利用晶界工程技术优化H68黄铜中的晶界网络

利用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像(OIM)技术研究了形变量及退火时间对H68黄铜晶界网络的影响.结果显示,形变量对处理后样品的晶界特征分布及晶粒尺寸和晶粒团簇尺寸都有显著影响,而退火时间(10 min～3 h)所产生的影响不明显;其中经5％冷轧及在550℃下退火不同时间都能够显著提高H68黄铜的低∑CSL晶界比例到80％以上,晶界网络中形成了大尺寸的互有∑3n(n=1,2,3……)取向关系晶粒的团簇.     

晶粒度对Inconel 690合金微动磨损行为的影响

为预防及减缓微动损伤对核反应堆蒸汽发生器传热管的危害,深入研究了晶粒尺寸对Inconel 690合金微动磨损行为的影响。采用微动磨损试验方法对Inconel 690合金的微动磨损特性展开研究,并利用光学显微镜(OM)、维氏硬度计、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和激光共焦扫描显微镜(LSCM)等对不同固溶温度下材料的微观组织结构、硬度和磨痕特征进行观察和分析。结果表明,随着固溶温度的升高,Inconel 690合金晶粒尺寸增大,硬度降低;在完全滑移区,摩擦因数随晶粒度和硬度的变化很小,其值均约为0.48;当Inconel 690合金平均晶粒尺寸为112μm,且SS304与Inconel 690合金硬度比为260∶176.4时,Inconel 690合金磨损体积最少;不同晶粒度和硬度下Inconel 690合金的微动磨损机制主要为剥层磨损、磨粒磨损和粘着磨损。     

Incoloy 800合金晶界工程工艺优化研究

运用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了退火时间和冷轧变形量对Incoloy 800合金晶界特征分布的影响。结果显示,随着退火时间的延长,总的低ΣCSL(coincidence site lattice,Σ≤29)晶界比例在60%～70%范围内缓慢增长,Σ1晶界比例随Σ3晶界比例上升而下降。随着变形量的增加,总的低ΣCSL晶界、Σ3晶界、Σ9晶界和Σ27晶界比例均呈现先增加后降低的趋势,而Σ1晶界相反,出现先降低后增加的趋势。优化的Incoloy 800合金晶界工程工艺为:在980℃固溶处理15 min,冷轧5%后在980℃退火15 min。     

形变及热处理对690合金晶界特征分布的影响

应用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了材料初始状态、冷轧压下量和1100℃退火对690合金晶界特征分布(GBCD)的影响.低层错能面心立方金属镍基690合金,冷轧5%后在1100℃退火5min可使低∑CSL (coincidence site lattice, ∑≤29)晶界比例提高到70%以上(Palumbo-Aust标准),同时形成大尺寸的晶粒团簇.低∑CSL晶界比例和这种晶粒团簇的尺寸随冷轧压下量的增加而下降.初始状态的固溶或时效对690合金在1100℃再结晶退火后的晶界特征分布无明显影响.     

轧制变形对690合金特殊晶界比例及耐晶间腐蚀性能的影响

不同轧制变形量的镍基690合金试样在1120℃×5 min的固溶处理和720℃×10 h的脱敏处理后,进行了晶粒度、特殊晶界比例及晶间腐蚀性能研究。结果表明,晶粒度随着轧制变形量的增加而升高,晶粒尺寸减小;特殊晶界比例在5%变形量试样达到最高,为67.7%,并随着轧制变形量的增加而减小,67%冷轧时特殊晶界比例降低到25.4%;ASTM G28-A法晶间腐蚀减重5%变形量的试样达到最低。     

形变及热处理对GH3625合金晶界特征分布的影响

在不改变GH3625合金化学成分的前提下,通过晶界工程(GBE)优化和调控合金组织,从而改善合金的高温组织稳定性以及使用可靠性。采用电子背散射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了形变热处理对GH3625合金晶界特征分布(GBCD)的影响。结果表明,GH3625合金晶界特征分布的优化主要是通过再结晶过程中形成的Σ3_n晶界来实现的,同时主要受冷变形量和退火条件的影响;GH3625合金中低ΣCSL晶界比例随着冷变形量的增加而减小,随着退火温度的升高而增加,当合金在ε=35 %,退火温度为1120 ℃保温15 min时,低ΣCSL晶界比例可提高到63.16 %以上(Palumbo-Aust标准);同时形成大尺寸的“互有Σ3_n的取向关系晶粒的团簇”此外,GH3625合金中出现了大尺寸的晶粒团簇,在晶粒团簇内的晶粒之间具有Σ3_n的取向关系;晶粒团簇尺寸和内含Σ3_n晶界的数量随着冷变形量的增加而减小,随着退火温度的升高而增加。     

