重熔温度对Inconel718定向凝固过程中糊状区偏析和Rayleigh数的影响

用扫描电镜(SEM)以及能谱分析方法(EDAX)研究了经不同重熔温度加热并以一定速率定向凝固的高温合金Incond718糊状区液相的显微组织和成分。给出了液相中Nb、Mo沿着糊状区的分布。同时计算了糊状区液相密度差和相对Rayleigh数(Rar)。当重熔温度从1600℃升高到1700℃,Mo偏析加重,糊状区变长,液相密度差在凝固初期变大,糊状区的极大值显著升高,这说明重熔温度提高后热溶质对流趋势增大,糊状区变得不稳定。     

两种Ni-Cr-Co基高温合金的凝固偏析及其对Rayleigh数的影响

利用SEM和EDAX研究了2种Ni-Cr-Co基高温合金GH742和GH738凝固过程中组织、液相成分变化,用图像分析软件测定了各温度下的液相分数,并计算了2种合金凝固过程中液相密度差和相对Rayleigh数变化。结果表明,GH742凝固过程中主要是Cr、Co和Nb的偏析,GH738合金凝固过程中主要是Cr、Co和Ti的偏析;GH742和GH738合金凝固过程中都存在着液相密度反转,后者密度差的绝对值较大;GH738合金相对Rayleigh数绝对值的最大值是GH742的3.5倍,凝固时更易形成黑斑。     

凝固速率对定向凝固合金DZ22枝晶臂间距和枝晶偏析的影响

采用新研制的超高梯度定向凝固装置，研究了不同凝固速率下定向凝固高温合金ＤＺ２２枝晶臂间距和枝晶偏析。结果表明，冷运速率增大，枝晶臂间距显著细化，枝晶偏析被强烈抑制。当冷运速率为５２．４Ｋ．ｓ＾－１时，一次、二次枝晶臂间距λ１和λ２分别为２８．８和８．４μｍ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｗ等元素的偏析比均趋近于１。     

差压铸造凝固条件对A357合金二次枝晶的影响

研究了差压铸造不同工艺参数对A357合金二次枝晶间距的影响。试验结果表明,安放冷铁的石英砂型减小二次枝晶间距的能力最强;由于端部的激冷效应,离冷端越近,二次枝晶间距越小;压力对二次枝晶间距没有明显的影响;为了获得UTS≥320 MPa的铸件,二次枝晶间距应控制在55 μm以下,即VL≥0.23℃/s。     

参数对70钢小方坯二次枝晶间距和中心偏析的影响

试验研究了70钢150 mm×150 mm 小方坯连铸不同工艺参数对铸坯中心C、Mn偏析和二次枝晶间距的影响。结果表明,在一定工况条件下,铸坯中心偏析指数和二次枝晶间距均随拉速的增大而增大,随压下量和比水量的增大而减小。凝固中心处的C元素偏析指数在1.00～1.26之间,而Mn元素偏析指数仅为0.98～1.06。C、Mn元素的偏析规律相同,且随着C偏析的增加,Mn的偏析比也会不断增大。     

钒微合金化对718合金中铌元素偏析行为的影响

利用金相显微镜、电子探针、能谱仪等分析了含钒元素（V）0.066%的718合金铸锭凝固组织,对其微观组织和析出相特征进行分析,研究其中易偏析铌元素（Nb）的分布状态及偏析规律。结果表明,V元素的微合金化使718合金铸锭枝晶组织得到细化,二次枝晶间距及Nb元素的偏析系数均有所降低;由于Nb元素主要分布在Laves相及碳化物中,通过对二者体积分数的定量表征,V元素的加入大大降低Laves相及碳化物的析出,体积分数降低;线扫描分析表明,距Laves相越远,Nb元素含量越低,而含V样品中,这种含量降低的趋势有所减缓。所有分析结果均表明,V元素的合金化改善了718合金中Nb元素的偏析状态,细化了枝晶组织,对降低718合金均匀化热处理难度、提高合金成分和组织均匀性有利。含V碳化物在凝固过程中成为异质形核点,减小了凝固形核的驱动力,使得二次枝晶间距变小,表现出更小的Laves相体积分数和较细的枝晶组织。     

铝合金凝固过程中传热系数的数值求解及二次枝晶间距预测

以A357合金为研究对象,利用反运算,即试验温度曲线与模拟冷却曲线有限元对比耦合的方法,计算了在空冷和水冷条件下铸件/铸型间传热系数与冷却时间的关系,获得了精确的边界条件。在此基础上,对合金凝固过程中的冷却行为以及二次枝晶间距的分布进行模拟,并与试验结果进行对比。结果表明二者相符合。     

