低氮低钒D36船板钢中析出相的特征及沉淀强化作用

通过透射电镜观察了低氮低钒D36船板钢的析出相特征,并讨论了其沉淀强化作用。结果表明:实验用钢的组织均为铁素体-珠光体组织,珠光体中未见析出相,仅在铁素体中观察到析出相。VCx析出相为矩形片状形貌,在铁素体基体上均匀弥散沉淀,析出相以{100}α-Fe为惯习面,与基体存在Baker-Nutting取向关系;少量球状V6C5析出相(单斜结构)与铁素体基体存在一定取向关系,可能是共格VCx相通过碳原子重新分布转变而成。低氮低钒钢中加入0.05%V,沉淀强化值约为63 MPa,加入微量铌后在铁素体内形成一定密度的位错能有效发挥钒的沉淀强化作用。     

Al-5Zn-0.03In-1Mg-0.05Ti-0.5Mn合金中析出相的腐蚀行为

采用扫描电镜、透射电镜、x射线衍射、电化学性能测试等方法,研究了析出相对Al-5Zn-0.03In-1Mg-0.05Ti-0.5Mn合金牺牲阳极腐蚀行为的影响.结果表明,该合金主要含MgZn2(η相)及A16Mn析出相,这些析出相相对а(Al)基体呈阳极相,在3.5%NaCl溶液中与а(Al)基体组成腐蚀微电池,引起析出相自身溶解.析出相的溶解一方面活化牺牲阳极合金,另一方面过多的析出相降低合金电流效率.因此适量且均匀分布的η及Al6Mn析出相有利于该牺牲阳极合金综合电化学性能的提高.     

Zr—2合金中应力及应变诱发氢化锆析出过程的电子显微镜原位研究

用电子显微镜原位研究了Zr-2合金中的氢化锆在应力及应变作用下的析出过程。应力诱发析出的氢化锆为γ相,与基体间存在(110)_γ//(1120)_(αZr),(001)_γ//(0001)_(αZr)的取向关系。γ氢化锆沿它的[110]生长最快,形成尖劈状。当沿氢化锆开裂后,在裂纹端部又将析出氢化锆。应变诱发析出的氢化锆为δ相,与基体间存在(111)_δ//(0001)_(αZr),(110)_δ//(1120)_(αZr);或(010)_δ//(0001)_(αZr),(001)_δ//(1120)_(αZr)的取向关系。形变速率越高,δ氢化锆越细小。     

7050合金显微结构分析SCIEI

本文用常规透射电子显微术,动力学衍射模拟技术研究了7050铝合金在T74热处理制度下的各种显微结构。研究发现,合金中主要有Al_3Zr超点阵相,η′相和Al_4Cu_2Fe夹杂相。η′相具有C心正交结构,点阵常数a=0.492nm,b=0.852nm,c=0.701nm.与基体间取向关系满足(101)m∥(010)η′,[111]m∥[001]η′。     

Effects of grain boundary η phase on the mechanical properties of Fe-Ni-Cr alloy

通常认为Fe-Ni—Cr合金在过时效后晶界上析出的η相为裂纹源，恶化合金性能．通过对一种Fe-Ni—Cr合金进行过时效后晶界上析出η相的研究发现，由于晶界η相与合金基体保持共格关系，η相对合金的室温性能影响不大；并且在高温变形条件下η相形成凸起，阻碍晶界滑动，减小在晶角处的应力集中，从而提高合金的高温塑性．断口扫描电镜观察表明，晶界η相的析出使合金高温断裂方式由原来的沿晶脆性断裂转变为穿晶韧窝状断裂．通过在合金中添加Nb，可以在晶界上析出更为弥散的η相，从而使得合金在高温下获得相当高的塑性．     

AZ91 Mg-Al合金中γ-Mg17Al12析出相的多重位向关系及{112}γ伪孪晶关系

应用透射电镜（TEM）研究了时效AZ91 Mg-Al合金中三种形态的γ-Mg17Al12析出相（bcc)的多重位向关系及析出相颗粒间的{112}伪孪晶关系。这三种板条状，六棱柱状或短棒状的析出相分别与Mg基体（hcp)保持Burgers,Crawley和Porter位向关系，在同种析出相颗粒之间或异种颗粒之间能形成不具有孪晶结构特征的{112}γ伪孪晶关系，从晶体学角度解释了这种多重位向关系及伪孪晶的生成机制。并从单个析出相与基体间的匹配程度解释了这三种析出相的析出密度存在较大差别的原因。     

