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。     

时效处理对Cr20Ni32AlTi合金室温冲击性能的影响

 研究了铁镍基耐热耐蚀合金Cr20Ni32AlTi在1150℃、15min固溶处理并经450~850℃、05~5h的时效处理后室温冲击性能的变化规律。结果表明,450℃时效冲击性能最好。随时效温度升高,时效时间延长,冲击性能下降。450~850℃时效时,在合金晶界上有碳化物M23C6析出,且随温度增加和时间延长,析出增加。850℃时冲击功最低,此时碳化物M23C6析出相呈连续颗粒状析出,布满整个晶界。且观察到一些部位碳化物M23C6析出相形成薄膜,冲击时因基体变形而脆断成条块状。     

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。     

Al,Ti,Nb,Mo含量对新型Ni-25Cr-20Co镍基合金中γ'和η析出相的影响

利用热力学计算软件Thermo-Calc分析了新型Ni-25 Cr-20Co镍基高温合金(/％:0.03C、25Cr、20Co、0.50Mo、1.38Al、1.38Ti、1.50Nb、余Ni)中可能的平衡析出相,得出该合金的平衡状态图和Al、Ti、Nb、Mo含量(分别为0.5％ ～2.5％)对γ’和η相析出行为的影响.结果表明,增加Al、Ti和Nb的含量可以提高γ '相的析出量,但Ti和Nb会促进η相的析出并扩大其析出温度范围,Co和Mo对两种析出相的影响较少.     

Inconel 690镍基合金平衡相的热力学计算和实验分析

采用Thermo-Calc软件研究了经1 t真空感应炉+电渣重熔工艺冶炼的典型Inconel 690镍基合金(%:0.015C、29.42Cr、9.10Fe、0.26Ti、0.16Al)的平衡相析出规律,以及合金成分对M23C6相析出行为的影响。通过扫描电镜、透射电镜、选区电子衍射和X-射线能谱法对固溶和敏化处理的Inconel 690合金的组织进行了实验分析。结果表明,Inconel 690镍基合金平衡态析出相主要为M23C6和M(CN);当固溶温度≥1000℃时,M23C6完全溶解。计算结果指出,合金中碳含量对M23C6析出量的影响最大。     

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.     

粘结相成分对Ti(C,N)基金属陶瓷组织及性能的影响

研究了以Co或Cr部分或全部代替Ni对TiC-TiN-WC-Mo-20%粘结相体系Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响。结果表明:以Co或Cr部分或全部代替Ni不会从根本上改变Ti(C,N)基金属陶瓷的组织结构,但环形相和粘结相的合金成分会有所变化;随Co或Cr含量的增加,合金的硬度增加,但强度和韧性有所下降;对于不同粘结相体系的合金,硬度相同时,以Co或Cr部分或全部代替Ni对合金断裂韧性的影响不大。     

La含量对GH230合金组织和性能的影响

研究了La含量对GH230合金组织和性能的影响。结果表明,当合金La含量达到0.048％（Wt%,下同）时,合金中析出新相－富镧相;而且合金含La量还影响晶界二次M23C6型碳化物析出形态,即晶界二次M23C6型碳化物形态逐渐由胞状（0％La试验合金）向片状（0.026％La,0.048％La试验合金）、链状（0.087％La试验合金）转变。但是合金含La量对一次M6C型碳化物相数量、尺寸、分布以及合金基体的晶粒尺寸影响较小。La通过改变合金组织而影响其室温力学性能、927℃/62Mpa条件下的持久寿命。     

新型Ni-Cr-Co基高温合金长期时效后的相分析

采用物理化学相分析技术研究了一种新型Ni Cr Co基高温合金长期时效后的析出相γ′(+η),M23C6,MC和M6C(+μ)的相组成,分析了时效温度和时效时间对析出相含量的影响,并用X射线小角散射(SAXS)分析了γ′(+η)相在不同粒度间隔的质量分布。     

