不同热处理状态下镍基耐蚀合金析出相的定性定量分析

镍基耐蚀钢的性能,在很大程度上取决于钢中各种相的数量、组成、大小、分布状况和合金元素在晶界的分配情况。镍基耐蚀钢经过等温热处理,通常会形成碳化物相、金属间相等析出相。这些析出相在合金中的形成将导致钢的脆化,显著降低钢的塑性、韧性和耐蚀性。为了对不同热处理条件下镍基耐蚀合金析出相做定性定量分析,实验在选择好合适的电解制度后,利用电解分离方法将析出相从基体中分离。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)定性研究了提取后析出相的形貌以及结构特性的变化过程;并利用Rietveld全谱拟合法计算不同析出相的组成及含量,最后还讨论了析出相含量与材料耐蚀性能间的关系。实验结果表明900 ℃时效形成的析出相最多,且析出相的含量随时间的延长呈明显上升的趋势;腐蚀性能评价结果表明析出相的含量与平均腐蚀速率存在一定的正相关,即随着析出相含量的增加,材料的平均腐蚀速率也增加,耐蚀性能减弱。     

氧化膜对高温合金灰化抗力的影响

利用SEM和EDX研究比较了高铬、硅含量的高温合金,常用耐蚀合金Inco800H和In600以及304不锈钢在650℃、H2 CO合成气氛中的灰化损伤特征,发现高的铬含量和一定的硅含量可使高温合金表面快速形成致密的富铬氧化膜,以阻止石墨丝的形核和焦炭的生长,从而使高温合金在高的碳活度气氛中具有良好的金属灰化抗力。     

NiCrAlY涂层对镍基单晶高温合金氧化性能的影响

采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY微晶涂层.用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究了镍基单晶高温合金及其NiCrAlY微晶涂层在900～1100℃静止空气中的氧化行为.结果表明,镍基单晶合金及其微晶涂层在900℃表现出相同的增重规律,即经初期快速增重后,两者的氧化增重都变得非常平缓;在1000℃,单晶合金的氧化膜不断剥落,使动力学曲线上下起伏,而微晶涂层经初期快速增重后,动力学曲线趋于平缓;在1100℃,单晶合金由于氧化增重远大于氧化膜剥落所造成的失重,使氧化动力学曲线在整个氧化过程中都呈迅速增长趋势,而微晶涂层的氧化动力学基本符合抛物线规律.单晶合金表面形成含Al2O3、Cr2O3、NiO、CrTaO4和Ni(Al,Cr)2O4尖晶石等的复合氧化膜.施加NiCrAlY微晶涂层后,镍基单晶合金表面形成连续、致密且结合良好的单一氧化物Al2O3,使合金的抗氧化性能明显提高.     

镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为

为研究镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为,采用电沉积技术制备了Ni-P、Ni-Fe合金镀层,对其结构与耐蚀性能进行检测.结果表明:不同镍基合金镀层在冬季降水中耐蚀性能不同,其中Ni-Fe合金镀层由于Fe掺杂增加了镍基合金与氧的亲和力,可以快速在Ni-Fe合金镀层表面形成一层连续的氧化膜,对基体起到很好的防护作用,电位最正,自腐蚀电流密度值最小,耐蚀性较好,年腐蚀速率约为20号钢的1/2;而Ni-P合金镀层表面形成氧化膜的速率较缓慢,阻抗值较低,不适合在北方老工业城市的室外装饰与防护中应用.     

应力诱发析出细小γ''''相及其热力学分析

对[001]取向单晶镍基合金进行高温持久和室温瞬时拉伸性能测试后,进行TEM观察及相平衡热力学分析.结果表明形变过程中的外加应力使合金元素在γ基体相中的溶解度发生变化;拉伸应力使元素Al和Ta的溶解度降低,过饱和的Al和Ta发生偏聚,可形成细小γ'相自基体中析出.     