形变热处理工艺参数对冷轧态镍基高温合金晶界特征分布演变的影响

本文研究了不同形变热处理工艺参数对冷轧态镍基高温合金中晶界特征分布演变的影响。结果表明,在退火处理过程中,生长事故模型是静态再结晶(SRX)晶粒中新Σ3晶界形成的主要机制。随着退火时间和退火温度的增加,晶界迁移时间延长,晶界迁移速度加快,从而增加了生长事故的发生频率,促进了Σ3晶界的形成。此外,随着应变的增加,Σ3晶界的比例先减小后增大。在冷轧变形量为0.1和0.7时,Σ3晶界的比例均可达到60%左右,这与大晶粒团簇的形成密切相关。此外,本文还详细分析了不同工艺参数下,Σ1晶界、共格Σ3晶界、非共格Σ3晶界、Σ9晶界、Σ27晶界和随机晶界的演变规律。     

热处理对Inconel690合金晶粒变化和晶界析出物的影响

研究Inconel690合金在不同的热处理条件下晶粒大小和晶界析出物.结果表明:当固溶处理温度低于1100℃时,晶粒尺寸变化不大,当温度超过1150℃时,晶粒开始显著长大,建议固溶处理应在1100℃以下.Incone1690合金经固溶处理和特殊热处理(TT处理)后,晶界的主要析出物和沉淀物为Ti(C,N)和M23C6,析出物尺寸随热处理温度的升高而增大,分布的形态主要呈断续和半连续状.     

热变形参数对GH690合金晶粒细化的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机进行高温等温压缩试验,研究了热变形参数对GH690合金晶粒细化的影响.结果表明:当变形程度较小时,随着真应变的增加,GH690合金动态再结晶的晶粒尺寸逐渐减小,但当真应变达到0.5后,随着真应变继续增加,动态再结晶晶粒尺寸变化不大;动态再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小.建立起热变形条件即Z参数与动态再结晶晶粒尺寸的关系.     

镍基690合金中晶界碳化物析出的研究

利用HRTEM,SEM和EBSD技术研究了固溶处理后镍基690合金在715℃时效时晶界处析出碳化物的形貌及与基体的取向关系.结果表明,碳化物在晶界处于高指数晶体学面的一侧晶粒中析出,并与此侧晶粒具有共格的取向关系.但是碳化物会向无共格取向关系一侧晶粒生长更快一些,碳化物向两侧晶粒生长速度的不同导致晶界附近Cr浓度曲线不对称,并且使晶界附近两侧晶粒的耐腐蚀能力不同.     

NANO SIZE EFFECT IN GRAIN BOUNDARY MIGRATION OF COPPER

Molecular dynamics simulations of high temperature annealing of copper bicrystals have been carried out. The bicrystals have planar grain boundaries, and the gain size varies in nano range. An EAM (embedded atom method) potential of FS type is used for calculating the interatomic forces. The results show that in nanocrystalline copper, GB migration driven by inter-GB reaction can take place. A critical grain size is identified, below which the inter-GB reaction becomes strong enough to trigger GB motion, which accelerates rapidly and leads to annihilation of the grain boundaries. The critical size is found to be 16 atomic radii. A “through intermediate grain mechanism“ is identified for the nano-grain boundary motion observed, which is never reported for GB migrations of conventional polycrystalline metals.     

