EFFECT OF MICROSTRUCTURE ON MECHANICAL PROPERTIES OF AN IRON-BASE SUPERALLOY AFTER 750℃ PROLONGED EXPOSURE

利用性能测试、相分析、X射线及电子衍射、能谱分析,特别是扫描电镜观察析出相的三维形貌等方法研究了一种铁基高温合金750℃长期时效后组织结构对性能的影响。时效时间在200h以内,合金仍然具有令人满意的热强性和塑性。在时效1000h以内,γ′是稳定的;500h以后,开始有针状σ相析出;2000h后,σ相长大成片状,并有针状Laves相或μ相析出。发现TiC随时效时间的增长转变为Laves相。200h时效后持久强度开始下降,与针状σ相析出有关,但对高温塑性及持久塑性的影响不大。     

高温长期时效对改型低膨胀Thermo-Span合金热稳定性和性能的影响

研究了高温时效对标准和改型Thermo-Span合金组织和持久性能的影响,在650℃时效1000 h,标准合金的晶内与晶界Laves析出相均发生了粗化,而改型合金的析出相形貌没有改变,当时效温度增高到680℃时,标准合金在时效500 h时,合金的析出相已经发生了严重的粗化,Laves相的形态由圆粒状变成条状,而改型合金的析出相没有变化,当时效到1000 h后,标准合金析出相已经完全粗化,析出相几乎布满了整个晶内,而改型合金晶界只有少量析出相开始发生粗化,经650℃时效1000 h后,改型合金具有较好的组织热稳定性,合金650℃/600 MPa的持久性能比标准合金高109 h。     

时效温度和时间对一种铁基合金组织和性能的影响SCIEI

本文研究了GH35A合金在650—750℃,100—10000h时效过程中性能和组织的变化。结果表明,合金室温拉伸强度基本不受时效温度和时间的影响,而室温塑性、韧性及700℃持久寿命在时效至某一时间后开始降低,但下降速度缓慢,直到10000h仍有较高的水平。同时,随时效温度提高,性能降低的开始时间缩短。合金性能的变化主要取决于σ相析出的时间、形态、分布以及σ相的特征。     

时效工艺对Ti-26合金棒材组织和拉伸性能的影响

对经过790℃固溶处理后的Ti-26合金棒材进行了不同温度及时间的时效处理，研究了时效温度和时间对Ti-26合金棒材显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明：在450-550℃范围内，随时效温度升高，合金组织有针状“相弥散物析出。升温至510℃，相同时效时间内析出α相数量最多，高于510℃，部分析出α相开始溶解。合金时效处理10h内，随时效时间延长，合金组织针状α相弥散物数量增加，且针状α相存在跨晶界长大现象。合金经510℃×10h时效处理，OL相形核和长大达到最佳匹配，Ti-26合金获得理想的强度和塑性匹配。     

长期时效对一种镍基单晶高温合金组织演化及持久性能的影响

研究了长期时效对一种镍基单晶高温合金显微组织及持久性能的影响。结果表明:800℃时效1000h后,γ′相仍保持立方体形态;980℃时效1000h、1010℃时效500h后,γ′相逐渐连接形筏。980℃时效500h、1010℃时效100h后,μ相以针状和颗粒状形态逐渐析出,980℃时随时效时间延长,μ相逐渐增加,1010℃时随时效时间延长,μ相先增加后减少。800℃长期时效后合金的持久寿命变化不大,980,1010℃时随时效温度升高和时效时间延长,合金的持久寿命递减。     

长期时效对镍基合金的组织及高温拉伸性能的影响

研究了一种新型镍基合金在750 ℃、800 ℃、850 ℃长期时效过程中的高温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织、高温拉伸断口进行了观察和分析.结果表明,该合金在750～800 ℃时效有针状TCP相析出;在750 ℃时效时,随着时效时间的延长,TCP相的析出量呈增加趋势且尺寸不断长大,当时效温度达到800 ℃后,随时效时间的增加TCP相的析出量先增加后减少,最后消失.另外,在长期时效过程中由于γ＇相析出的数量变化不大,750 ℃高温拉伸强度基本保持不变;合金的塑性与TCP相的析出有关,同时受到γ＇相尺寸及晶界碳化物析出的综合影响.试验合金的750 ℃高温断裂基本呈韧性断裂.     

