终锻温度对Nb-V-Ti复合非调质钢组织及性能的影响

通过金相、扫描、透射电镜研究不同锻造工艺下V-Ti、Nb-V-Ti两种微合金化非调质钢的微观组织结构及力学性能。结果显示:添加Nb能够显著提高非调质钢的奥氏体粗化温度,有效阻止奥氏体晶粒的快速长大,细化非调质钢晶粒,降低珠光体层片间距,使渗碳体呈粒状或球状分布;另外,添加的Nb促进V-Ti非调质钢中细小含铌碳化物的弥散析出,细化基体组织,同时提高非调质钢的强度。因此,Nb-V-Ti复合微合金化非调质钢经过未再结晶区变形后可获得均匀细小的铁素体-珠光体双相组织,且在相对较低的温度进行形变处理能够有效改善Nb-V-Ti微合金非调质钢的强韧性。     

专利名称:一种镍微合金化的钛铝金属间化合物

该合金的化学成分 (原子百分比 ) :Al,4 5.0～ 4 8.0 ;Cr,1～ 3;V,0～ 3;Nb,0～ 3;Ni,0 .2～ 0 .8;余为 Ti。本发明通过镍微合金化促使铸造钛铝粗大的片层组织转变为近γ的细小等轴晶 ,进而或将其热处理为综合力学性能优异的细小全片层组织 ;或以其作为热加工的预备组织 ,提高变形钛铝合金的热加工性能 ,改善变形钛铝合金组织的均匀性专利名称:一种镍微合金化的钛铝金属间化合物     

Ti微合金化Q420B热轧钢带组织和性能

研究了唐山不锈钢公司1580热轧机组生产的钛(Ti)微合金化钢Q420B的力学性能、组织和析出物。结果表明,Ti微合金化的Q420B热轧钢带的强度达到了520MPa以上,屈服强度达到470MPa以上,延伸率达到30%以上,满足客户使用要求。Ti微合金化的Q420B钢中夹杂物为B类夹杂,析出物为碳化钛(Ti C),其强化机制为Ti C沉淀强化。     

Ti-Zr复合微合金钢多道次热变形行为有限元模拟及实验研究

为了研究Ti-Zr微合金钢轧制变形过程中变形温度和Zr含量对内部应力应变的分布及奥氏体组织演变的影响，通过热模拟实验和金相分析获得3种不同Zr含量的Ti微合金钢应力应变曲线及奥氏体的晶粒尺寸及分布情况。研究结果表明：变形温度的升高会降低3种实验钢的内部应力，促进应力均匀分布，其中0.12Ti-0.02Zr钢应力下降的最明显，Zr的加入会促进Ti微合金钢再结晶奥氏体的形核和形变诱导析出相的析出，形变储能消耗量增大，不容易在变形过程中积累应力和应变；但过多的Zr会因为大量析出相而使实验钢的变形抗力增大，导致应力和应变累积。综合考虑，使用Ti-Zr复合微合金化技术实现奥氏体组织的超细化均匀时，Zr元素的添加量应控制在0.02%左右。     

Ti微合金化技术在热轧带肋钢筋中的应用

无锡新三洲特钢有限公司通过实施钛微合金化生产工艺,代替了原有的成本较高的Nb+Ti复合微合金化工艺,充分发挥了Ti的沉淀、析出强化作用。经过Ti微合金化工艺生产的HRB400E热轧带肋钢筋具有良好的微观组织形态,晶粒度达到了11级以上,钢筋力学性能稳定.对于Φ18 mm HRB400E钢筋,Ti微合金化成品屈服强度与Nb+Ti微合金化成品相差不多,抗拉强度明显优于Nb+Ti微合金化成品.Φ18 mm HRB400E钢筋平均屈服强度达到438.5 MPa,平均抗拉强度为613.6 MPa;Φ25 mm HRB400E钢筋平均屈服强度达到455.0 MPa,平均抗拉强度为625.0 MPa.     