一种镍基单晶高温合金的高温度梯度定向凝固组织及枝晶偏析

采用双区加热和液态金属冷却法 (LMC) 相结合, 对一种含4%Re (质量分数) 的镍基单晶高温合金进行了高温度梯度定向凝固. 结果表明: 与传统的“ 高速凝固法 (HRS) ” (温度梯度G=20-40 K/cm, 抽拉速率V=50-100 μm/s, 一次枝晶间距 λ₁=200-400 μm)相比, 该技术可以显著提高凝固界面前沿的温度梯度 (G=238 K/cm) 和抽拉速率 (V=500 μm/s). 随着抽拉速率的提高, 凝固界面形态呈现出平面、胞状、粗大枝晶和细枝晶形态, 一次枝晶间距不断减小, 通过固态相变析出的γ' 强化相也被显著细化, 当G=238 K/cm, V=500 μm/s时, λ₁和枝晶干γ' 相平均尺寸分别减小到61.3和0.04 μm. 电子探针测定表明, 随着抽拉速率的提高, 枝晶偏析呈现先增大后减小的趋势. 这是高温度梯度条件下, 固相反扩散作用强烈影响元素在枝晶中分布的结果.     

稀土熔剂对A356合金二次枝晶臂间距的影响

将含有稀土的熔剂JDN -Ⅰ用于覆盖处理A35 6合金。实验结果表明 ,该稀土熔剂对A35 6合金的二次枝晶臂间距dDAS值有着较大的影响。无熔剂覆盖时 ,水淬获得的dDAS值比空冷下降 30 .8% ;有JDN -Ⅰ熔剂覆盖时 ,水淬获得的dDAS值比空冷下降 88.2 % ;水淬时 ,有熔剂覆盖的dDAS值比无熔剂覆盖低 77.7% ;空冷时 ,有熔剂覆盖的dDAS值比无熔剂覆盖高 2 3.3%。分析认为 ,存在 2个临界冷速v1和v2 :当冷速v v2 时 ,dDAS值由JDN -Ⅰ熔剂中的稀土含量决定 ;当v1相似文献   

二次枝晶取向对镍基高温合金晶粒竞争生长行为的影响

采用精密铸造法制备板状双晶和三晶试样,研究晶粒的二次枝晶取向对晶粒竞争生长的影响。结果表明,对于一次枝晶取向相同的双晶,随二次晶界角增大,晶界位置始终位于板状试样的中间,2个晶粒之间几乎不存在竞争生长。对于一次枝晶取向不同的三晶,汇聚晶粒和发散晶粒的竞争生长情况不同。在汇聚生长的情况下,择优取向枝晶与非择优取向枝晶互相阻挡,导致晶界向择优取向晶粒倾斜,这与经典的WaltonChalmers模型不一样。并且二次取向不影响汇聚晶粒的竞争生长。在发散生长的情况下,择优取向枝晶与非择优取向枝晶都能分枝出新的枝晶,使晶界向非择优取向晶粒倾斜,这与Walton-Chalmers模型一样。此外,二次取向不影响发散晶粒的竞争生长。     

Mo和W在镍基单晶高温合金中的作用研究进展综述

镍基单晶高温合金因其优异的高温性能而广泛应用于航空发动机涡轮叶片的制备。经过几十年的发展,国外已发展至第六代镍基单晶高温合金,合金体系中的Re和Ru等贵重金属元素的含量也不断增加。贵重元素的添加导致合金的成本和密度上升,对合金的研制和批量商业化应用不利。Mo和W作为较低成本的强化元素,在镍基单晶高温合金中发挥了重要的作用。Mo 和W在镍基单晶高温合金中的作用已有较为广泛的研究,本文简单综述了Mo和W在镍基单晶高温合金中对微观结构,包括元素分布、γ/γ′相两相结构、组织稳定性等方面,以及高温持久性能、对凝固缺陷和抗氧化及抗热腐蚀性等的影响,并提出了未来潜在的研究方向。     

多元合金两相区凝固过程的数值仿真研究

基于微观枝晶计算域内的溶质质量守恒关系,推导出适用于枝晶凝固方式的二元合金微观偏析半解析数学模型,并根据简单加合原理对模型进行了多元化扩展,应用扩展后的微观偏析模型,针对浇注钢种(视为Fe-C多元合金)的两相区凝固过程进行了数值仿真计算,通过仿真获得了连铸凝固传热计算中所需要的钢种的非平衡凝固路径及实际固相线温度.研究结果表明,所建立的多元合金两相区凝固计算微观偏析数学模型及其仿真程序,具有较好的合理性和广泛的适用性,可以方便地在连铸过程静态及动态仿真计算中加以耦合运用.     

