0Cr20Ni65Ti3AlNb合金平衡析出相热力学计算

利用JMatPro热力学计算软件,对0Cr20Ni65Ti3AlNb合金的平衡析出相和非平衡凝固过程进行了模拟计算。结果表明：合金的主要平衡析出相有γ相、γ′相、MC和M₂₃C₆型碳化物相、η相,合金的非平衡凝固过程中Nb、Ti元素偏析比较严重,会降低合金的初、终熔点;Al含量对γ′相析出温度和析出量影响最大;C是MC和M₂₃C₆型碳化物相主要形成元素,对其析出温度和析出量起决定作用;η相的开始析出温度和析出量主要受Ti含量影响,过多的η相析出会影响合金的机械性能,因此,在成分设计过程中需合理控制合金的Ti含量。     

用X射线精确测定析出相点阵常数方法研究热处理对GH710合金强化相元素的分布

本文用电化学方法从不同热处理后的GH710合金中提取析出相,并用X射线照相法对合金的析出相进行测试和定性分析。着重测定了析出的强化相γ′随不同的热处理所引起的点阵常数的变化。测试结果表明,该合金在所试验的处理制度下其析出相除基体γ相外,其第二相有γ′相、MC、M_(23)C_6、M_3B_2相,经长期时效后还析出痕量的σ相。测试结果是固溶的γ′相点阵常数无明显的变化,但正常处理和长期时双后的点阵常数均比固溶处理的点阵常数值小。     

GH163合金相变规律研究

采用光学显微镜、透射电镜、X光结构分析及化学相分析方法,研究了GH163合金的相变规律。结果指出,GH163合金在正常热处理状态下由γ、γ′、MC、MN及M_(23)C_6相组成。在800℃下长期时效,γ′发生了向密排六方η相转变。时效时间超过500h后,在晶界和MC碳化物周围析出了少量的M_6C。     

Nb和V对1Cr16Co5Ni2Mo1WVNbN钢中析出相影响的模拟计算

运用Thermo-Calc软件对650℃时钢中的平衡析出相进行了模拟计算,研究了钢中Nb、V含量的变化对析出相影响的变化规律。计算结果表明:650℃时钢中的主要平衡析出相为Laves相、M_(23)C_6、MX和Z相。随着Nb含量的增加,MX相的析出量明显增加,而M_(23)C_6碳化物的析出量明显减少,Laves相的析出量小幅增加,Z相的析出量小幅减少;随着V含量的增加,MX相的析出量增加缓慢,M_(23)C_6碳化物的析出量小幅减少,Laves相中不含V元素,对Laves相析出几乎没有影响,Z相的析出量小幅减少;Nb、V含量的变化对M_(23)C_6、MX和Laves相的析出温度影响较小,Z相的开始析出温度随Nb含量的增加而下降,但随V含量的增加而升高。     

GH4199镍基高温合金的析出相分析研究

采用物理化学相分析方法对GH4199镍基变形高温合金不同成分的板材和棒材的析出相进行了定性、定量分析。详细研究了各种析出相的分离、分析方法,实现了M6C和W-Mo固溶体的分离与定量测定。研究表明,标准热处理试样主要析出相为γ′,M6C和W-Mo固溶体,经800℃长期时效后,大量的μ相生成,同时还析出较多的富铬相,如:M23C6,σ和α-Cr。同时探讨了不同C,Al,Ti含量对合金析出相析出量的影响规律,发现随C含量增加,M6C含量也逐渐增加,而Al,Ti含量增加也会导致γ′明显增加。微量元素Mg主要分布在     

GH128合金的析出相及其对力学性能的影响

本文采用金相显微镜,透射电镜、化学相分析、金属薄膜以及力学性能测试等方法鉴定了GH128合金的析出相。研究了μ相的析出规律、(?)_v值和应力与相析出速度的关系,以及析出相对力学性能的影响。结果表明,GH128合金时效后析出μ、M_6C、a_W和M_(23)C_6。它们与基体的取向关系是:(111)_γ//(001)_μ;(001)_γ//(001)_(M_6C),(110)_γ//(110)_(M6C);(100)_γ//(100)_(M23C6),(001)_γ//(001)_(M23C6)。μ相析出呈C曲线。析出温度范围是700～1050℃,析出峰为850～950℃。随(?)_v值增加,C曲线向时效时间短的方向移动,但不影响析出峰,应力加速μ相析出。合金持久性能的下降和时效后室温塑性降低,主要是μ相析出所致,但μ相对高温拉伸性能影响很小。     