C1023镍基高温合金中时效析出σ相

研究了5种成分的C1023镍基高温合金850 ℃时效试样中析出σ相的形态、数量、分布及其对高温持久寿命的影响.对C1023合金铸态试样进行了850 ℃保温500 h的时效热处理及850 ℃、应力325 MPa的高温持久性能测试;对时效试样显微组织和持久试样断口形貌及微区成分进行观察分析,测定了时效试样中σ相的含量.结果表明,C1023合金850 ℃时效析出的σ相有2种典型形态:在枝晶间均匀分布的颗粒以及从枝晶间伸向枝晶干的长针;在850 ℃时效240 h左右出现析出峰,时效400 h之后σ相的生成量相对稳定.存在合金成分-σ相生成量-高温持久寿命之间的良好对应关系.成分中Cr、Mo等元素含量在成分范围的下限,而C与Ti含量在成分范围中限的合金,时效σ相的生成量相对少,σ针相对短粗,对应具有相对最高的持久寿命.     

新型高温合金21Cr-32Fe-41Ni高温长期时效组织演变研究

铁镍基合金长期服役于较高温度下,因此高温下的组织稳定性是合金的重要指标之一。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针(EPMA)、化学相分析等手段对750 ℃不同时效时间下新型铁镍基高温合金21Cr-32Fe-41Ni组织与性能演变规律进行研究。结果表明,长期时效后合金中析出相主要有γ′相、σ相、α-Cr相以及MC相。在时效500 h内,基体中弥散分布的球形γ′相的质量分数和尺寸快速增加。时效时间从500 h增加至2000 h,γ′相的质量分数和尺寸增加速率逐渐降低。在长期时效过程中,σ相沿晶呈块状或条状分布,并与α-Cr相同时在晶内以针状或条状析出。随时效时间增加,σ相和α-Cr相数量增加,逐渐粗化。沿晶不连续分布的σ相逐渐相连,存在向网状分布发展的趋势。随时效时间增加至2000 h,合金强度先升高后降低,在时效500 h后达到峰值,硬度保持增加趋势。     

高温长期时效对DD5单晶高温合金显微组织和持久性能的影响

研究了第二代单晶高温合金DD5在1 000℃和1 100℃无应力时效不同时间后的显微组织和持久性能的变化。结果表明,1 000℃时效200 h后,γ′相仍呈规则立方分布,尺寸略有增加,时效500 h后,γ′相逐渐连接形筏,1 000 h后,γ′相的筏状组织更加完善。1 100℃相比于1 000℃,γ′相长大明显,形筏程度更高。长期时效过程中均析出块状的M6C型碳化物和颗粒状的M23C6型碳化物。1 000℃时效100 h及1 100℃时效200 h后,μ相以针状和块状形态析出,1 000℃时μ相的数量随时效时间的延长显著增加,1 100℃时析出相的数量比1 000℃明显减少。1 000℃和1 100℃时随时效温度升高和时效时间的延长,合金持久性能降低。     

长期时效对GH4586B合金750℃和510MPa持久性能的影响

研究了新型镍基GH4586B合金750 ℃下长期时效1500 h对组织及750 ℃和510 MPa持久性能的影响.利用扫描电子显微镜观察分析合金长期时效中的显微组织和750 ℃和510 MPa持久断口变化.结果表明,GH4586B在高温时效中未发现有害TCP相析出,晶界和晶内均析出碳化物,晶界析出碳化物呈弥散的颗粒状,并随时效时间的延长颗粒尺寸有增大的趋势,析出量亦不断增加;合金在750 ℃和510 MPa下的持久性能主要受晶界碳化物析出的影响,在750 ℃时效1500 h后750 ℃和510 MPa持久时间达到最大值,塑性相应最低;通过持久断口的形貌分析,合金750 ℃和510 MPa持久断裂具有韧性断裂特征.     