FGH95镍基合金的组织结构与蠕变行为

通过蠕变曲线测定和组织形貌观察,研究了FGH95合金的蠕变特征与变形机制.结果表明:经高温固溶及"盐浴"冷却后,FGH95合金的组织结构由细小γ'相及粒状碳化物弥散分布于γ基体所组成,由于沿晶界不连续析出的粒状(Ti,Nb)C相可提高合金的晶界强度,并抑制晶界滑移,故使其在650℃、1 034MPa条件下有较小的应变速率和较长的蠕变寿命.合金在蠕变期间的变形机制是位错切割γ或γ'相,其中,当(1/2)<110>位错切入γ相,或<110>超位错切入γ'相后,可分解形成(1/6)<112>肖克莱不全位错或(1/3)<112>超肖克莱不全位错+层错的位错组态;蠕变后期,合金的变形特征是晶内发生单取向和双取向滑移,随蠕变进行位错在晶界处塞积,其引起的应力集中致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制.     

稀土Gd对Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金组织的影响

 通过光学金相和扫描电镜观察分析了Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr（at.%）合金中添加微量稀土Gd对合金铸态和变形组织的影响。发现,含稀土Gd的TiAl合金铸造组织晶粒尺寸细小;变形宏观组织中均匀变形区较大,变形组织动态再结晶的体积分数高,层片分解较完全。     

宽温度范围内热处理对TB10钛合金微观组织和力学性能的影响

在宽温度范围内(200～1000℃)对TB10(Ti5Mo5V2Cr3Al)钛合金进行热处理,通过金相显微镜,扫描电子显微镜等观察了合金的微观组织并结合力学性能进行综合分析。结果表明:热处理温度为300℃时的颗粒状析出相,以及800℃时不均匀的长条状析出相,都是对合金塑性有害的微观组织;500℃时的层片状析出相对合金强度极为有利,而700℃时均匀的长条状析出相对合金塑性是有益的。通过优化的热处理制度对有益微观组织进行适当组合,可使合金具有良好的强度和塑性。经过800℃/1 hFC→760℃/WQ+500℃/8 h/AC的热处理,合金的抗拉强度为1340 MPa,断后伸长率为12.5%。     

IN792LC单晶高温合金长期热暴露下的蠕变性能退化

研究了800℃条件下最长时间达到3 000 h的长期热暴露对IN792LC单晶高温合金显微组织演变及蠕变行为的影响。结果表明：长时间热暴露后,γ′相球化生长均匀分散在γ基体内,γ′相的粗化行为符合Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)模型。热暴露后一些不连续碳化物在γ/γ′共晶组织周围析出,但无拓扑密排相(TCP)生成。对长期热暴露后的合金进行了760℃/662 MPa下蠕变断裂寿命测试,随着热暴露时间延长,由于组织退化,合金蠕变寿命降低,而断裂伸长率不断提高。当热暴露达到3 000 h时,合金蠕变断裂寿命降低81.1%。合金蠕变寿命的减少主要由γ′相粗化、碳化物的退化以及柯肯达尔孔洞增大导致。分析发现在热暴露后共晶相周围MC碳化物分解形成的M₂₃C₆碳化物,空位在碳化物处塌陷聚集成微孔,加速了裂纹的萌生与拓展。此外,由于热暴露后合金蠕变过程中的位错网络被破坏,位错切入γ′相运动,从而进一步降低蠕变断裂寿命。研究结果为IN792LC单晶高温合金近服役温度条件下使用寿命预测提供了参考。     

微量Hf对变形TiAl合金组织和力学性能的影响

对比观察含Hf和不含Hf的TiAl合金的变形组织和热处理组织,发现在1 310 ℃/1h/AC热处理后均获得近全层片组织,平均晶粒尺寸为50～70 μm,γ相的体积分数为12%左右;退火温度升高至1 320 ℃,则均获得了全层片组织,平均层片团尺寸为200～300 μm. 在同为近全层片组织下进行力学性能试验发现:添加合金元素Hf,使TiAl合金800 ℃高温拉伸强度提高60 MPa和800 ℃,150 MPa应力持久寿命由84 h提高到128 h.     

