δ相对Inconel 625合金管材组织及性能的影响（英文）

通过冷变形及时效处理来调控Inconel 625合金中δ相的含量、分布及形貌,采用XRD、SEM和EDS表征δ相的特征,研究了δ相对Inconel 625合金管材组织及性能的影响。研究表明,随着冷变形量的增加,合金的平均晶粒尺寸减小,晶粒变形均匀性逐渐变好,合金的硬度增加;δ相首先在形变孪晶界、晶界及变形带上析出,随后在晶内析出,针状的δ相在晶内呈近正交状或网格状分布,而在变形带上平行排列;随着冷变形量的增加,δ相的形貌由针状转变为短棒状或颗粒状;合金的平均晶粒尺寸随着冷变形量的增加和保温时间的延长而减小;当冷变形量为35%时,合金的硬度随保温时间的延长而增加,而冷变形量超过50%时合金的硬度没有发生明显的变化。     

铌在一种高合金化高温合金中的偏析与扩散行为

研究铌在一种高合金化镍基高温合金凝固过程中的偏析和均匀化过程中的扩散行为。铌严重偏析于枝晶间区域,其偏析系数高达4.30。许多富铌相,包括Laves相、δ相、（γ＋γ′）共晶、MC和M6C碳化物等在枝晶间析出。利用差热分析和在不同温度、时间的均匀化处理确定各种富铌相的溶解温度和枝晶偏析的消除程度。元素扩散计算表明：铌的扩散速率随着均匀化温度的提高而显著增加,从而有效地缩短均匀化时间。提出一种无初熔的三步均匀化制度,可以完全消除铌的枝晶偏析,获得均一的组织。     

过偏晶合金Ni-40%Pb深过冷凝固组织

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究过冷Ni-40%Pb(质量分数)过偏晶合金的组织演化规律. 结果发现 过偏晶合金在快速凝固阶段本质上是以枝晶方式生长; 当ΔT《50K时, 合金组织为粗大枝晶+枝晶间Pb相+团块状Pb相; 当100《ΔT《198K时, 合金组织宏观偏析严重; 当ΔT＝292K时, 合金组织呈粒状晶, 第二相均匀弥散分布. 分析表明凝固组织宏观偏析与快速凝固阶段固液相变速率和体系残余液相分数有关; 粒状晶粒化机制属于枝晶碎断再结晶机制.     

δ相对Inconel625合金管材组织及性能的影响

本文在不改变Inconel 625合金成分的前提下,通过冷变形及时效处理来调控合金中δ相的含量、分布及形貌,以确保合金组织的稳定性及使用可靠性。通过室温压缩试验和时效处理,研究了冷变形对δ相的含量、分布及形貌影响和δ相对Inconel 625合金管材组织性能的影响。采用XRD、SEM和EDS表征δ相的特征。研究表明,随着冷变形的增加,合金的平均晶粒尺寸减小,晶粒变形均匀性逐渐变好,合金的硬度增加;冷变形促进了δ相的析出;随着冷变形量的增加,δ相首先在形变孪晶界、晶界及变形带上析出,随后在晶内析出,针状的δ相呈现近正交状或网格状分布在晶内,且在变形带上平行排列,同时,随着冷变形量的增加,δ相的形貌由针状转变为短棒状或颗粒状;合金的平均晶粒尺寸随着冷变形量的增加和保温时间的延长而减小;当冷变形量为35 %时,合金的硬度保温时间的延伸而增加,而冷变形量超过50 %时合金的硬度没有发生明显的变化。     

长期时效对一种GH4169合金蠕变行为的影响

通过对改进GH4169合金进行不同制度热处理、蠕变性能测试和组织观察,研究了长期时效处理对合金蠕变行为的影响。结果表明：合金经常规热处理的组织由γ、γ′、γ″相、粒状碳化物和δ相组成,其中,弥散分布的粒状γ′和椭圆状γ″相以相干方式分布在合金基体中,粒状碳化物在晶界和晶内析出,而δ相分布于晶界。蠕变期间,粒状碳化物可抑制晶界滑移,阻碍位错运动,使得合金具有良好的服役性能。由于长期时效处理增加了针状δ相的数量和尺寸,割裂了基体的连续性,蠕变期间激活的位错滑移至晶界受阻,可促使裂纹沿晶界的萌生与扩展,使长期时效后合金的蠕变寿命较低。     