Thermo-Span合金在650℃长期时效稳定性

对标准热处理和650℃长期时效下的低膨胀Thermo-Span合金的组织和性能进行观察和分析,结果表明:650℃时效1000 h后,合金块状和棒状Laves相无明显变化,但晶界析出相数量有所增加;晶内小条块状相聚集析出的区域更多,γ’相由约10 nm长大到约30 nm。合金的室温拉伸强度稍有下降,降幅约为8%,塑性基本不变;650℃拉伸强度降低约5%,塑性变化不大。合金的光滑持久寿命降低约41%,持久塑性明显提高,时效后合金仍无缺口敏感性。Thermo-Span合金在650℃长期时效下具有良好的组织和力学性能的稳定性     

950℃长期时效对Ni3Al基合金IC6的组织及力学性能的影响

利用扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、透射电镜（TEM）等分析手段研究了IC6合金950℃长期时效500，1000，1500，2000h后的显微组织和力学性能。结果表明，在950℃时效10h后，γ相已发生转变，析出了细小的棒状Y－NiMo相；时效50h后，析出了针状Y－NiMo相，时效1000h前，Y－NiMo相的数量和尺寸随时效时间延长而显著增加；继续时效至1500h，Y－NiMo相的数量和尺寸均没有明显变化；时效2000h后，Y－NiMo相数量减少。合金中的硼化物在时效过程中没有变化。高温时效500h后，IC6合金的室温屈服强度和延伸率明显下降。但继续时效却几乎保持不变。室温抗拉强度在时效前后没有明显变化。合金的1100℃，90MPa高温持久寿命在时效1000h前随时效时间延长而降低；时效2000h后，由于Y－NiMo相向γ相转变而使持久寿命明显提高。     

难变形镍铬钴基高温合金中σ相对合金力学性能的影响

研究结果表明,难变形镍铬钴基高温合金,在长期时效中,微量和少量σ相的析出,对合金的力学性能没有明显的影响;析出多量σ相,则显著降低合金的室温拉伸、冲击韧性、持久、蠕变和断裂韧性,此时材料的断裂沿σ相界面发展。但对高温拉伸性能没有影响。σ相在室温是一种硬而脆的相,在较高温度时显示了一定塑性,可以发生较大变形。     

620℃长期时效对汽轮机转子用COST-FB2钢组织和性能的影响

利用Thermal-Calc热力学软件对COST-FB2钢平衡条件下的析出相进行了计算,结合扫描、透射、化学相分析等手段研究了620 ℃不同时效时间下超超临界电站转子用COST-FB2钢的组织、M23C6 碳化物和Laves相的演变,并分析了其变化对性能的影响。结果表明: COST-FB2钢在620 ℃后室温强度和塑性变化不大,高温强度和塑性有波动,冲击性能和硬度在时效前1 000 h下降幅度较大,随着时间的进一步延长有所波动下降的幅度较小。时效 0 ~ 10 000 h 过程中COST-FB2钢中马氏体板条结构比较稳定,位错密度和小角度界面下降,M23C6 碳化物平均粒度增加;Laves相在时效2 000 h开始析出,到时效 10 000 h过程中其尺寸不断增加,10 000 h后平均直径约410 nm,其粗化程度远大于M23C6碳化物;在时效 2 000~6 000 h,Laves相的单位面积数量不断增加,6 000 h以后Laves相的单位面积数量开始下降,时效8 000 h以后趋于平稳。国产COST-FB2钢转子大锻件在620 ℃时效 10 000 h过程中表现出较好的组织和性能稳定性。     

一种Al-Cu-Mg-Ag合金欠时效态的耐热性能

研究了欠时效态(165℃,2 h)Al-Cu-Mg-Ag合金在热暴露、高温持久过程中组织与性能的变化.结果表明,试样在200℃,200 MPa高温持久下,随时间延长,其剩余强度先上升后下降,强度峰值出现在持久20 h.延伸率变化与强度变化基本相似.持久100 h后,合金力学性能相对欠时效态无明显下降,显示出优良的热稳定性;合金欠时效状态的组织为细小分布的Ω相,随着高温持久时间的延长,θ'相与Ω相竞争析出.无析出带(PFZ)逐渐增宽,同时发现晶界上有颗粒状析出物.在200℃热暴露下,其剩余强度的变化趋势与高温持久相同,但延伸率随时间延长而下降,其组织为过时效组织.     