Ni-20Cr-20Co-20W高温合金中的析出相

本文研究了Ni-20Cr-20Co-20W高温合金中第二相在长期时效过程中的析出规律,以及它们的溶解规律。结果表明,除析出有μ相和M_6C外,还发现有点阵参数略小于M_6C的M_(12)C型碳化物,其化学组成式为(Ni_(0.47)Co_(0.53)_(4.8)(Cr_(0.27)W_(0.13)_(7.2)C,析出温度范围是800～11℃,析出高蜂在900℃,而M_6C析出温度范围是900～1150℃,析出高峰在1000℃。此外,在700℃或800℃长期时效后,发现有M_6C Cr→M_(23)C_6 M的反应,式中M_C是属于一次MC。用金属薄膜技术测定出μ相和γ基体间的关系是(0110)_μ∥(110)_γ,〔0001〕_μ∥〔116〕γ。     

铸造镍基合金CW12MW与CW6MC平衡凝固及析出热力学模拟

利用Thermo-Calc(TC)热力学计算软件以及专业的TCNI10镍基数据库，针对铸造镍基合金CW12MW与CW6MC平衡凝固与冷却过程的相变路径以及两种材质的主要合金元素，对各自平衡体系的垂直截面相图的影响分别展开计算分析。计算结果表明：铸造镍基合金CW12MW平衡凝固及冷却过程的相变路径依次为：L→L+γ→L+γ+M₆C→γ+M₆C→γ+M₆C+σ→γ+M₆C+σ+M₂₃C₆→γ+M₆C+σ+M₂₃C₆+μ→γ+σ+M₂₃C₆+μ，其平衡转变过程中析出主要的金属间相为σ相与μ相，最大相摩尔分数分别为0.27与0.003 7,Cr、Mo及W元素主要促进σ及μ相的形成与稳定；铸造镍基合金CW6MC平衡凝固及冷却过程的相变路径依次为：L→L+γ→L+γ+γ′-Ni₃(Al,Ti)→γ+γ′-Ni₃(Al...     

C含量对690合金M_(23)C_6相析出行为的影响

为了研究0.011%～0.033%范围内C质量分数对690合金M_(23)C_6相析出行为的影响规律,采用SEM、TEM、物理化学相分析和热力学计算等手段,考察了不同C含量与M_(23)C_6相析出数量及析出位置关系。结果表明,随着C含量增加,M_(23)C_6析出相质量分数增加、完全固溶温度提高,前者与C质量分数呈线性关系变化,后者则符合抛物线关系。C含量升高,M_(23)C_6相的吉布斯自由能下降,从基体中析出M_(23)C_6相这一固态相变过程的驱动力增大,在相同的保温时间下,促进M_(23)C_6相在更多位置上的析出及其析出形貌的显著变化。对于较高C含量的690合金,除在晶界和孪晶端部外,还可在孪晶内部观察到M_(23)C_6相析出现象,其析出相颗粒发生粗化的同时,相质量分数也逐渐增加。     

钼、铌对一种镍基变形涡轮盘合金组织结构和力学性能的影响

本工作用金相、电镜、相分析和X光结构分析等方法研究了MO、Nb对一种镍基变形涡轮盘合金组织结构和力学性能的影响。结果表明,合金中γ′相量、尺寸和分布以及碳化物的种类和分布与合金Mo,Nb元素含量密切相关,从而影响合金室温和高温下力学性能。 Nb提高γ-γ′相间错配度,表现为提高合金屈服强度。Mo是促进M_(23)C_6析出的元素、Nb是抑制M_(23)C_6析出的元素。添加Mo、Nb都使γ′相数量增加并在给定的热处理条件下使大小γ′相均匀分布于基体。为合金Mo、Nb最佳成分控制提供了一个依据。     