高温度梯度定向凝固冷却速率对DZ4125合金γ'相的影响

研究了高温度梯度定向凝固条件下冷却速率对DZ4125合金中γ'相形态、分布和尺寸的影响.结果发现,随着冷却速率的增大,合金的枝晶逐渐细化.当冷却速率达到36.4 K/s时,合金的凝固组织由粗枝晶变为超细枝晶.在此过程中,γ'相从立方形逐渐球形化,且枝晶干γ'相的球化速度比枝晶间的γ'相球化速度快.同时,枝晶干和枝晶间γ'相尺寸逐渐减小,枝晶干和枝晶间γ'相的均匀化程度增加.枝晶间γ'相比枝晶干γ'相的尺寸大,这种差别随冷却速率的增大而减小.造成γ'相在形貌和尺寸上变化的根本原因是冷却速率的变化引起γ固溶体中溶质的过饱和度ΔX,过饱和γ固溶体的过冷度ΔT,γ'相脱溶析出的临界形核功ΔG*和溶质在γ固溶体中扩散系数D的改变.     

高温度梯度定向凝固冷却速率对DZ4125合金γ′相的影响

研究了高温度梯度定向凝固条件下冷却速率对DZ4125合金中γ′相形态、分布和尺寸的影响.结果发现,随着冷却速率的增大,合金的枝晶逐渐细化.当冷却速率达到36.4 K/s时,合金的凝固组织由粗枝晶变为超细枝晶.在此过程中,γ′相从立方形逐渐球形化,且枝晶干γ′相的球化速度比枝晶间的γ′相球化速度快.同时,枝晶干和枝晶间γ′相尺寸逐渐减小,枝晶干和枝晶间γ′相的均匀化程度增加.枝晶间γ′相比枝晶干γ′相的尺寸大,这种差别随冷却速率的增大而减小.造成γ′相在形貌和尺寸上变化的根本原因是冷却速率的变化引起γ固溶体中溶质的过饱和度ΔX,过饱和γ固溶体的过冷度ΔT,γ′相脱溶析出的临界形核功ΔG~＊和溶质在γ固溶体中扩散系数D的改变.     

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。     

低温形变热处理对Inconel718合金组织的影响

利用透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪研究了低温形变热处理时冷轧变形道次及不同变形量对Inconel 718合金中金属间化合物γ＂相和δ相的分布、形貌和数量的影响.结果表明：随着变形量的增加,析出相由晶内和晶界析出逐渐转变到形变带及位错墙处析出,δ相形状由针状过渡到短棒状或颗粒状,γ＂相的尺寸逐渐减小.形变既促进γ＂相的析出又促进γ＂相向δ相的转变.γ＂、δ相的含量随变形量的增加而增加,两道次冷轧的低温形变热处理工艺提高了δ相的含量,却减少了γ＂相的量.     

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。     

固溶温度对一种定向凝固镍基合金中温蠕变性能的影响

通过对一种定向凝固合金进行不同温度的固溶处理、蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了固溶温度对枝晶臂/间区域的成分偏析及持久性能的影响。结果表明:经1230℃固溶及时效处理后,合金在枝晶干/间区域存在明显的成分偏析和组织不均匀性,粗大γ'相存在于枝晶间区域,细小γ'相存在于枝晶干区域,碳化物呈条状分布在枝晶间区域。合金经1260℃固溶及时效处理后,可明显降低合金中元素的偏析程度,并消除了合金在枝晶间区域存在中的粗大γ'相,使高体积分数细小立方γ'相均匀分布在枝晶间和枝晶干区域,并有细小粒状碳化物沿晶界析出,抑制晶界滑移,因此,可大幅度改善合金的中温蠕变性能。合金在中温蠕变期间的变形特征是位错在基体中滑移和剪切γ'相,并在γ'/γ两相界面形成位错网。蠕变后期,由于沿与应力轴呈45!角的晶界承受载荷的最大剪切应力,故裂纹易于在与应力轴呈45!角的倾斜晶界处萌生与扩展。     

