定向凝固高温合金的显微偏析

用电子探针研究了定向凝固高温合金的显微偏析,对比了不同凝固高度上枝干和枝晶间偏析的程度,实际测定的DZ-3合金中各元素的分配系数K值与Ni-x二元系中的分配系数较为接近。详细分析了一个典型树枝晶中各元素自一次轴至树枝尖乃至晶间的变化规律,理论计算与实测值比较一致。显微偏析程度对定向凝固高温合金的横向性能有直接影响。     

Re、Ru对镍基单晶合金元素偏析行为的影响

通过设计并制备出四种Re、Ru含量不同的镍基单晶合金,通过组织形貌观察及浓度测量,研究了元素Re、Ru对铸态镍基单晶合金成分偏析行为的影响。结果表明,Ru主要富集于枝晶间区域,并提高Al、Ta等γ'相形成元素在枝晶干区域的偏析程度,使其他元素在枝晶间区域的偏析程度增加。Re强烈偏析于枝晶干区域,可促进枝晶形核并增加枝晶数量。凝固期间,高熔点的Re、W等元素与基体Ni优先凝固,发生液固转变,形成枝晶组织。由于Re阻碍Ni、Al、Ta等原子发生有序化排列,导致Al、Ta等γ'相构成元素在枝晶干区域的浓度降低,致使枝晶间区域Ni、Al、Ta等元素的浓度增加,最终形成大量共晶组织,是铸态含Re合金共晶组织数量较多、尺寸较大,及含Re合金中Al元素主要偏析于枝晶间区域的主要原因。     

激光熔覆FeCoNiCrAl_2Si高熵合金涂层

研究了激光熔覆后经600—1000℃退火处理的FeCoNiCrAl_2Si高熵合金涂层的组织和性能.结果表明,激光熔覆过程中的快速凝固条件有利于抑制涂层中金属间化合物的析出,涂层具有bcc结构,为有序固溶体,具有较高的硬度(900 HVo 5),相结构和硬度的高温稳定性好;涂层组织为树枝晶,Fe,Cr和Si在枝晶间富集,而Ni,Co和Al在枝晶中富集.随退火温度升高,Al和Si的偏析程度加剧,而其余元素的偏析变化不明显.EBSD研究显示熔覆态涂层的枝晶和枝晶间界面分布有大量小角度晶界,经600℃退火5 h后小角度晶界转变为大角度晶界,晶粒被细化.     

镍基单晶高温合金凝固偏析的表征方法比较

分别采用金相、差热分析、枝晶干/枝晶间取点和随机点阵等方法,对一种含Ru镍基单晶高温合金的凝固偏析进行了表征。结果表明:通过金相和差热分析技术可以对凝固偏析进行定性地表征;同样,采用枝晶干/枝晶间取点法可以定量表征凝固偏析,但铸态组织的不均匀性会给结果带来较大误差;采用点阵法,可以随机地选择测试区域,并通过Scheil方程拟合分凝系数,由于测试过程中干扰因素较少,结果具有较高的可靠性;在凝固过程中,Re和W元素强烈地偏析于枝晶干,Al和Ta元素偏析于枝晶间,而Ru和Co元素偏析程度很低。     

激光增材制造高Nb含量GH4169合金微观偏析行为研究

目的减轻不同热处理状态下激光增材制造高Nb含量GH4169合金组织中的微观偏析。方法采用激光增材制造方法对球磨Nb合金化后的合金粉末进行快速成形,获得具有较高Nb含量的GH4169合金试样。通过光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、维氏硬度测试方法,对沉积态、固溶态和直接时效态试样进行分析,研究因合金中Nb含量变化引起的微观偏析对沉积态和热处理态合金的枝晶组织和显微硬度的影响。结果随着Nb含量的增加,一方面,由于枝晶间的Nb含量增加,枝晶间(γ+Laves)共晶数量增加,且共晶组织形貌更为连续;沉积态试样的显微硬度由228.4HV增大至534.1HV。另一方面,枝晶干Nb元素含量增加,枝晶干与枝晶间Nb元素含量的差异缩小,Nb元素的偏析比由8.59减小至4.13。后续固溶处理后,枝晶结构逐渐消失,枝晶间Laves相的数量随之减少,枝晶干与枝晶间的微观偏析减轻;固溶态试样硬度值随之减小,减小趋势随固溶温度的升高而逐渐平缓。随着Nb含量的增加,直接时效处理后,各试样显微硬度值在微观区域内的均匀性提高,枝晶干与枝晶间强化相的析出差异减小。结论合适的热处理制度既可以实现合金元素的均匀化,还能减小枝晶干与枝晶间强化相的析出差异,减轻激光增材制造高Nb含量GH4169合金组织中的微观偏析。     