IN100高温合金粉末在加热过程中的相转变和原始颗粒边界问题

本文对三种不同含碳量的IN100粉末高温合金进行了研究。指出氩气雾化粉末是“糊状凝固”的十多个枝晶构成的球体。粉末晶粒度和粒度在一定温度范围内存在指数关系。粉末枝晶间和表面存在凝固偏析。粉末在加热过程中存在 MC+γ→M_(23)C_6+γ′碳化物转变。加热过程促进了Ti、Cr,Mo,Al元素在晶界和表面的偏聚,这种偏聚和富Mo的一次MC相的溶解是造成PPB沉淀的主要原因。采用1100℃预热等静压抑制溶质元素表面偏析和富Mo一次MC相的溶解可以改善压件PPB的结构和性能。     

基于CALPHAD方法对GH3128合金析出相的热力学模拟计算和应用

采用CALPHAD方法对镍基GH3128合金析出相规律进行研究并对成分优化。研究表明,GH3128主要有害析出相为μ相,其主要化学组成为（NiCr）₃（WMo）₂。随着W、Mo、Cr含量的升高,导致μ相的析出量增加,但添加17%Cr,将诱导μ相转变为σ相,造成μ相析出量减少。随着C含量增加,不仅碳化物析出量升高,还会导致γ’相析出量减少,但C含量低于0.02%时,在700℃时会促使μ相析出。此外,随着Al、Ti含量增加,虽然γ’相析出量增加,但同样促使σ相析出。通过对GH3128镍基合金成分优化（/%:0.032C,20.10Cr,8.02W,7.92Mo,0.72Al,0.62Ti,0.30Fe,0.005B,0.06Zr,0.05Ce,0.35Mn,0.43Si）,可使合金工作温度900℃以上无有害相析出,有害相σ析出量则有所降低。     

镍基高温合金GH4706析出相的热力学计算与分析

应用Thermo-Calc热力学计算软件,模拟元素含量及热处理温度对镍基高温合金GH4706平衡相析出规律的影响。结果表明:平衡析出相的种类和析出温度范围与微观组织观测和差热分析的实验结果基本一致。MC碳化物的初始析出温度随Nb、Ti含量增加而降低,而析出量主要受C含量影响;η相初始析出温度与析出量随Ti含量增加而增大,受Nb、Fe影响较小;γ'相初始析出温度与析出量随Al含量增加而升高,受Ti、Nb含量影响较小;合金凝固过程中Nb、Ti会产生显著正偏析,Cr产生负偏析;Nb、Ti含量增加提高合金初熔点,降低合金的终熔点,使凝固温度范围变窄。     

合金元素对KT5331叶片钢析出相及高温持久性能的影响

热力学软件及试验研究合金元素对KT5331钢析出相的影响。结果表明:M_(23)C_6析出温度、析出量由C元素决定,钢中Cr、Mo元素含量对M_(23)C_6析出温度影响较大。Laves相析出量由W含量决定。根据合金元素对析出相的影响规律,分析了合金元素对KT5331钢高温持久性能的影响。结果表明:降低C含量,Cr、W元素含量在下限,Mo元素含量在中上限,对KT5331钢高温持久性能有利。     

含Hf和Ta新型镍基高温合金粉末中碳化物相

对含Hf和Ta新型镍基高温合金FGH98Ⅰ等离子旋转电极(PREP)雾化原始和不同温度下预热处理粉末中的碳化物相进行了研究.结果表明:原始粉末中MC′型碳化物可分为两类,一类为富Ti、Ta和Nb,另一类为含Ta、Hf和Zr.两类碳化物均含有一定量非碳化物形成元素Co和Ni及中等强碳化物形成元素Cr和Mo,并以块状、粒状分布于枝晶或胞晶间;随着预热处理温度升高,粉末中富Ti、Ta和Nb的MC′型碳化物转变为MC型碳化物,且其所含Ti、Ta和Nb的总量增大;含Ta、Hf和Zr的MC′型碳化物发生分解和转变,析出稳定的M23C6、M6C和MC型碳化物,M23C6碳化物的析出和溶解温度为950℃和1150℃,M23C6和M6C碳化物共存温度为1000～1100℃.另外,粉末中微量元素Hf和Ta主要以碳化物和γ′相参与碳化物反应.     