热处理对激光增材制造IN718合金组织及析出相演变的影响

研究了经过固溶+双时效(SA)、均匀化+双时效(HA)、均匀化+固溶+双时效(HSA)3种热处理后IN718合金的微观组织、析出相的演变。结果表明,沉积态试样中的显微组织为柱状晶结构,并贯穿多个沉积层;经过SA热处理后开始发生再结晶;经HA和HSA热处理后再结晶程度显著提高。热处理能够促进沉积态中的柱状晶逐渐向等轴晶转变。沉积态试样中存在γ基体、Laves相和一些碳化物;经过SA热处理后溶解了大部分的Laves偏析相,并在晶界、晶内、枝晶间析出大量的针状δ相,还有部分碳化物残留;经过HA热处理后,Laves偏析相、δ相全部溶解,只有少量的碳化物残留;经过HSA热处理后Laves偏析相全部溶解,在晶界处析出部分δ相,还有少量的碳化物残留。沉积态试样中没有γ′、γ″相析出,3种热处理状态均有大量的γ′、γ″相析出。     

IN718合金近等温锻造研究

对IN718合金进行近等温锻造实验.结果表明:近等温锻造IN718合金微观组织和拉伸性能对温度场敏感,对变形量和应变速率不敏感,有利于IN718合金近等温加工成形.当成形温度较低时(980℃),晶粒细小,间隙相以短棒状析出,分散程度高,塑性性能高,但是屈服强度低;当成形温度较高时(1060℃),晶粒粗大,仅在晶界处有间隙相以针状析出,塑性性能较低,但是屈服强度好转;在1020℃近等温锻造IN718合金,晶粒细小,短棒状问隙相在晶内析出、针状间隙相在晶界处析出,拉伸性能优越,针状间隙相对屈服强度贡献显著.     

时效处理对GH4169合金显微组织及高温拉伸变形行为的影响

研究了在900 ℃超温服役的试验条件下,时效时间对GH4169合金的显微组织形貌、显微硬度和高温拉伸性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,δ相先由晶界呈短棒状析出,然后以长针状覆盖整个晶粒。时效初期晶粒有长大现象,随着δ相沿晶界的不断析出,晶粒长大现象消失。900 ℃时效处理使得GH4169合金强化相发生溶解与转化,致使合金显微硬度从44 HRC急剧降至13.6 HRC,但后续保温时间的延长对显微硬度影响较小。δ相的析出对合金的高温力学性能有显著影响,适量的析出提高了合金的抗拉强度和高温塑性,大量析出则导致合金抗拉强度变低,高温塑性变差;不同时效处理后的合金高温拉伸均为典型的弹性-均匀塑性变形,变形断裂机制皆为微孔聚集型断裂。     

过冷Ni-31．44％Pb偏晶合金凝固行为

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法研究Ni-31.44%Pb偏晶合金宽过冷区间凝固组织演化规律;结果表明,过冷偏晶合金在快速凝固阶段首先形成枝晶α骨架,再辉重熔后分布于枝晶间的残余液相按照平衡凝固模式进行后续反应;在0～286K过冷范围内,当ΔΤ＜50K时,合金凝固组织为粗大枝晶α+枝晶间Pb相;当70＜ΔT＜232K时,凝固组织为细密枝晶α+枝晶臂上细小的Pb颗粒+枝晶间Pb相;当ΔT＞242K时,凝固组织为过冷粒状晶+均匀细小的Pb颗粒+少量尺寸较大的枝晶间Pb颗粒,过冷粒状晶的粒化机制属于枝晶碎断-再结晶机制.     