电磁场和表面孕育剂对K417高温合金铸态组织的影响

采用浇注后进行电磁搅拌和在模壳内表面涂孕育剂铝酸钴相结合的方法,得到了晶粒组织细化至95μm、断面等轴晶比例达到99%以上的K417高温合金全铸件.使用电子探针、扫描电镜和光学显微镜研究了晶粒细化对枝晶组织、元素枝晶偏析、析出相和缩松的影响.结果表明:晶粒细化后,晶粒形态由粗大的树枝晶向粒状晶转变.其原因为电磁场和表面孕育剂作用下熔体中结晶核心的增殖和枝晶生长的抑制,其中,增殖结晶核心主要来源于电磁搅拌作用下初生枝晶的动力折断与熔断;电磁搅拌和表面孕育剂相结合实现的晶粒细化可以大幅减轻铸件中的枝晶偏析和缩松,并使γ'相、MC型碳化物和(γ γ')共晶的形态和分布得到明显改善.     

一种试验第3代单晶高温合金1100℃长期时效组织演化（英文）

通过1100℃长期时效100~800 h,研究了一种试验第3代单晶高温合金组织演化规律。结果表明:随着时效时间的增加,枝晶干γ′相逐渐变得粗大和不规则;而枝晶间γ′相形貌则随着时效时间的延长呈规则立方、合并长大、筏排化规律演化。枝晶干与枝晶间这种不同的γ′相演化规律主要由合金元素的偏析造成。时效300 h后,枝晶干析出了少量的针状TCP相,随着时效时间增加,枝晶干处TCP相析出量增加;枝晶间直到800 h仍未发现TCP相析出;TEM和EDX分析表明析出相为σ相,富含Re、W元素。     

一种试验第三代单晶高温合金1100℃长期时效组织演化

通过1100℃长期时效100-800小时,研究了一种试验第三代单晶高温合金组织演化规律,结果表明：随着时效时间的增加,枝晶干γ‘相逐渐变得粗大和不规则;而枝晶间γ’相形貌则随着时效时间的延长呈规则立方、合并长大、筏排化规律演化。枝晶干与枝晶间这种不同的γ‘相演化规律主要由合金元素的偏析造成。时效300小时后,枝晶干析出了少量的针状TCP相,随着时效时间增加,枝晶干处TCP相析出量增加;枝晶间直到800小时仍未发现TCP相析出;TEM和EDX分析表明析出相为σ相,富含Re、W元素。     

GH742y合金凝固偏析行为

采用组织分析和差热分析相结合的方法系统研究GH742y合金的凝固偏析行为和铸态组织形成规律。GH742y合金枝晶偏析严重,组织析出复杂:Cr、Co、W、V和Al偏析于枝晶干,而Nb、Ti和Mo等元素在枝晶间的富集导致一次和二次γ′相、(γ γ′)共晶、MC碳化物、M6C碳化物、Laves相和δ相的析出;稀土元素La和Ce的偏析导致Ni5Ce相和富氧硫稀土相的枝晶间析出。相分计算表明,严重的元素偏析以及大量富Nb和Ti相的析出是σ相和μ相等有害TCP相析出的主要原因。GH742y合金的凝固顺序为:γ基体、MC碳化物、一次γ′相、(γ γ′)共晶、Laves相、Ni5Ce相和M6C碳化物。     