离心铸造奥氏体不锈钢管的组织

石油化工工业使用大量耐热钢管作蒸汽热转换管。目前普遍应用的是离心铸造奥氏体不锈钢管。这类钢管最常用的钢号是HK40镍铬不锈钢(Cr25-Ni20-0.4C)。HK40钢管的组织特点是其层片状共晶碳化物网络和数量极大的二次析出碳化物。这种特点赋于HK40钢管以相当好的蠕变断裂强度。正在发展中的新材料是在这一钢号的基础上添加碳化物形成元素Nb、Ti、Zr等,其组织特征是二次析出碳化物更弥散、更稳定,从而得到更高的蠕变断裂强度。     

Ti,Zr复合微合金化对铝合金再结晶的影响

通过向工业纯铝中单独及复合添加微量的Ti,Zr元素,采用硬度测试、金相显微(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)等分析方法,研究并对比了Ti,Zr单独及复合微合金化对铝合金再结晶的影响。结果表明:Ti,Zr复合微合金化不仅有效细化了合金的晶粒尺寸,提高了合金的力学性能,同时更加显著地提高了合金对再结晶的抑制作用。主要因为Ti,Zr复合微合金化的合金在均匀化退火及变形加热过程中,固溶在基体中的Ti,Zr原子会以大量且弥散的二次Al_3Zr和Al_3(Ti,Zr)粒子形式析出,这些Al_3Zr和Al_3(Ti,Zr)粒子的尺寸更加细小,弥散程度更高,高温下不易长大,且二次Al_3(Ti,Zr)的热稳定性更高,与α(Al)共格性更好,在有效充当基体形核质点细化晶粒的同时,还能强烈的钉扎位错和亚晶界,有效抑制了合金的再结晶转变,并将Al-Ti-Zr合金的再结晶温度提高200℃以上,同时对合金的再结晶晶粒具有良好的细化作用。     

铁钛多元微合金化对CuCrZr合金组织和性能的影响

CuCrZr合金由于具有优异的综合性能被广泛应用于高温领域,对于高温耐热铜合金来说,在保持高强高导的同时,需要拥有更好的高温组织稳定性和高温力学性能。本文通过Fe和Ti元素的微合金化提高CuCrZr合金的耐热性能,研究了合金化元素的添加对CuCrZr组织和性能的影响。研究发现Fe和Ti元素的添加使合金的变形机制由滑移主导向滑移和孪生共存转变。由于孪生机制的影响,合金内生成了高密度的纳米孪晶和层错,这些微结构对合金的强度和塑性均能够产生有益作用。研究还发现合金元素的添加改变了CuCrZr合金中第二相的成分,使得纳米尺度和微纳尺度的第二相由Cr颗粒变成了Cr/Fe颗粒。由于微合金化元素的添加改变了合金的微观组织和第二相,最终使得合金的高温性能稳定性有了一定程度的提高。     

Sc、Zr、Ti复合合金化对Al-5Mg 合金组织和性能的影响

通过向合金中单独或联合添加微量的Sc、Zr、Ti,研究了Sc、Zr、Ti复合合金化对Al-5Mg合金微观组织、再结晶抗力及力学性能的影响.研究结果表明合金中单独添加0.2%Sc,使合金的再结晶抗力、硬度和强度明显增加而塑性明显下降,但对合金没有晶粒细化效果.Sc、Zr复合合金化明显改善了Sc对晶粒的细化能力和再结晶抗力,合金的强度和硬度也进一步增加,但对塑性的影响不大.添加0.036%Ti进行Sc、Zr、Ti复合合金化使合金具有最佳的晶粒细化效果和再结晶抗力,但对合金的力学性能影响不大.原因在于Sc、Zr、Ti复合合金化降低了Al-Al3Sc共晶点,而且Zr、Ti可以代替部分Sc形成Al3Sc1-xZrx或Al3Sc1-xTix复合粒子,有利于凝固过程中形成与α-Al具有良好晶格匹配性的一次Al3Sc1-xZrx或Al3Sc1-xTix复合粒子及挤压和退火过程中二次复合粒子的析出.这些大量的、弥散分布的、与基体共格的粒子可以有效地阻止位错的运动和亚晶界的迁移,从而产生良好的细晶强化、弥散强化和亚结构强化效果.     