K403镍基铸造合金热暴露后的微观组织与性能

采用扫描电镜研究了K403镍基铸造高温合金在850℃下,热暴露50～200 h后的微观组织,并分析了力学性能的变化.结果表明:热暴露前后的组织均为典型的树枝晶组织,热暴露后(γ+γ’)相共晶特征趋于不明显,MC碳化物部分发生分解,在枝晶间、晶界附近和碳化物周围析出有害的TCP脆性相即针状σ相,并且随着热暴露时间的延长,针状σ相析出量增多;合金的名义屈服强度和抗拉强度随热暴露时间的延长而下降,硬度略有提高,塑性降低;针状的σ脆性相的析出是导致合金力学性能下降的主要原因之一.     

长期时效对GH4586B合金组织及高温拉伸性能的影响

研究了一种新型镍基合金在750℃下长期时效1500 h过程中的组织变化及其对750℃高温拉伸性能的影响。利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织和高温拉伸断口进行了观察分析。结果表明:GH4586B合金在时效过程中晶界和晶内均有碳化物析出,晶界析出碳化物的形貌呈弥散的颗粒状,并随时效时间的延长有逐步转变为连续链状的趋势,同时合金内未见有害拓扑密堆(TCP)相析出;合金在750℃高温下拉伸,随着时效时间的延长合金的强度和塑性在500 h时表现为峰值,且随着时效时间的延长略有降低,这与晶界析出碳化物的形貌、分布、数量直接相关;通过750℃高温拉伸断口的形貌分析,合金断裂均具有塑性断裂特征。     

THE EFFECT OF σ-PHASE IN CERTAIN Ni-Cr-Co BASE SUPERALLOY

研究结果表明,难变形镍铬钴基高温合金,在长期时效中,微量和少量σ相的析出,对合金的力学性能没有明显的影响;析出多量σ相,则显著降低合金的室温拉伸、冲击韧性、持久、蠕变和断裂韧性,此时材料的断裂沿σ相界面发展。但对高温拉伸性能没有影响。 σ相在室温是一种硬而脆的相,在较高温度时显示了一定塑性,可以发生较大变形。     

热处理制度对IN718变形合金组织和性能的影响

考察了热处理工艺和长时时效对IN718变形合金组织性能的影响。结果表明:固溶时间为1 h时,960℃固溶处理对合金的晶粒度和δ相特征均无明显影响,然而固溶时间延长至2 h,晶内开始析出δ相,且δ相含量急剧增加。经1040℃固溶处理1 h,δ相完全溶入基体且晶粒显著粗化。在720℃直接时效8 h对合金的组织特征无明显影响,但680℃,100 h长时时效过程中δ相含量随时效时间增加明显增加。合金的性能与析出相特征显著相关,晶界少量δ相的析出提高合金强度和塑性,然而晶内的γ″相转变成针状δ相使屈服强度和晶界调节塑性变形能力下降。经960℃,保温1 h的固溶热处理使合金的晶内强度和晶界强度达到良好的匹配,可以在保持塑性的同时提高合金强度。     

时效工艺对Ti-Ni-V形状记忆合金显微组织和超弹性的影响

采用TEM和拉伸实验研究经300、400和500℃分别时效0.5-100 h后,时效温度和时效时间对Ti-50.8Ni-0.5V(摩尔分数,%)形状记忆合金室温显微组织和超弹性(SE)的影响。结果表明,时效温度对合金析出相形貌和SE特性的影响比时效时间显著。随时效温度的升高,合金中Ti3Ni4析出物形态由颗粒状向针状再向粗片状演变,合金的应力诱发马氏体相变临界应力(σM)降低,SE特性变差。300℃时效态合金的σM最大,SE最好;500℃时效态合金的σM最小,SE最差。随时效时间的延长,300℃时效态合金的SE特性稳定,σM和超弹性能耗降低;400和500℃时效态合金的超弹性残余应变增加,SE特性逐渐消失。