GH141合金的凝固偏析特性及均匀化处理

利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪分析了经真空感应+真空自耗冶炼的GH141合金自耗锭的铸态组织及凝固偏析特性,并研究了均匀化处理温度和时间对GH141合金微观组织、析出相、元素偏析情况的影响规律。结果表明,GH141合金铸锭存在明显枝晶偏析,Ti、Mo偏聚于枝晶间,Al、Co、Cr偏聚于枝晶干;枝晶间主要析出相为MC和M₆C+M₂₃C₆碳化物。在均匀化过程中,随着均匀化温度的升高和时间的延长,枝晶组织消除、碳化物回溶、偏析元素逐渐扩散均匀;经1190 ℃×48 h均匀化处理后,合金成分基本均匀,大部分碳化物已回溶。     

高温合金Inconel718、Inconel706和Inconel706M电渣重熔组织均匀性

对比研究了高温合金Inconel 718、Inconel 706和Inconel 706M电渣重熔铸锭的枝晶组织和析出相差异。结果表明,在3种高温合金中,718铸锭中心区域的枝晶间距与边缘区域的差值最小,并且主要偏析元素Nb和Ti在铸锭中心的偏析率与边缘的差异也最小,718铸锭的宏观组织均匀性最好;706M铸锭中心与边缘的枝晶间距差值最大,且铸锭中心的Nb元素偏析率与边缘的差异达到0.91%,铸锭宏观组织均匀性最差。718铸锭枝晶间易富集正偏析元素Nb和Mo,最高含量分别达到6.82%和3.01%;706、706M铸锭枝晶间最高Nb含量均低于4%,Ti元素含量最高均达到2%以上,同时706及706M铸锭组织中Nb的偏析率依然很大。706铸锭组织中Laves相最多,中心位置Laves相含量达到3.9%,边缘含量降低超过2%,分布不均匀;706M铸锭组织中Laves相最少,中心及边缘含量均低于2%,含量分布比较均匀。与718和706相比,706M铸锭中心区域的碳氮化物平均长度与边缘的差异最大,且组织中存在更少的针状相。     

Ni添加量对Co-Al-W基单晶高温合金凝固特性的影响

基于实验研究、热力学计算与动力学分析,研究了Ni含量对Co-Al-W基单晶高温合金凝固特性的影响。结果表明：无Ni和添加Ni的Co基单晶高温合金均具有典型的枝晶组织,但Ni的添加增大了合金的一次枝晶间距。同时,Ni的添加增大了Al和W元素的显微偏析倾向,降低了Ta元素的显微偏析倾向,但对Ti元素的显微偏析倾向的影响较小。无Ni合金的枝晶间析出相为初生γ′相和(β+γ′)共晶相,而含Ni合金的枝晶间析出相为初生γ′相,即Ni的添加改变了合金的凝固路径与铸态组织。同时,Ni的添加对Co-Al-W基单晶高温合金凝固特征温度的影响不明显。     

40MnB��ƫ���γɴ�״��֯�Ļ����о�

观测和分析了40MnB钢铸坯断面不同位置的枝晶偏析形貌,并对枝晶和枝晶间成分偏析进行微观检测;研究了不同热轧压下量时显微组织的偏析形态;借助扩散方程讨论了枝晶间距和热轧显微组织对带状组织的影响。结果表明：40MnB钢铸坯由表面到中心偏析逐渐加重,C、Mn元素在枝晶间偏析,铸坯中心处Mn元素偏析严重;偏析间距决定着消除带状组织的难易;减轻铸坯枝晶偏析和热轧组织偏析有利于消除带状组织。     

GH4151合金的凝固偏析行为及均匀化热处理研究

GH4151合金是一种承温能力高达800℃的新型涡轮盘用铸锻变形高温合金,该合金在凝固过程中元素偏析严重,主要偏析元素包括Nb、Mo和Ti等元素,同时合金中包含大量的C元素,在熔炼凝固后期由于残余液相中的元素富集,枝晶间会析出大量有害相,包括（γ-γ′）共晶,Laves相,η相和MC碳化物。实验通过研究C含量对各偏析元素的影响发现,增加C含量可减轻Nb元素在枝晶间的偏析,此外,随C含量的增加枝晶更发达,枝晶间区域减少。随后通过研究在1160～1210℃不同温度下的均匀化热处理对各枝晶间析出相的影响发现,（γ-γ′）共晶和Laves相的熔点约为1180℃,η相的熔点约为1200℃,MC碳化物的熔点超过1300℃;同时,发现1170℃/16 h+1200℃/8 h双步均匀化热处理不仅可以消除铸锭中的偏析,而且避免了低熔点相过烧而产生的孔洞,使坯料更加有利于后续开坯变形。     