抗菌时效处理对含Cu双相不锈钢组织和性能的影响 Ⅰ.富Cu相的微观结构及演变规律

采用SEM,XRD以及TEM对经抗菌时效处理后的含Cu双相不锈钢中抗菌富Cu相的微观结构及析出演变规律进行了研究.结果表明,在540 - 580℃温度范围内.双相不锈钢中的铁素体基体及α/γ相界上均有抗菌富Cu相析出,奥氏体内没有新相的析出;随时效时间的延长,析出相逐渐粗化,并由球形颗粒状转变为棒状或长条状;随着时效温度的提高,富Cu相析出速率加快,较快地由颗粒状转变为棒状;时效处理过程中,富Cu相会随时间的延长及温度的提高从亚稳态过渡到稳定的ε-Cu相;ε-Cu相具有复杂的多层孪晶结构,与铁素体基体满足Kurdjumov- Sachs取向关系:（111）_ε-Cu∥（110）_α-Fe,[011]_ε-Cu∥[001]_α-Fe,（111）_ε-Cu∥（121）_α-Fe,[011]_ε-Cu∥[012]_α-Fe.     

TiAl 合金中的γ→α析出转变行为

研究了Ti-48Al和Ti-48Al—0．8B合金中的γ→α析出转变，分析了α析出相的生长形态、晶体学特征、生长动力学及α／γ相界面结构。结果显示α相从γ相中析出有两种方式：一种是从γ晶粒内沿{111}，晶面以片状形貌析出，且α相与γ基体保持共格位向关系；另一种则是在γ晶界上通过不连续析出转变，以不规则的块状形貌析出，并向着晶界一侧与之无位向关系的γ晶粒内生长。添加0．8％(摩尔分数)B能显著降低γ晶粒内片状α析出相的形核率，并抑制α相生长。HREM分析表明：片状α相是在γ相的堆垛层错上形核，并通过“台阶-凸起-扭折”机制生长；α／γ相界面上复杂层错的存在及台阶形核率低是片状α相沿厚度方向生长缓慢的主要原因。     

6005A铝合金搅拌摩擦焊接头的晶间腐蚀行为

对6005A铝合金搅拌摩擦焊接头的晶间腐蚀行为进行了研究.结果表明,母材的晶间腐蚀倾向最大,热影响区(HAZ)次之,焊核区(NZ)和热力影响区(TMAZ)的晶间腐蚀倾向最低.结合场发射扫描电镜、高分辨透射电镜分析解释了接头不同区域的腐蚀行为:母材的晶间腐蚀是两组微电池效应的结果,即晶界析出相/沉淀无析出带(PFZ)和铝基体/PFZ;HAZ内晶界析出相的数量的减少、间距的变大及晶内Q'相的析出显著改善了该区的晶间腐蚀性,但晶内Q'相的析出也引起了点蚀的发生;NZ和TMAZ内绝大部分的合金元素固溶于基体,抑制了晶间腐蚀的发生.     

镍基单晶高温合金在不同条件下的蠕变性能和组织演化(英文)

研究[001]取向的镍基单晶高温合金在不同测试条件下的蠕变性能,采用扫描电镜和透射电镜研究合金蠕变断裂后的γ′相、TCP相和位错组织演化特征。结果表明:合金具有良好的蠕变性能,蠕变曲线显示出两种不同的蠕变变形特征。在(760°C,600 MPa)、(850°C,550 MPa)条件下,蠕变第一阶段较长;在(980°C,250 MPa)、(1070°C,140 MPa)和(1100°C,120 MPa)条件下,蠕变第一阶段很短。蠕变断裂后,在(760°C,600 MPa)条件下γ′相形态变化不大;在(850°C,550 MPa)条件下γ′相已经合并长大;在(980°C,250 MPa)条件下基体γ被γ′相包围;在(1070°C,140 MPa)条件下基体γ不再连续;在(1100°C,120 MPa)条件下基体γ厚度进一步增加。在(760°C,600MPa)、(850°C,550 MPa)和(980°C,250 MPa)条件下合金无TCP相析出,而在(1070°C,140 MPa)和(1100°C,120MPa)条件下有针状TCP相析出。在低温高应力下,变形特征为位错包括层错的剪切机制;在高温低应力下为位错绕过机制,并在γ/γ′相界面形成位错网。     

