18Cr10NiNb耐热钢析出相的热力学计算和平衡相分析

将18Cr10NiNb耐热钢在650℃进行10,000h的时效试验,用扫描电镜和透射电镜分析了18Cr10NiNb奥氏体耐热钢的组织,通过热力学计算研究了500-1400℃碳、铌和氮含量的变化对平衡析出相的影响。结果表明:在18Cr10NiNb钢的时效过程中在晶内析出了富Nb的MX相,在晶界析出了富Cr的M_(23)C_6相。根据热力学计算,其平衡析出相为MX,M_(23)C_6和σ相。MX相和M_(23)C_6型碳化物的最高溶解温度分别约为1340℃和840℃。MX相的数量随C和Nb含量的提高而增加。σ相的数量随着C含量的提高而减少。添加0.2%的N元素后,MX相为含有N、Nb、Cr和少量C的复杂碳氮化物,且在其平衡组织中出现了Cr_2N相。     

超超临界电站用镍铁基高温合金TCP相和碳化物相析出的热力学计算

利用材料相图与性能模拟计算软件JMatPro,研究了难熔元素W,Mo,Nb和Fe含量的变化对一种新型镍铁基高温合金拓扑密排相(TCP)和碳化物相析出及高温性能的影响。结果表明:新型镍铁基高温合金晶内强化相为γ′相,晶界为M23C6碳化物;在合金中添加Mo,W,Nb均可提高合金的持久强度和屈服强度;增加合金中Mo,Nb,Fe的含量会提高Laves相和σ相的析出温度;为避免在长期服役过程中合金析出较多的TCP相,在合金中添加不超过0.6%(质量分数,下同)的Nb或不超过1%的Mo和W,以使TCP相的析出温度尽可能低于使役温度。     

Q460FRW耐火钢的组织稳定性

采用Thermo-Calc热力学软件计算Q460FRW耐火钢的平衡态析出相。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜观察和分析Q460FRW耐火钢600℃保温处理前后的基体与析出相演变。结果表明:600℃下的平衡态析出相由M7C3,M23C6(M=Fe,Cr,Mo,Mn)和MX(M=Nb,Ti;X=C,N)构成。热机械控制工艺下,组织主要由粒状贝氏体和针状铁素体构成。600℃保温处理后,粒状贝氏体中的M/A组元逐渐分解,针状铁素体逐渐转变为块状铁素体。随600℃下保温时间的延长,富Cr/Mn的M7C3相尺寸持续增加,富Nb/Ti的MX相尺寸在小幅度增加后保持稳定,未发现M23C6型析出相。在保温过程中,Mo主要以固溶态存在,其对耐火性能的作用主要为固溶强化。     

铈对Fe-Cr-Ni-Nb-Ti-Al-W合金晶界MC相组成的影响

采用EDS研究了铈对铁基合金Fe Cr Ni Nb Ti Al W晶界析出相MC中M组成的影响。结果表明,随着合金中铈含量的增加,晶界MC相中铌量增加,而钛量相对下降。此结果证明,由于铌与碳的亲和力较钛大,当晶界附近的钛、铌等替代式溶质原子被铈原子驱逐并与碳结合时,有更多的铌参与了晶界MC相的组成。     

一种Ni-Cr-Mo镍基合金焊丝凝固过程元素偏析及相转变规律研究

为了对Ni-Cr-Mo镍基合金焊丝进行成分优化设计,本文通过热力学模拟计算方法研究了镍基合金焊丝凝固过程元素的偏析规律,并分析了合金元素对析出相的影响.研究表明:镍基合金焊丝平衡态主要的析出相为γ、M6C、P和μ相;在非平衡凝固状态下,随着凝固过程的推进从液相中析出M6C、P和σ相;随着Cr含量的增加,μ相的初始析出温...     

钛合金表面激光熔覆Ni基合金涂层中析出相热力学模拟计算

采用横流CO2激光器在TC4合金表面熔覆Ni基合金涂层,对激光熔覆层的微观组织、析出相、各合金元素在γ-Ni和M23C6相中含量变化进行了研究.结果表明,熔覆层可分为三个区:熔覆区、结合区和基体热影响区.熔覆区由γ-Ni,TiB2,TiC,M23C6和Ni3B相组成,其中,TiB2,TiC和M23C6细小颗粒均匀分布于γ-Ni初晶上,共晶组织由γ-Ni和Ni3B组成.为揭示TC4合金表面激光熔覆Ni基合金涂层在3500～500K温度范围的相组成及组织变化规律,利用Thermo-Calc软件及相应Ni基合金数据库对TC4合金表面激光熔覆Ni基合金涂层凝固过程中各析出相进行了热力学计算分析,研究了熔覆层中γ-Ni,TiB2,TiC,M23C6和Ni3B各相相对含量和B,C,Cr,Fe,Ni,Ti元素在γ-Ni和M23C6相中的含量随温度变化关系,为TC4合金表面激光熔覆Ni基合金涂层成分设计和工艺优化提供理论依据.     