提高LF6合金均火温度对均火过程的影响

直接水冷半连续铸造生产的铸锭,由于不平衡冷却和温度过冷、浓度过冷,合金凝固结晶时必然发生溶质元素的再分配,在铸锭显微组织上存在枝晶偏析,在晶界和枝晶间界上存在不平衡共晶,难熔元素在晶内过饱和。这种组织状态不仅降低铸锭的加工工艺塑性,降低合金的耐电化学腐蚀性能,同时也影响加工材的组织和力学性能。为了克服以上弊病,通常将铸锭进行组织均匀化处理。     

ER50-6连铸小方坯枝晶偏析的热扩散动力学

研究了ER50-6焊线钢连铸小方坯的枝晶偏析及其在加热过程中的扩散动力学。应用电子探针观测和分析了ER50-6钢连铸坯断面边部和中心位置的枝晶偏析形貌,并通过高温加热试验分析了C、Mn元素的热扩散行为;最后借助扩散动力学方程讨论了高温加热制度对枝晶偏析的改善作用。试验结果表明,常规凝固条件下,ER50-6连铸坯中的C、Mn元素分布不均匀,锰元素在枝晶间富集,偏析现象明显;1 100 ℃保温36 min可以使C元素基本扩散均匀,但只能略微减轻锰元素的偏析,说明依靠连铸坯加热来减轻锰元素的偏析在实际生产中不可行。     

难变形高温合金GH4175铸态组织及均匀化工艺

采用热力学计算、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对GH4175合金铸锭进行显微组织、析出相和元素偏析情况分析,并研究了均匀化处理过程中合金组织演变和元素再分配的变化规律.结果 表明:GH4175合金铸锭枝晶偏析严重,Nb、Mo、Ti元素偏聚于枝晶间,Nb元素的偏析最为严重,主要析出相为γ'相、M23C6、MC、Laves相及针状8相.合金铸锭在1150℃时出现低熔点相熔化现象,在1200℃时出现枝晶初熔.合金铸锭均匀化应采用低温预处理加高温扩散的两段式,经1140℃×10 h+1190℃×30 h均匀化处理后,合金中的有害低熔点相回溶,枝晶偏析基本消除,是比较合理的均匀化工艺.     

EFFECT OF PHOSPHORUS ON SOLIDIFICATION,ELEMENT SEGREGATION AND η-PHASE PRECIPITATION IN GH 761 ALLOY

本文用金相、电子探针等方法研究了磷对ＧＨ７６１合金凝固过程、元素偏析及η相析出的影响。结果表明，随合金中磷含量升高，磷大量地偏析于枝晶间，强烈地降低合金的终凝温度，促进Ｔｉ，Ｎｉ等元素的偏析，抑制Ｍｏ，Ｂ，Ｓ，Ｓｉ等元素的偏析，磷显著地促进η相的析出，降低η相析出温度。     

稀土、钛变质对贝氏体铸钢成分偏析及强韧性的影响

研究了稀土、钛和稀土 /钛复合变质对贝氏体铸钢成分偏析和强韧性的影响。结果表明 :采用稀土 /钛复合变质剂能基本上消除碳和其它元素 (Si、Cr)的枝晶偏析。复合变质后铸钢的硬度和冲击韧度同时提高。冲击韧度提高来源于晶粒细化、残余块状奥氏体较少、夹杂物改性等。硬度提高主要是由于成份偏析较小 ,使枝干碳和合金元素含量提高 ,从而使马氏体中的碳含量提高所致。     

磷含量对GH761合金凝固,偏析及η相析出的影响

本文用金相、电子探针等方法研究了磷对ＧＨ７６１合金凝固过程、元素偏析及η相析出的影响。结果表明，随合金中磷含量升高，磷大量地偏析于枝晶间，强烈地降低合金的终凝温度，促进Ｔｉ，Ｎｉ等元素的偏析，抑制Ｍｏ，Ｂ，Ｓ，Ｓｉ等元素的偏析，磷显著地促进η相的析出，降低η相析出温度。