Ni-Fe-Cr-Nb合金中γ″电子衍射分析

Ni-Fe-Cr-Nb合金中γ″(Ni_3Nb) 相沿{100}_γ以三种可能的取向共格析出。γ″通常是弥散的细小析出相,选区电子衍射谱是这三种取向γ″的电子衍射谱的迭加。对于某些晶带衍射,由于两种取向的γ″电子衍射谱与基体完全相重,而被基体衍射所覆盖,其中一种取向的γ″有时又可能不形核,这样对判断这两种取向γ″的存在带来一定困难。为此,本文研究了γ″和γ基体电子衍射谱的相重规律,以选择适当晶带衍射来判定相关取向γ″成核与否,并研究了基体衍射上或其周围的条纹花样或“卫星”斑点对于判断各种取向γ″存在的作用。     

新型Ni-Co基高温合金中平衡析出相的热力学研究

利用热力学计算软件JMatPro和相应的镍基高温合金数据库,研究了U720Li合金以及在此基础上研发的新型Ni-Co基高温合金的化学成分对平衡相的析出行为、加工性能和γ/γ′晶格错配度的影响.结果表明:Ti/Al值(原子比)的增加提高了合金中γ/γ′相的晶格错配度,γ′析出相的含量随Ti+Al含量(原子分数)的增加而增加.因此,增加Ti/Al值和Ti+Al含量能提高合金的高温强度.Co含量的升高可以拓宽合金的加工窗口,改善合金的加工能力,并且还可以增加合金γ/γ′相的晶格错配度,提高合金错配强化的效果.同时,Ti/Al值的增加促进合金中η相析出,而Co含量的增加具有抑制η相的效果.因此,在Co含量较高的Ni-Co基高温合金中,适当提高Ti含量,增加Ti/Al值对提高合金高温强度有利.     

Al-Zn-Mg-Cu合金在时效过程中η相沿小角晶界的析出序列

采用高分辨透射电子显微镜和高角环形暗场扫描透射电子显微镜结合X射线能谱仪,研究Al-Zn-Mg-Cu合金叩相沿小角晶界的析出序列。试样在135℃分别时效5min到6h。结果表明,η相在小角晶界的析出序列是：SSS→VRC→GPⅡ区→η’→η。基于非平衡晶界偏析和非平衡晶界共偏析理论,在Al-Zn-Mg-Cu合金时效过程中,通过溶质一空位对的扩散,大量的沉淀形成元素偏析到晶界。这种晶界偏析在VRC、GPⅡ区、η’相和η相的形核和生长中起重要作用。     

[111]取向镍基单晶合金在蠕变期间组织演化的有限元分析

采用弹塑性应力-应变有限元方法计算了[111]取向镍基单晶合金中γ/γ′两相共格界面的von Mises应力及应变能密度分布,研究了施加拉应力对γ/γ′两相界面von Mises应力分布及γ′相定向粗化规律的影响.结果表明:[111]取向镍基单晶合金经热处理后,组织结构是立方γ′相以共格方式嵌镶在γ基体相中,沿(100)方向规则排列.当沿[111]取向施加拉应力蠕变期间,与近(010)γ′晶面的基体通道相比,近(001)γ′和(100)γ′晶面的基体通道有较大的von Mises应力,在主应力分量的作用下,(100)和(001)晶面分别沿[001],[010]和[010],[100]方向发生较大的晶格扩张应变,可诱捕较大半径的Al和Ti原子,这是促使γ′相在(010)面沿[001]和[100]方向定向生长成为层片结构的筛网状筏形组织的主要原因.     

AN ELECTRON DIFFRACTION STUDY OF γ" PHASE IN Ni-Fe-Cr-Nb ALLOY

<正> Ni-Fe-Cr-Nb合金中γ″(Ni_3Nb) 相沿{100}_γ以三种可能的取向共格析出。γ″通常是弥散的细小析出相,选区电子衍射谱是这三种取向γ″的电子衍射谱的迭加。对于某些晶带衍射,由于两种取向的γ″电子衍射谱与基体完全相重,而被基体衍射所覆盖,其中一种取向的γ″有时又可能不形核,这样对判断这两种取向γ″的存在带来一定困难。为此,本文研究了γ″和γ基体电子衍射谱的相重规律,以选择适当晶带衍射来判定相关取向γ″成核与否,并研究了基体衍射上或其周围的条纹花样或“卫星”斑点对于判断各种取向γ″存在的作用。     