M963合金高温蠕变过程中显微组织的演化及断裂机理

研究了M963合金在975℃×225MPa条件下蠕变过程中的组织演化及断裂机理.结果表明M963合金的蠕变曲线呈现出明显的3个阶段且稳态蠕变速率较低;蠕变过程中,γ'相粒子逐渐筏形化,由初始阶段分布在γ基体中的立方状孤立相转变为蠕变后期包围γ相的连续相;在枝晶干上有颗粒状M6C碳化物析出;蠕变变形机制从初始阶段的Orowan绕过γ'相粒子变为蠕变后期的位错切过γ'相粒子.     

GH586合金铸锭均匀化处理的试验研究

GH586合金由于合金化程度高,特别是W、Mo、Ti等元素含量较高,铸锭成分偏析严重,组织不均匀,以致合金的变形抗力大,热加工塑性差,锻造成形困难.对GH586合金铸锭均匀化处理前后的微区成分、晶间组织、热塑性进行了综合研究和分析,结果表明该合金铸锭经1200℃高温长时间均匀化处理后显著降低合金元素的枝晶偏析程度,同时随着均匀化时间的延长,晶间碳化物逐渐细化、球化、趋向于均匀弥散分布,从而大幅度提高了合金铸锭的热加工塑性.     

Nb在高Ti中Al铁基高温合金的作用

探讨Nb在高Ti中Al铁基高温合金的作用，认为Nb参与了γ-相形成，增加γ-相数量，生成Ni3（Al、Ti、Nb）提高γ-相的固溶温度，从而实现第二相强化。同时，Nb促使碳化物相处于均匀弥散分布状态使合金组织均匀化并显著提高室温、700℃拉伸和持久强度，改善塑性。当Nb含量超过1．38％时γ-相析出达到平衡，μ-相结构发生变化，且数量增加，晶界小颗粒状、块状、链状、μ相析出脆化了晶界，降低合金塑性。     

马弗式光亮退火炉镍基合金焊接组织分析

采用宝钢生产的BSTMUF601钢对运行3年的马弗式光亮退火炉进行焊接修复,试验结果表明,焊接接头具有与炉体等同的高温力学性能,950℃条件下的接头抗拉性能可以达到97 MPa。结合扫描电镜、透射电镜的观察和分析,采用进口材料Inconel601合金制造的炉体在高温条件下晶粒显著粗化,焊接热影响粗晶区存在强化基体的Ni3(Al,Ti)析出相;焊缝金属中具有一次析出碳化物TiN、凝固共晶碳化物M23C6、球状析出相Al2O3等,一定尺寸的弥散分布碳化物将有助于改善焊接接头高温性能。     

GH761合金铸态组织中一次碳化物研究

对GH761合金重熔铸锭铸态组织中的一次碳化物进行了研究。结果表明,铸锭铸态组织中析出的一次碳化物有两种形态,一类碳化物倾向于在枝晶间孤立析出,成分分析表明是含有W和Mo的Ti C;另一类碳化物是存在于枝晶干的团簇状Ti(N,C),具有较高的N含量。合金中的杂质可以作为一次碳化物形成的核心,促进一次碳化物的析出。     

V和Ti在高碳钢中的应用

研究了V、Ti在预应力钢绞线及钢丝用高碳钢线材中的应用。高碳钢盘条中加入微量的V、Ti,在降低了珠光体相变温度的同时使珠光体相变与贝氏体相变温度区间发生分离;V的加入可以在细化珠光体片层间距的同时,抑制晶界连续渗碳体的形成。V、Ti在高碳钢中主要以复合碳氮化物的形式在晶界铁素体及珠光体片层间弥散析出,同时有部分V以合金碳化物的形式存在于渗碳体片层中。高温区析出的Ti(C,N)对奥氏体晶粒的长大具有显著的抑制作用,V主要在低温区以碳氮化物的形式起到析出强化的作用,另有部分V原子与Cr类似,与渗碳体结合形成合金碳化物,起到了强化渗碳体的作用。