Cu-4Ni-2Sn-Si合金的铸态组织及均匀化退火工艺的研究

采用OM、SEM、EDS及硬度测试等分析方法研究了Cu-4Ni-2Sn-Si合金的铸态显微组织,以及均匀化退火对合金显微组织及性能的影响。结果表明,铸态Cu-4Ni-2Sn-Si合金的显微组织枝晶发达,合金元素分布不均匀,Sn呈反偏析现象,且室温组织由α-Cu和δ-Ni2Si相组成。随着均匀化退火温度的升高及保温时间的延长,合金元素的分布趋于均匀化,Sn的反偏析现象基本被消除,有大量δ-Ni2Si析出且趋于均匀化分布,均匀化退火效果受温度影响较大。由此建议Cu-4Ni-2Sn-Si合金较佳的均匀化退火条件为850℃×4 h,其硬度值为HB99.5,电导率为16.64%IACS。     

低温形变热处理对Inconel718合金组织的影响

利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪研究了低温形变热处理时冷轧变形道次及不同变形量对Inconel 718合金中金属间化合物γ″相和δ相的分布﹑形貌和数量的影响。结果表明:随着变形量的增加,析出相由晶内和晶界析出逐渐转变到形变带及位错墙处析出,δ相形状由针状过渡到短棒状或颗粒状,γ″相的尺寸逐渐减小。形变既促进γ″相的析出又促进γ″相向δ相的转变。γ″﹑δ相的含量随变形量的增加而增加,两道次冷轧的低温形变热处理工艺提高了δ相的含量,却减少了γ″相的量。     

Al-4Cu-Mg-Er合金均匀化制度研究

通过扫描电镜观察、XRD物相定性分析,研究了Al-4Cu-Mg-Er合金相组成及其均匀化制度.结果表明:Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于铸态合金中;Al8Cu4Er相与Al2Cu相在合金铸态组织中共生于晶界,形成典型的枝晶偏析;Al8Cu4Er相在合金晶界凝固时比Al2Cu相优先析出,生长为典型的枝晶组织.与Al2Cu相相比较,Al8Cu4Er相的熔点较高,为难溶相,成为该合金均匀化制度的制约因素.经400℃×6h+495℃×24h均匀化处理后,Al8Cu4Er相回溶至基体,合金晶界变薄,均匀化效果明显.     

GH4700合金偏析行为及均匀化过程中元素分配的规律

采用热力学计算、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法,分析研究了GH4700合金铸锭的显微组织及元素偏析情况,并研究了均匀化温度与时间对合金元素再分配的影响规律。结果表明:GH4700合金铸锭存在严重的枝晶偏析,Nb、Ti等元素大量偏聚于枝晶间,主要的析出相为γ’相、Laves相、MC碳化物及少量的δ相,热力学计算结果与实际相符;在均匀化过程中,元素发生明显的再分配,随着温度升高和保温时间的延长,Ti、Nb元素逐渐扩散均匀,当热处理制度为1170℃×48 h时,元素偏析基本消除,有害析出相回溶,是可选的均匀化工艺。     

GH4169合金均匀化过程中的相变动态原位研究

为揭示GH4169合金在均匀化处理过程中成分和组织的演变规律,利用高温金相显微镜实时原位观察热处理过程中合金的显微组织,定量分析了冷却后合金中Laves相的粒度分布,探讨了合金中Nb元素在热处理前后的分布规律。GH4169合金升温到1151℃左右时,邻近Laves相周围区域开始初熔。热处理后GH4169合金中Laves相颗粒数增加,但Laves相最大颗粒尺寸显著减小,小颗粒Laves相比例略有增加。在1180℃保温时,GH4169合金中已有液相存在,但NbC未溶解。热处理后合金中原枝晶间黑色区域的Nb元素偏析仍存在,但Nb元素的在枝晶轴γ相中分布更加均匀。