EFFECT OF WAVY GRAIN BOUNDARY ON CREEP FRACTURE BEHAVIOUR IN ASTROLOY ALLOY

Astroloy合金中弯曲晶界显著改善了材料的蠕变持久塑性和蠕变裂纹生长抗力。通过尖切口根处蠕变裂纹形成寿命分析与试验比较,证实蠕变J~*积分是控制尖切口(和裂纹)场的有效参量。据此由线性损伤模型和HRR奇异性结合,导出与直晶和弯晶试验结果吻合良好的蠕变裂纹扩展速率表达式: da/dt=Be~(k/n+1)D(x_0)J~(*kn/n+1) 从晶界孔洞形成角度讨论了弯曲晶界蠕变损伤的微观机制。     

等温锻工艺对Ti-1023合金锻件晶粒度及热处理组织与性能的影响

本文介绍了Ｔｉ－１０２３（Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ）合金闭式等温锻利用回归正交试验方法安排试验，考察了不同的变形温度、变形程度、保压时间对锻件锻后晶粒度和热处理组织的影响，发现Ｔｉ－１０２３合金等温闭式模锻条件下，随着变形温度增高和变形程度的增大，以及一定的保压时间，由于动态再结晶的作用，锻坯在变形过程中发生晶界迁移和晶粒重构的过程，使初始的晶界随着这一过程逐渐消失，为随后的热处理（固溶＋时效）创造了极佳的条件。从而可得到β基体上均匀分布的细小球化的α相组织，保证了锻件具有良好的综合性能。     

EFFECT OF HEAT TREATMENT ON INTERNAL FRICTION OF GRAIN BOUNDARY IN 2091 Al-Li ALLOY

ＥＦＦＥＣＴＯＦＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＮＩＮＴＥＲＮＡＬＦＲＩＣＴＩＯＮＯＦＧＲＡＩＮＢＯＵＮＤＡＲＹＩＮ２０９１ＡｌＬｉＡＬＬＯＹＳｕｎＤｏｎｇｌｉ，ＹａｎｇＤｅｚｈｕａｎｇ，ＹａｎｇＺｈｅｎｇｙａｏＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉ...     

晶界网络特征对304不锈钢晶间应力腐蚀开裂的影响

通过晶界工程(GBE)处理,可使304不锈钢样品中的低∑CSL晶界比例提高到70%(Palumbo Aust标准)以上,同时形成了大尺寸的互有∑3~n取向关系晶粒的团簇显微组织.采用C型环样品恒定加载方法,在pH值为2.0的沸腾20%NaCl酸化溶液中进行应力腐蚀实验.GBE样品在平均浸泡472 h后出现应力腐蚀裂纹,SEM,EBSD和OM分析表明,应力腐蚀开裂(SCC)为沿晶开裂(IGSCC)和穿晶开裂(TGSCC)的混合型.而未经GBE处理的样品在平均浸泡192h后出现多条应力腐蚀主裂纹,且多为沿晶界裂纹.经过GBE处理的样品中大尺寸的晶粒团簇及大量相互连接的∑3-∑3-∑9和∑3-∑9-∑27等∑3~n类型的三叉界角,阻碍了IGSCC裂纹的扩展,从而提高了304不锈钢样品的抗IGSCC性能     

EFFECT OF GRAIN BOUNDARY CARBIDE ON CREEP CRACK GROWTH IN Fe-Cr15-Ni25 ALLOY

Creep crack growth behavior of Fe-Cr15-Ni25 alloys with different grain boundary featureshas been studied.Cavities nucleate at triple junctions of grain boundaries for the single phasealloy and at grain boundary carbide for the alloy with grain boundary carbide.Grain bounda-ry carbide particles are obstacles to cavity growth and coalescence,and therefore increase thecreep crack growth resistance greatly.     

Inconel 600合金的晶界工程工艺及晶界处碳化物的析出形貌

采用EBSD技术研究了镍基Inconel 600合金的晶界工程(GBE)工艺,与GBE处理后再在715℃时效过程中的晶界特征分布(GBCD)的演化,用SEM分析了不同类型晶界处碳化物的形貌分布。结果表明:将样品冷轧5%后,在1 100℃下再结晶退火10 min,可将低ΣCSL晶界比例提高至78.83%,且随着时效时间的延长,晶界特征分布没有明显变化。Inconel 600合金在715℃时效15 h后,不同类型晶界处碳化物的形貌及分布不同:共格Σ3晶界较其它类型晶界处析出的碳化物少且小;非共格Σ3晶界两侧有棒状碳化物析出;Σ9晶界仅一侧有棒状碳化物析出;Σ27与随机晶界处析出碳化物形貌相似,晶界处没有棒状碳化物生成,且碳化物尺寸最大。