热处理及Mo、Nb含量对00Cr22Mo2Nb铁素体不锈钢组织和性能的影响

研究了热处理对不同Mo、Nb含量的00Cr22Mo2Nb（445）铁素体不锈钢微观组织、冲击性能、硬度和韧脆转变温度的影响。结果表明0.112%左右的Nb含量可以有效抑制退火再结晶晶粒的长大。700 ℃是铁素体基体中的σ相最为敏感的析出温度,而800 ℃是χ相最为敏感的析出温度,此类析出物的存在严重恶化材料的室温冲击性能;而在1000 ℃固溶5 min可以使其充分溶解。再结晶等轴晶粒经过1050 ℃×20 min处理后晶粒尺寸增大,材料的韧脆转变温度显著升高。     

Effects of Mo substituted Nb on magnetic properties of Finemet alloy

Different Mo contents have been added into traditional Finemet alloy to form Fe73.5Cu1Nb3-x MoxSil3B9.5( x = 0 - 3) alloys. The change in DC and AC magnetic properties with Mo for Nb substimtlon was investigated. The results show that, with adding Mo, although the DC relative permeability decreases and the coercive force increases slightly,the saturation flux density Bs can be increased, and the core loss of the alloy can be decreased. The AC permeability of samples contained Mo is higher than that of alloy without Mo content. Fe73.sCu1Nb1Mo2Si13B9.5 alloy has the highest saturation flux density Bs. Fe73.sCu1Nb2Mo1Si13B9.5 alloy has the best frequency dependence on the AC permeability and core loss.     

Ta对镍基单晶合金铸态组织和偏析的影响

利用螺旋选晶法制备了不同Ta含量的镍基单晶合金,研究了Ta对镍基单晶合金铸态组织和偏析的影响.结果表明:镍基单晶铸态组织主要由枝晶组成,枝晶间的γ’较大,枝晶于的γ’较小;Ta对枝晶有较大影响,随着Ta含量的提高,枝晶间距减小,并且逐渐出现三次枝晶臂;Ta提高了Mo的偏析系数,促进了Mo在枝晶间的偏析;Ta改变了γ’的形貌,Ta含量较低时,γ’为圆形,Ta含量提高时,γ’向方形转变,同时合金的错配度增大.     

Mo和Re对含Ru新型单晶高温合金组织稳定性的影响

制备名义成分分别含0.4%Mo-6.4%Re、2.8%Mo-6.4%Re和0.4%Mo-6.7%Re的3种新型镍基单晶高温合金。分析合金经过热处理后的元素分配配比，经过1100℃，0～1000 h的热暴露后的γ′相演化、拓扑密排相（TCP）析出规律。结果表明，Re含量的微量增加和Mo含量的大幅增加会明显增加各元素在枝晶干和枝晶间、γ/γ′两相间的偏聚，低扩散元素Re等在枝晶干和γ相的偏析降低了热暴露过程中γ′相的粗化速率。Re的微量增加，促进P相析出数量增多，但P相的长大受到一定限制，原因是Re促进P相形成元素Re、W和Ru在枝晶干的偏聚，促进P相形核，使P相数量增多，但大量析出的P相互相接触交叉，反而降低了长大速率。Mo含量的大幅增加，使得在1100℃长时热暴露过程中同时存在μ相和P相，且μ相优先析出，数量多，尺寸大，而P相析出时间延迟，数量少，尺寸小，原因是Mo促进μ相的主要组成元素Re、W、Mo在枝晶干的偏聚，尤其是Mo含量的提高，促进μ相优先析出，随着μ相形成元素的消耗，以及P相在1100℃下更稳定，促使P相在μ相之后析出。     

Nb对重载齿轮用20CrNi2Mo钢组织和力学性能的影响

采用光学显微镜及力学性能等检验方法,研究了Nb对重载齿轮用20CrNi2Mo钢热处理后组织和力学性能的影响.结果表明,加Nb后的20CrNi2Mo钢,晶粒明显细化;当奥氏体化温度在900℃以上时,晶粒开始长大,且随奥氏体化温度的提高,晶粒逐渐长大;加Nb后在920℃奥氏体温度下保温10 h,奥氏体晶粒没有发生异常长大;加Nb后20CrNi2Mo钢的强度、伸长率和冲击韧性均有提高,且随回火温度的升高,抗拉强度降低,伸长率和冲击吸收能量升高.     

钼对含铌低合金铸钢碳化物析出行为的影响

借助熔炼制备合金的方法以及OM、SEM、TEM、碳化物萃取及XRD研究了含铌低合金铸钢中Mo的添加对碳化物析出行为的影响。结果表明:随Mo含量增加,组织由多边形铁素体向针状铁素体转变,片状珠光体向粒状贝氏体转变;铁素体晶粒内弥散析出的颗粒状和随机分布的短杆状碳化物增加,纽扣锭试样的硬度、强度增加,塑性降低。碳化物萃取及XRD衍射分析发现,试样中碳化物质量分数随Mo含量增加而增加;在1#Ori试样中碳化物主要为Fe3C、(Fe,Mn)3C型合金渗碳体及弥散析出的Nb(C,N)颗粒;在2#Mo、3#Mo试样中有Mo2C、Nb(C,N)和Mo(C,N)型碳化物析出。