γ"→δ的转变即将发生;应变可诱发γ″相析出以及γ″→δ转变;δ相的数量与时间的关系符合Avrami方程,随冷轧变形量增加,时间指数减小,δ相析出速率增加;γ"→δ转变的数量与时间的关系也可以用Avrami方程描述.     

Inconel718合金金属注射成形制备过程及力学性能

以Inconel718气雾化预合金粉末为原料,采用金属注射成形(MIM)工艺制备Inconel718合金材料.研究Inconel718合金烧结、热等静压(HIP)、热处理对合金显微组织、密度和力学性能的影响.结果表明:经1275 ℃烧结后,烧结体的相对密度达到98%.烧结体经HIP处理后,达到全致密.经烧结+HIP+热处理后,组织弥散析出了大量的γ″相和γ′相,其室温抗拉强度为1250 MPa,延伸率为21.7%;650 ℃抗拉强度为1177 MPa,延伸率为16.6%,其达到或超过了同牌号锻造合金的性能.     

Inconel 751合金长期时效过程中γ′析出相的长大行为

对经过标准热处理的Inconel 751合金,在700℃和850℃进行了长期时效处理。对长期时效处理后的合金组织进行了观察,采用Thermo-calc软件对合金γ′相的析出进行了热力学验证计算。结果表明,Inconel 751合金在700℃时效时,γ′相长大较为缓慢,而在850℃时效时γ′相迅速长大;随着时效温度的升高和保温时间的延长,合金中小颗粒γ′相数量减少,单位面积内的γ′颗粒数目减少,大γ′颗粒数目增加,即发生了Ostwald熟化;Inconel751合金中γ′相主要为N i3(A l,Ti),在700℃和850℃时效过程中,γ′颗粒长大受A l和Ti扩散控制。     

热处理对Inconel 718合金电子束焊接头微观组织和性能的影响

研究了"双8时效"制度和"短时效"制度对Inconel 718高温合金母材和焊缝区的金相组织、室温力学性能的影响。结果表明,焊缝区为铸造组织特征,定向生长的树枝晶内析出γ″和γ'强化相,枝晶主干细长挺直,两侧的二次枝晶以δ相为主,形态短而直。由于"短时效"热处理的温度偏高,使γ″亚稳定相向δ稳定相转变,导致"短时效"热处理后焊件的显微硬度和强度略低于"双8时效"热处理试件,而断后伸长率基本无变化。     

固溶后冷却方式对Inconel X-750合金组织和性能的影响

采用SEM、TEM、EDAX和相分析等分析手段,研究Inconel X-750合金固溶后不同冷却方式下组织和性能的变化。结果显示:水冷和油冷抑制合金中γ′相的析出,时效后均析出球形的γ′相。炉冷后合金中析出一次立方体形γ′相和二次球形γ′相,时效后再次析出球形γ′相;水冷和油冷后晶界上无碳化物析出,时效后晶界上均析出细小针状M₂₃C₆。炉冷后合金晶界上析出块状M₂₃C₆,时效后碳化物尺寸略微长大,形状基本不变;炉冷+时效后合金的强度最高,水冷+时效后合金的冲击性能最好。     

K447A合金的热处理组织和拉伸性能研究

通过对K447A合金在不同热处理状态下的显微组织观察和拉伸性能测试,研究了合金显微组织的演变规律及其对拉伸性能的影响。结果表明,合金铸态组织主要包括γ基体、γ′相、碳化物及γ/γ′共晶,碳化物多分布于晶内枝晶干和晶界。固溶处理后,γ′相由大、小两种尺寸的组成,碳化物发生"碎化",且由γ′相包覆,同时枝晶间处析出了细小的MC型碳化物。高温(1100℃)时效热处理使γ′相长大,同时再次析出细小γ′相;低温(870℃)时效热处理则使γ′相形貌接近长方形。拉伸性能结果表明,合金经固溶热处理和时效热处理后的抗拉强度相近,但时效热处理后的伸长率有所增加。     

热处理态激光立体成形Inconel 718高温合金的组织及力学性能

研究了经过高温均匀化固溶处理+中间δ时效处理+双级时效处理的激光立体成形Inconel 718合金的组织及力学性能,并考察了热处理后合金的位错组态.结果表明,由于热处理过程中的再结晶行为,合金组织由沉积态的初始柱状晶转化为等轴晶.Laves相完全固溶,针状δ相以及γ″强化相分别在晶界处以及γ基体上大量弥散析出.激光立体成形Inconel 718合金热处理态的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及断面收缩率均达到锻件标准.位错与γ″相的相互作用为位错切割γ″相以及位错绕过γ″相,在位错绕过γ″相的区域,位错密度比位错切割γ″相区域高.由于热处理态δ相尺寸大于锻件,位错会在δ相中发生塞积.碳化物和位错之间也存在强烈的相互作用,通过钉扎和拖曳作用来阻碍位错运动.     