稳定化处理对Super304H奥氏体耐热钢晶间腐蚀敏感性的影响

用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电解萃取法、草酸电解实验、X射线衍射(XRD)和双环电化学动电位再活化法(DL-EPR)等方法,研究了固溶和稳定化处理工艺对Super304H钢的显微组织(包括晶粒度,析出相分布、数量和类型)及晶间腐蚀敏感性的影响。结果表明,经过1150℃×15 min固溶处理后Super304H钢的晶粒度维持在7-10级;经不同温度的稳定化处理后析出相的数量较固溶态明显增加,其中950℃仍为敏化温度,有大量M23C6(M=Fe,Cr)沿晶界析出;随着稳定化温度的升高Nb(C,N)的析出数量随之增加,抗晶间腐蚀性能不断提高;当温度达到1100℃时Nb(C,N)的析出量达到最多,其抗晶间腐蚀性能较固溶态有明显提高;1100℃处于Super304H钢的固溶温度范围,明显高于传统1Cr18Ni9Ti型不锈钢的稳定化温度900℃,说明Super304H钢供货态的固溶处理工艺实际上兼顾了固溶与稳定化的双重作用。     

FGH95镍基合金的电解萃取及相组成与分布特征

通过对热处理态FGH95合金进行电解萃取,组织形貌观察及XRD分析,研究了FGH95合金的相组成及γ′相的粒度分布.结果表明,经1140℃固溶和时效处理后,合金的组织结构由γ′,γ相,(Nb,Ti)C、( Nb,W)B2,Nb13B2和Cr23C6等碳、硼化物组成,其中合金中γ′,γ基体相的质量分数分别为47.8％和51.2％,其碳、硼化物的质量分数约为1％.合金中晶内为细小γ′相弥散分布,而粗大γ′相沿较宽的颗粒边界区域不连续析出;其中,在36～60nm之间的γ′相粒子质量分数为30.6％,在60～96nm之间的γ′相粒子质量分数为29.1％,γ′相的结构组成式为:(Ni0.896C00.055Cr0.017Fe0.031)3 (Ti0.224Nb0.134Al0.473Mo0.038W0.066 Cr0.064).     

高温时效对Super304H钢奥氏体点阵常数的影响

利用金相显微镜、电子探针、透射电镜和X射线衍射等多种分析手段研究了不同时效温度下新型耐热钢Super304H奥氏体点阵常数的变化规律。结果表明,Super304H钢经700~1350℃一系列温度时效后,其组织均为单一的奥氏体(γ)基体+析出相,γ基体点阵常数a变化反映了析出相的析出与溶解的变化过程。Super304H钢供货状态下因绝大部分合金元素固溶于基体,γ基体点阵发生较大畸变a值较大,700℃时效后因M23C6和Nb(C,N)析出a值变小,至850℃时a值最小,超过850℃后因M23C6逐步溶解引起晶格膨胀,到1000~1050℃时a值接近供货条件时的a值。1150℃时因Nb(C,N)大量析出a值又变小,继续升温时因Nb(C,N)发生熟化元素重新固溶a值增大。     

Si对9Cr型铁素体/马氏体钢析出相和力学性能的影响

研究了Si含量对9Cr型铁素体马氏体(F/M)钢析出相和力学性能的影响。结果表明：在不同Si含量的9Cr型F/M钢中析出相均为M₂₃C₆、MX和Laves相，Si能促进Laves相和M₂₃C₆型碳化物的析出。Si含量为0.9%～1.2%的这种钢其拉伸强度和延伸率略有降低，冲击性能维持稳定；Si含量为1.2%～1.8%时，Si的固溶强化和析出相的沉淀强化使钢的拉伸强度提高。但是，随着Si含量的进一步提高Laves相和M₂₃C₆型碳化物大量析出，使其冲击功显著衰退。