高温碳化环境对镍－铬－铁基耐蚀耐热合金的组织和性能的作用

研究了镍－铬－铁基耐蚀耐热合金ＩＮＣＯＬＯＹ８００Ｈ的高温抗碳化性能。该合金经７００℃、８００℃和９００℃城市煤气环境中长期保持后，其外观明显变化，８００℃及９００℃样品外表层严重剥落，剥落层主要由石墨、碳及氧化铬组成。而次表层则为碳化铬、氧化铬、氧化铁等混合物组成。经碳化后合金的高温机械性能有明显变化，屈服强度因表层化合物的强化作用而升高，抗拉强度及伸长率则下降，碳化温度越高则降低越显著。     

铬含量对铁基涂层抗高温氧化性能的影响

采用电弧喷涂技术制备四种铁基抗高温氧化涂层.将涂层加热到800℃进行240h高温氧化实验.采用扫描电镜、X射线衍射仪对涂层氧化产物的形貌、成分和相组成进行分析.结果表明:铬含量对铁基合金涂层的抗高温氧化性能有显著的影响,当铬含量大于40%(质量分数,下同)时,涂层表面生成了连续的Cr2O3保护膜,涂层具有良好的抗高温氧化性能.铬含量(<30%)较低的涂层,涂层表面只能生成少量尖晶石结构的氧化物FeCr2O4,对基体有一定的保护,但其氧化产物大部分是Fe2O3,组织结构疏松,容易脱落,保护性能较差.     

铬、铝、硅对铁基高温合金抗氧化性能的影响

采用正交设计的实验方法探讨了铬、铝、硅元素含量对铁基高温合金抗氧化性的影响规律。为获得稳定的抗氧化能力,上述各元素的含量应分别高于17%Cr,4%Al,1.5%Si。结果表明:当三元素同原子比时对铁基高温合金抗氧化性的影响次序为Si最大,Al次之,Cr最小。结构平坦、组织致密、颗粒细小均匀的氧化膜抗氧化性较好,反之较差。当氧化膜由Cr2O3,Al2O3,SiO2,Fe(Ni)Cr2O4多种氧化物组成复合氧化膜时于1250℃表现为强抗氧化性,当缺少Al2O3或SiO2时表现为弱抗氧化性。     

微量元素磷对Rene‘N4单晶镍基高温合金组织和性能的影响

本文着重研究了微量元素磷对Ｒｅｎｅ＇Ｎ４单晶镍基高温合金组织和性能的影响，研究结果表明，随着Ｐ含量的增加，凝固组织中ｒ／ｒ＇共晶量越来越多，且当Ｐ含量达０．０５６％时，在ｒ／ｒ＇共晶前沿出现了大量的磷化物共晶；凝固组织的枝晶间距也随着Ｐ含量的增加而减小，在８５０℃／５００ＭＰａ条件下，该合金的持久寿命随Ｐ含量的增加而显著降低；其持久断口的分形维数Ｄｆ＝１．４１±０．０１。     

无铬达克罗涂层的制备及其耐蚀性能

为了制备耐蚀性优良的无铬达克罗涂层,以硅烷偶联剂、植酸及锰盐代替铬酐制备了无铬达克罗涂液,采用正交试验优化了涂液配方,通过分析涂层的表面、截面形貌,对涂层的耐蚀机理作了初步探究。结果表明:无铬达克罗涂液的优化配方为锌粉25.2 g,铝粉2.8 g,乙二醇14 mL,OP-10 14 mL,锰盐2.5 g,植酸O.4 g,KH-5503.5 g,丁二酸0.2 g,硼酸0.2 g,蒸馏水58 mL;涂层的微观多孔结构使腐蚀介质扩散至金属表面的通道长度增加,进而提高了涂层的耐蚀性能。     

镍镀层水性无铬钝化后的耐腐蚀性能

为了提高电镀镍层的耐蚀性能,分别采用了硅烷偶联剂(KH-550)和有机-无机缓蚀剂水性无铬钝化液对电镀镍层进行了钝化。研究了KH-550的水解过程及2种钝化液的稳定性,分析了2种钝化膜的耐蚀性能及其形貌。结果表明:KH-550水解后生成了硅醇,硅醇发生缩合交联反应,水解液不稳定;电镀镍层钝化后耐腐蚀性能得到明显提高,但2种钝化膜的均匀性有待提高。     