一种定向凝固镍基铸造高温合金的物理化学相分析

系统研究了一种定向凝固镍基铸造高温合金的物理化学相分析方法。对3种热处理制度下的试验合金中各析出相的结构、化学组成和含量及γ′相+微量相的粒度分布进行了测定,揭示了该合金中析出相在不同状态下的变化规律。该合金的析出相为:γ′,(Ti,Nb)C,HfC,M23C6,W3.2Cr1.8B3,WB,M6C(痕)等,没发现μ和M3B2相析出。粒度分布结果表明,在900℃时效3 000 h,γ′相略有长大。     

镍-铬-钛型变形合金长期时效的组织和性能

实验测定了Ni-Cr-Ti型变形合金正常热处理和650,700和750℃长期时效至2000 h的相结构和室温拉伸性能。未发现有任何TCP相析出,这与用相分计算预测的结果一致。仅发现γ‘相和M_(23)C_6相数量缓慢增加,MC数量缓慢减少及750 ℃,700h左右少量η相的析出。测定了γ‘长大动力学曲线,并通过理论计算给出任意温度下处理任何时间后的γ‘颗粒尺寸公式。从而按本合金的强化机制,可估算出长期时效过程中合金强度变化趋势。这与实测的结果一致。     

中温时效对022Cr21Ni2Mn5N钢析出行为及冲击韧性的影响

采用Thermo-Calc软件对022Cr21Ni2Mn5N双相不锈钢的近平衡态析出相进行了计算分析。采用光学显微镜、透射电镜、物理化学相分析方法对经中温时效处理后试验钢第二相的析出温度、种类、数量和位置进行了观察和研究,并分析了第二相析出行为对钢的冲击韧性的影响机理。结果表明:022Cr21Ni2Mn5N双相不锈钢在600~700℃中温时效时的析出相主要为六方结构的Cr_2N相和面心立方结构的M_(23)C_6相,未见σ相析出。中温时效时,受制于该钢较低的C含量,M_(23)C_6相析出位置仅局限于相界、晶界处。该钢较高的N含量促进钢中Cr_2N相析出,并在相界、晶界和铁素体晶内均有发现。时效初期M_(23)C_6和Cr_2N均具有较高的析出速度,时效时间继续延长析出量增长放缓。时效处理时间和温度直接影响钢的冲击性能:时效初期第二相的快速析出导致钢的冲击功急剧下降;时效足够长时间,第二相析出量达到饱和,钢的冲击功趋于稳定值;并且600℃长时时效时,钢的冲击功值达到最小。     

镍-铬-钛型变形合金长期时效的组织和性能

实验测定了Ni-Cr-Ti型变形合金正常热处理和650,700和750℃长期时效至2000 h的相结构和室温拉伸性能。未发现有任何TCP相析出,这与用相分计算预测的结果一致。仅发现γ‘相和M_(23)C_6相数量缓慢增加,MC数量缓慢减少及750 ℃,700h左右少量η相的析出。测定了γ‘长大动力学曲线,并通过理论计算给出任意温度下处理任何时间后的γ‘颗粒尺寸公式。从而按本合金的强化机制,可估算出长期时效过程中合金强度变化趋势。这与实测的结果一致。     

一种高Mo镍基高温合金碳化物析出及退化转变规律研究

试验研究了一种高Mo镍基高温合金在不同温度下晶界碳化物的析出情况。结果表明,在高于1 000℃保温处理1 h,晶界上析出颗粒状碳化物,主要为富Mo、Ti的M_6C型碳化物;当温度低于1 000℃时,晶界析出棉絮状碳化物,主要为富Cr、Mo的M_(23)C_6型碳化物。另外,试验结果表明,在一定温度下保温处理,MC碳化物会退化转变为M_6C,这主要与合金中Mo含量高有关。