CMAS 对 DZ40M 高温合金及其表面 NiCrAlY 涂层损伤作用研究

CMAS沉积物(CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2, CMAS)已经成为制约航空发动机涡轮叶片热障涂层应用的核心问题,其显著降低热障涂层服役寿命,严重的甚至堵塞叶片气膜冷却孔,导致合金基体烧蚀和失效。本文针对DZ40M钴基高温合金和其表面NiCrAlY涂层,模拟了热障涂层陶瓷层失效后,CMAS沉积物对合金基体和粘结层的腐蚀作用。针对1100℃预氧化10h后的样品,在涂抹相同面密度的CMAS沉积物后,在1100℃、1150℃、1200℃和1250℃条件下保温10h,系统分析了不同温度下CMAS对合金及NiCrAlY涂层表面氧化膜的破坏作用,通过XRD、SEM和EDS等手段,阐明了温度在1150℃以下,CMAS沉积物主要对氧化膜产生粘附及热应力影响,导致冷却过程中的氧化膜剥落;当温度高于1200℃时,CMAS逐步熔融或渗入氧化膜内部,导致氧化膜开裂剥落加速,对金属粘结层和基体的损伤破坏作用加剧。     

油井管用镍基耐蚀合金的研究与发展

介绍了油井管用镍基耐蚀合金G-3的国内外研究现状,并进一步研究了该合金在750℃长期时效后的组织变化.结果表明,长期时效后G-3合金晶内会析出第二相,从而降低合金的耐腐蚀性能.采用数值模拟技术对G-3合金管材的热挤压成形过程进行了模拟分析.结果表明,最大挤压力随着挤压速度的增加先升后降、随着坯料预热温度的升高而逐渐降低;坯料最大温升随着挤压速度的增加而增加,随着坯料预热温度的升高而降低.     

镍基耐蚀合金钢冷轧起皮缺陷分析及控制

分析研究镍基耐蚀合金冷轧表面起皮缺陷,发现变形能力较差的夹杂和少量保护渣是引起冷轧表面起皮缺陷的重要原因。对采用EAF-AOD-LF-CC工艺路线生产镍基耐蚀合金炼钢连铸过程夹杂物的成分组成和形貌、尺寸变化进行了分析,结果表明,镍基耐蚀合金主要形成呈不规则形状的铝复合夹杂物,其变形能力较差。随着LF精炼和连铸的进行,镍基耐蚀合金夹杂物的平均直径呈逐渐减小的趋势,气体含量呈下降趋势,连铸坯夹杂物的平均直径为18μm左右。采用复合脱氧工艺与延长弱搅拌时间,有利于改善镍基耐蚀合金冷轧缺陷,实施后改善效果显著。     

新型镍铸铁的组织与性能的研究

设计了新型耐蚀镍铸铁的组织及其化学成分。试验结果表明，除了石墨和奥氏体基体外，还有合金渗碳体存在。该镍铸铁具有良好的耐蚀性能、较好的机械性能与满意的铸造性能。     

Ti对Fe-Cr-Ni-Al合金抗氧化性能的影响

采用增质(质量增加)法研究Ti对显微组织为γ-Ni+γ′-Ni3Al的Fe-Cr-Ni-Al镍基合金和显微组织为α-Fe+β-NiAl的Fe-Cr-Ni-Al铁基合金在900℃下的高温氧化行为的影响。利用扫描电镜、能谱仪以及X射线衍射对氧化物的形貌、成分和相组成进行分析。结果表明:Fe-Cr-Ni-Al合金在900℃下氧化的质量增加遵循抛物线规律;当Fe-Cr-Ni-Al镍基合金中加入Ti后,合金表面形成一定的保护性较差的TiO2,随Ti含量增加,TiO2增多,发生严重的内氧化,导致合金抗氧化性能变差;而Fe-Cr-Ni-Al铁基合金中加入适量Ti时,合金表面形成保护性良好的Al2O3氧化膜,且Ti在晶界偏析,生成的TiO2将连续的外氧化膜和基体钉扎在一起,增加氧化膜的附着力,从而改善合金的抗氧化性能。但随Ti含量提高,Ti的偏聚程度增加,晶界上形成较多的TiO2,导致一定程度的内氧化,使铁基合金的抗氧化性能降低。