热等静压对NiAl-Cr(Zr)金属间化合物合金显微组织和性能的影响

研究了铸造和经热等静压 (HIP)处理的 Ni Al- 33.5 Cr- 0 .5 Zr多相金属间化合物合金的显微组织和高温力学性能。结果表明 ,经 HIP处理后 ,共晶胞尺寸变化不大 ,但 α- Cr相变粗 ,变长 ;胞界上的 Ni2 Al Zr相转变为富 Zr相。HIP处理后 ,压缩屈服强度明显提高 ,在 12 73K,应变速率为 1.0 4× 10 - 3s- 1时 ,σ0 .2 增加约 5 0 % ;应变速率为 1.0 4× 10 - 4 s- 1 ,5× 10 - 5 s- 1 时 ,σ0 .2 增加约一倍。在 1373K时 ,σ0 .2 增加的幅度较小。低应变速率时 ,HIP处理后的压缩真应力 -真应变曲线也与铸态的显著不同。高温压缩变形很好地符合幂指数规律和温度补偿的幂指数规律。TEM观察表明 ,HIP处理后的高温变形受亚晶粒的形成控制     

镍、铁基喷焊层组织与性能研究

为寻找具有耐盐酸腐蚀能力的喷焊用合金粉末,自行设计了3种喷焊粉末,并对比研究了自制粉末与商业Ni60粉氧乙炔喷焊层的显微硬度、显微组织形貌和耐盐酸腐蚀性能.结果表明,自制1号粉喷焊层的显微硬度值明显高于商业Ni60喷焊层,自制2号粉喷焊层的显微硬度和耐蚀性均优于商业Ni60喷焊层.分析认为,钼的加入可改善合金粉末的喷焊工艺性,提高喷焊层的耐盐酸腐蚀性能;铬含量的增加显著提高了喷焊层的显微硬度;喷焊层中铁含量的增加对耐盐酸腐蚀性能有不利影响.     

镍基粉末高温合金的组织、性能与成型和热处理工艺关系的研究

分析了镍基粉末高温合金的成型、热处理等冶金工艺及央杂缺陷的性质等与合金组织和性能的关系，描述了粉末高温合金的热处理工艺，提出了今后我们粉末高温合金组织性能研究工作的重点。     

新型铝奥氏体耐热合金的高温塑性变形行为和热力工性能

新型含铝奥氏体耐热合金(AFA)进行压缩热模拟试验,使用OM和EBSD等手段研究了这种合金在950~1150℃和0.01~5 s^-1条件下的微观组织演变、建立了基于动态材料模型热加工图、分析了变形参数对合金加工性能的影响并按照不同区域组织变形的特征构建了合金的热变形机理图。结果表明：新型AFA合金的高温流变应力受到变形温度和应变速率的显著影响。在变形温度为950~1150℃和应变速率为0.18~10 s^-1条件下,这种合金易发生流变失稳。在变形温度为1050~1120℃、应变速率0.01~0.1 s^-1和变形温度1120~1150℃、应变速率10^-0.5~10^-1.5 s^-1这两个区间,这种合金发生完全动态再结晶行为且其再结晶晶粒均匀细小,功率耗散因子η达到峰值45%。新型AFA合金的热加工艺,应该优先选择再结晶区域。     

Material Characterization of Ni Base Alloy for Very High Temperature Reactor

The generation of highly efficient electricity and the production of massive hydrogen are possible using a very high temperature reactor （VHTR） among generation IV nuclear power plants. The structural material for an intermediate heat exchanger （IHX） among numerous components should be endurable at high temperature of up to 950 °C during long-term operation. Impurities inevitably introduced in helium as a coolant facilitate the material degradation by corrosion at high temperature. In the present work, the surface reactions available under controlled impure helium at 950 °C were investigated based on the thermodynamics and the corrosion tests were performed in a temperature range of 850-950 °C during 10-250 h for commercial Alloy 617 as a candidate material for an IHX. Moreover, the mechanical property and microstructure for nickel-based alloys fabricated in laboratory were evaluated as a function of the processing parameters such as hot rolling and heat treatment conditions. From the reaction rate constant obtained from an impure helium control system for a material evaluation, it was predicted that the outer oxide layer thickness, internal oxide depth, and carbide- depleted zone depth reach about 116, 600 and 1000 μm, respectively when Alloy 617 is exposed to an impure helium environment at 950 ~C for 20 years. For Ni-Cr-Co-Mo alloy, subsequent annealing and a combination of cold working and subsequent annealing following solution annealing caused increases in the grain boundary carbide coverage and size. The angular distribution of the grain boundary as well as the carbide distribution was also changed leading to a consequent improvement of the mechanical property at 950 °C in air.     