25Co15Ni11Cr2MoE钢回火过程中析出相的演变规律

采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等试验方法对一种高Co-Ni二次硬化钢25Co15Ni11Cr2MoE淬火后经300~660℃温度范围回火后析出的合金碳化物和韧化相逆转变奥氏体的析出演变规律进行系统研究。结果表明:25Co15Ni11Cr2MoE经300~660℃温度范围回火后,随回火温度升高,钢中析出的合金碳化物依次为:弥散的ε-碳化物→片状的合金渗碳体→弥散的M2C碳化物→粗化的M23C6碳化物。经495℃回火后,钢中板条马氏体基体上析出大量细小弥散的M2C碳化物,回火早期析出的粗大片状渗碳体全部回溶,并在马氏体板条间析出薄膜状韧化相逆转变奥氏体。回火温度提高至530℃后,逆转变奥氏体含量继续增加,但其形貌逐渐由薄膜状转变为条、块状,回火温度提高到600℃时,钢中的逆转变奥氏体含量达到极大值。     

Effect of Rare Earth on Microstructure of Vacuum Melting Ni-Based Self-Fluxing Alloy Coatings

The Ni-based self-fluxing alloy coating containing RE was acquired by the technique of vacuum melting on the hypoeutectoid steel (Fe-0.45% C) matrix. By X-ray diffraction, SEM and EDX, the microstructure and phase structure of section of coating and the microstructure near the interface between coating and matrix were investigated, and the effect of RE on microstructure of coating was also discussed. The results show that the microstructure of the NiCrBSi alloy coating is composed of Ni-based solid solution and a lot of massive, globular and needle secondary phases CrB, Ni3B, Cr7C3, Cr23C6 among the solid solution. The metallurgical binding between steel matrix and coating is realized. RE makes needle phase of alloy coating vanish. New phases of NiB and Cr6.5Ni2.5Si are precipitated from alloy coating, and secondary phases of alloy coating are sphericized. Consequently, RE also hinders the diffusion of Ni, Cr and Si atoms from coating to matrix and Fe atoms from matrix to coating, holds back the dilution of Fe for NiCrBSi alloy coating, and assures the chemical composition of the alloy coating.     

冷变形对0Cr25Ni35AlTi组织与力学行为的影响

采用室温拉伸和硬度测试研究了不同冷变形量对0Cr25Ni35AlTi室温力学性能和硬度的影响。通过OM、TEM对冷变形后的组织进行观察,分析不同冷变形后力学性能的变化机制。结果表明,随着变形量的增加,合金的抗拉强度、屈服强度和硬度增加。当变形量为20%时,合金的屈服强度提高了1.5倍,抗拉强度提高了1.2倍,分别达到了679和762 MPa。合金加工硬化指数随着冷变形量的增加而减小。在10%和15%形变量之间存在一个临界值,小于临界值时,位错运动主要是单滑移,真应力-真应变曲线可用Ludwigson模型描述;大于临界变形量,位错运动出现了多滑移和交滑移,真应力-真应变曲线可以用Hollomon方程描述。     

真空电磁悬浮精炼钛铝基中间合金试验研究

利用真空电磁悬浮熔炼炉对铝热法还原攀枝花酸溶性钛渣所得的粗TiAl基合金进行精炼,研究了精炼前后合金物相组成、合金元素在微区中的分布、组织结构和杂质含量的变化。发现在精炼参数为熔炼电流60A,保温时间5min,冷却速率4A/min时,精炼后的合金层片状组织和裂纹减少,晶粒尺寸减小。Si、Fe元素置换Al元素形成置换固溶相,存在于TiAl、TiAl_2等相中,形成了Fe_2AlTi、Si_2Ti、Al_2FeSi、AlFe、FeTiSi等物相,接近于Ti-Al二元合金的双相组织。合金中夹杂物的含量减少了45%,去除了合金中的粒径5μm的大颗粒夹杂物。     

高合金离心铸管的相鉴定

采用金要显微镜,扫描电镜,透射电镜,化学相分离等方法对ＺＧ４０Ｃｒ２５Ｎｉ２０（２５－２０合金）、ＺＧ４０Ｃｒ２５Ｎｉ３５ＮｂＷ（２５－３５合金）和ＺＧ４５Ｃｒ２８Ｎｉ４８Ｗ５（２８－４８合金）离心铸管的组织进行了系统研究。     