镍基合金的析出相及强化机制

用结构分析和性能测试方法,研究了2种镍基合金（617和625）的时效析出相及强化机制。结果表明：在760℃时效过程中,617和625合金均析出面心立方结构的M23C6碳化物和面心立方有序结构的γ′相,M23C6碳化物分布于晶界和晶内,γ′相分布于晶内。此外,625合金还析出体心四方结构的γ″相。2种合金的晶内析出相（M23C6和γ′）稳定性好,617合金的晶界析出相（M23C6）在760℃时效3000 h后聚集长大,仍为不连续分布,可阻碍晶界滑移;625合金的晶界相（γ″相）随760℃时效时间延长数量增多。M23C6作为时效态617合金的主要析出相,弥散分布于晶界和晶内,有利于析出强化,从而提高了617合金的强度和硬度。γ″相作为625合金中的强化相,γ″相与基体（γ）之间的点阵错配度大,共格应力导致的强化作用明显,导致时效态合金的高屈服强度和硬度。     

激光熔化沉积WC复合Inconel 718合金微观组织及磨损性能

目的 解决Inconel 718合金在工程应用中存在的磨损失效等问题,探究碳化钨(Tungsten Carbide,WC)对Inconel 718合金磨损性能的增强机理。方法 通过激光熔化沉积技术制备Inconel 718及WC/Inconel 718涂层,通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM) 和X射线衍射(X–ray diffraction,XRD)等测试手段对Inconel 718合金和WC/Inconel 718复合材料的微观组织和物相组成进行观测,探讨其微观组织演变机理;通过硬度测试和摩擦磨损测试对WC复合Inconel 718合金的硬度、摩擦磨损性能及WC复合强化机理进行研究。结果 涂层的微观组织主要由柱状晶、胞状晶和少量等轴晶组成,加入WC后复合材料的晶粒组织比Inconel 718合金的晶粒组织略微细化;Inconel 718合金主要由γ–(Ni, Fe)、γ′–Ni3(Al, Ti)和Fe3Ni2等物相组成,WC/Inconel 718主要由γ–(Ni, Fe)、γ′–Ni3(Al, Ti)、AlCoCrW、CrNi15W和Cr–Ni–Fe–C等物相组成;WC的加入使Inconel 718合金的硬度略有提升,磨损率降至未添加WC时的65.3%,磨损机制以黏着磨损和磨粒磨损为主。结论 WC颗粒在Inconel 718基体中起到了强化硬质颗粒的作用,部分WC颗粒的熔化提高了合金基体的硬度,且生成的高硬度金属化合物与未熔解的球形WC颗粒在Inconel 718合金基体中起到了阻碍晶粒边界运动的钉扎效果,对提升Inconel 718合金的磨损性能有很大帮助。     

Inconel718合金的蠕变孪晶机制

通过TEM研究了固溶态及直接时效态Inconel718合金的蠕变变形组织。结果表明：固溶态Inconel718合金，在550℃／220MPa条件下达到1％变形量时，蠕变组织的特征为位错交滑移；而直接时效态Inconel718合金，在680℃／650MPa条件下达到1％变形量时，蠕变组织中既有位错滑移后形成的变形带，又存在位错攀移，并且存在少量的孪晶变形。讨论了Inconel718合金中发生蠕变孪晶的机制，着重从γ＂强化相的晶体学特征来解释该现象。研究结果认为：具有特殊结构的γ＂强化相是影响合金蠕变变形机制的根源。     

长时间时效对GH625合金析出相和拉伸性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、拉伸实验研究长时时效对GH625合金析出相及其拉伸性能的影响,并采用绝热法和Rietveld全谱拟合法对合金在720℃长时时效过程中主要析出相的体积分数进行了定量分析,进一步研究了析出相的体积分数与合金拉伸性能的关系。结果表明:GH625合金在720℃长时间时效过程中存在着γ相→γ′相→γ″相→δ相的转变;随着时效时间的延长,γ″相与δ相的体积分数始终在增大,而γ′相的体积分数则先增加后减少。析出相对GH625合金的拉伸性能有较大的影响。γ′相和γ″相的析出能够提高合金的强度,但大量尺寸过大的γ″相对合金的塑性不利;大量δ相的析出和长大使得合金的强度减小,但屈服强度比有所增加,而合金塑性则大幅降低。