Incoloy800H合金大型电渣扁锭的铸态组织研究

对耐蚀合金Incoloy800H大型电渣扁锭进行了低倍组织、高倍组织和元素偏析等分析,掌握了其铸态组织形貌及成分偏析的特点,为今后耐蚀合金大型电渣扁锭开发作参考和指导。     

TZM合金高温性能研究现状

TZM合金是目前广泛应用的一种高温钼合金,因其具有高熔点、抗腐蚀、力学性能优异等优点,广泛应用于军工、航天和高温结构件等领域。其主要通过元素的固溶强化、第二相强化和形变强化3种形式强化的作用,具有良好的室温塑性和高温性能。还重点介绍了TZM合金的高温性能,并对TZM合金的发展提出了看法。     

Effect of Training on Two-way Shape Memory Effect and Its Stability in a Ti-Ni-Hf High Temperature Shape Memory Alloy

The Effect of the thermal cycling training under constant strain on the two-way shape memory effect (TWSME) in a Ti36Ni49Hfl5 high temperature shape memory alloy (SMA) has been investigated by bending tests. The results indicated that the training procedure is beneficial to get the better TWSME. The two-way shape memory strain increases with increasing the training strain. And it decreases with increasing the training temperature. The TWSME obtained in the present alloy shows poorer stability compared with that obtained in the TiNi alloys.     

GH2027铁基高温合金的第二相研究

运用电子显微分析和波谱分析等方法对ＧＨ２０２７合金的第二相进行了研究，结果表明，合金晶界相主要是片状Ｍ６Ｃ和薄膜状Ｍ２３Ｃ６，经波纹图样测得其错配度约为３％，晶内Ｍ６Ｃ和Ｍ２３     

Ta合金高温防护涂层研究

使用料浆熔烧工艺在Ta-10W合金表面制备了Si-Cr-Ti-W系统的硅化物涂层。分析认为,涂层由二硅化物和硅基共熔体组成。在结构上由外表面保护膜、主体层以及界面内层三部分构成。保护膜在高温下阻止氧向基本的浸渗,减少与硅的化学反应,使主体层保持较高的硅含量。内层有助于释放涂层积聚的内应力,保持良好的界面结合。高温性能测试结果表明,在1800℃高温下抗氧化寿命超过2.5h,使该温度到室温的热循环达80次。     

C元素对600℃高温钛合金热处理温度窗口的影响

研究了间隙元素C对600℃高温钛合金(Ti60)热处理温度窗口的影响。结果表明:微量C元素对Ti60合金的a+β→β相变过程有明显影响,C元素不仅提高了合金的相转变温度(T_β),而且显著减缓了初生a相含量的变化。微量的C元素(质量分数<0.1％)可以使a体积分数的变化速率从(1.5％～2％)·℃~(-1)(Ti60)减缓到0.5％·℃~(-1)(Ti60-C)左右。C元素的这种特性改善了Ti60钛合金在a+β上部区的热处理温度窗口,可以确保该合金在较宽温度范围内进行固溶处理时初生a相的体积分数保持相对稳定,同时也确保了合金具有稳定的高温蠕变抗力。     

变形温度对MP159合金组织性能的影响

分析了变形温度对ＭＰ１５９高温合金组织。性能的影响规律，得到了该合金合理的变形温度范围。     

定向凝固Ni_3Al基合金IC6的高温蠕变行为EI

测定了定向凝固Ｎｉ３Ａｌ基合金ＩＣ６在９５０～１１００℃范围内的蠕变曲线、应力指数和蠕变激活能，运用ＳＥＭ和ＴＥＭ技术分析了蠕变过程中合金微观结构的变化，探讨了γ筏排组织的形成机理及其对位错运动的阻碍作用。