镍基耐蚀合金C-276平衡析出相的热力学计算

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对C-276合金(%:≤0.01C、14.5～16.5Cr、15.0～17.0Mo、≤2.5Co、3.0～4.5W、4.0～7.0Fe、余Ni)平衡析出相γ、M₆C、P、μ和非平衡凝固进行了模拟计算分析。结果表明,合金凝固过程中Mo、Cr偏析比较严重;随合金中Cr含量增加,基体γ相中Cr含量明显增加,而γ相中Mo含量明显降低;但合金中Mo含量的变化对γ相中Mo、Cr含量几乎没有影响,因合金初始Cr、Mo含量的提高增加了P相析出量,P相中主要元素为Mo,P相的增加减少基体γ相中的Mo含量。     

Elemental Partitioning Characteristics of Equilibrium Phases in Inconel 718 Alloy at 600-1100 ℃

 The optimization of heat treatment and chemical composition for Inconel 718 alloy has been investigated uninterruptedly because of its excellent mechanical properties and metallurgical workability. The species, chemical compositions and content of equilibrium phases of Inconel 718 alloy in the temperature range of 600-1100 ℃ were calculated by using thermodynamic software “Thermo-Calc” and the latest relevant datebase of Ni-base superalloys. A concept of elemental partitioning fraction was used to study the partitioning characteristics of alloying elements in each equilibrium phase at different temperatures, such as Ni, Cr, Fe, Nb, Mo, Al, Ti and C, and some calculation results were confirmed under a scanning transmission electron microscope (STEM). The results showed that the elemental partitioning characteristics with the change of temperature revealed the selective partitioning characteristic of alloying elements in equilibrium phases at different temperatures, such as Nb was mainly distributed in δ and γ′ phase, C in carbides, Al and Ti in γ′ phase and Cr, Mo in Laves phase. At the same time, the effect of the change of component and quantity for each precipitated phase on matrix phase can be helpfully understood, which provided a theoretic foundation to optimize the chemical composition and heat treatment in different environments for Inconel 718 alloy.     

16Cr20Ni14Si2耐热钢成分对高温力学性能的影响

16Cr20Ni14Si2属于经典耐热钢牌号,标准中碳、锰、硅控制范围较宽,元素含量的高低对钢的力学性能和高温性能有着明显的影响。为了了解碳、锰、硅元素等对16Cr20Ni14Si2耐热钢性能的影响,通过不同碳、锰、硅含量试验钢的力学性能比较,以及Thermal-Calc析出相计算与比较,初步了解这些元素在钢中的作用及对力学性能的影响。试验数据表明,700℃以下拉伸时,碳、锰、硅元素的含量对16Cr20Ni14Si2耐热钢高温屈服强度和抗拉强度有较大影响。     

1Cr21Ni5Ti钢管冷弯脆性问题研究

论文研究了热处理工艺对1Cr21Ni5Ti钢组织与性能’的影响,找到了材料冷弯脆性的原因,得到了如下结论：（1）材料产生脆性的原因是敏化处理时。相的析出,材料固溶后在650℃。900℃敏化处理时析出。相,导致塑性和韧性降低,并且在700℃敏化口相的析出量最大;（2）材料经固溶处理后在700℃保温10分钟时就有口相析出,20分钟达到最大析出量,导致塑性和韧性降低;（3）σ相在900℃～950℃之间开始溶解。已经产生。相的材料可以通过重新加热到950℃以上然后快速冷却来消除因σ相的析出而产生的脆性。     

铌钛铬铝合金的铸态微观组织分析研究

铌钛铬铝合金因为具有密度低、高温强度高、抗氧化能力强等优点,有望成为下一代的高温结构材料,将被广泛应用于航天、航空等领域。用非自耗真空电弧炉熔炼了几种典型成分的铌钛铬铝合金铸锭,运用金相、XRD、SEM和EDS等多种分析方法,研究了其微观组织结构。结果表明:电弧熔炼的Nb-40Ti-15Al合金铸锭中,呈现出典型的底部激冷晶、柱状晶和等轴晶的凝固组织;在Nb-40Ti-10Cr合金中,铬富集在晶界和亚晶界,使合金有发生沿晶脆断的可能性;对于Nb-40Ti-20Cr合金,随着合金中铬元素的增加,凝固过程显著发生改变。由于合金中溶质铬的增加,产生成分过冷,使得其微观组织从平直晶界向粗大的树枝晶演变;而在Nb-40Ti-10Al-10Cr合金中,铝和铬的同时添加使亚晶界和析出相大量增殖。