纯铁离子渗氮扩散层中Fe16N2的透射电镜研究

利用透射电子显微镜对纯铁离子渗氮后扩散层中析出的Fe16N2氮化物进行了研究结果表明,纯铁离子渗氮后炉冷过程中,扩散层中析出的Fe16N2呈非均质特征.析出形貌为长条薄片状,以α基体的{100}α为惯习面,长轴平行于〈011〉取向.实验中获得了Fe16N2与α基体在[100],[111],[110],[011],[113],[311],[133],[331],[021],[210],[135]和[351]取向的两相电子衍射谱,二者之间的取向关系为〈001〉Fe16N2∥〈001〉α,{100}Fe16N2//{100}α.选区电子衍射表明,Fe16N2的衍射谱符合体心消光规律,未发现有符合面心消光规律的衍射谱存在.理论分析得出,Jack 2(χ=0.222,z=0.306)结构的Fe16N2与Jack-1(χ=0.25,z=0.3125)结构的Fe16N2的衍射谱均满足体心消光规律.     

高Al新型Co-Al-W基高温合金热处理过程中微观组织演变

利用电子显微技术研究了Co-12Al-10W三元高温合金在热处理过程中的微观组织转变过程。结果表明,铸态合金的显微组织存在初生CoAl相。经过1300 ℃×8 h固溶处理后,初生CoAl相完全固溶,并析出μ相。随后在900℃时效处理过程中,γ和γ′相两相共格结构在50 h后出现,γ′相的尺寸随时间的延长不断增大。在时效处理初期,析出相主要为μ相;随着时效时间的延长,部分μ相边缘出现了DO19相;而时效时间进一步延长至600 h后,大量的μ相边缘出现了DO19相和B2相,同时在晶内出现了大量的针状B2相。电子衍射谱的分析表明,μ相、DO19相、B2相和γ′相之间存在着特定的取向关系为[111]B2//[110]γ′,(011)B2//(111)γ′,[001]μ//[110]B2//[001]DO19,(11-2)B2//(-100)μ//(100)DO19,(1-10)B2//(0-27)μ//(0-10)DO19。这些特殊的取向关系归结于析出相之间的结构关联性,而相转变则由W元素在时效处理过程中的扩散作用造成。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金时效沉淀相分析

利用喷射成形技术制备了超高强Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金。随后对试验合金进行热挤压,758K固溶2h和393K时效20h,利用透射电子显微镜(TEM)对时效后的合金进行形貌、选区电子衍射、高分辨像观察,得到各种沉淀相形貌和析出相与基体的位相关系。经过标定后确定,时效后的合金中存在3种纳米级沉淀相:η′相、GP(II)区、L12-Al3Zr,GP(II)区和Al3Zr与基体共格结合。     

沉淀强化型奥氏体钢中γ'相的析出过程

将沉淀强化型奥氏体钢在980℃固溶1 h后淬火,然后在500~850℃时效4 h,750℃析出强化效果最好。结合透射电子显微镜(TEM)和场离子显微镜(FIM),用原子探针层析技术(APT)研究强化相析出过程。结果表明,析出相为球形,是与基体共格的面心立方结构的γ'-Ni3(Al,Ti)相。随着时效温度提高,析出相尺寸增大,密度降低,Al元素和Ti元素在析出相与基体中的分配比逐渐提高,Ti元素的分配比明显高于Al元素,表现出更强的析出倾向。     

Inconel783高温合金螺栓的组织与织构

研究了Inconel783高温合金螺栓的组织结构与织构特点,重点关注β相的分布与析出特征,并研究了高温应力松弛前后组织与织构的变化情况。结果表明,螺栓试样γ相晶粒分布较为均匀,同时存在弥散分布的γ′相析出。大颗粒的β相沿螺栓轴向成串分布,其分布特征与γ相晶粒取向及尺寸无关,主要由冶炼方式与热加工过程决定;较小的β相在γ相晶界与晶内、连续或孤立析出。织构方面,γ相与β相均未表现出强织构,与热加工过程中变化的多向应力状态有关。以螺栓轴向(x方向)为试样参考方向,γ相存在一定的<111>//x与<100>//x择优,其中前者强度稍高。高温应力松弛试验后,γ相组织、β相分布与各相织构均较为稳定。对该合金中发挥重要作用的小尺寸β相分析发现,其析出行为受到γ相基体取向与晶界特征影响,其中<111>取向晶粒内析出较多,孪晶界上β相析出不占优势。因此,通过控制热加工与固溶处理过程中γ晶粒尺寸与取向择优,有望调控其析出特征。