微钛处理钢中的夹杂物特征及其对奥氏体晶粒尺寸和相变组织的影响

利用扫描电镜和高温激光共聚焦显微镜研究了添加微量Ti对钢中氧化物夹杂、奥氏体晶粒尺寸及冷却组织转变的影响。试验结果表明,添加Ti后氧化物夹杂的种类、数量及尺寸均发生变化,夹杂物数目减少、尺寸减小,氧化物夹杂的主要合金元素由Mn-Al-Si转变为Ti-Mn-Al。添加少量Ti可明显抑制高温下的奥氏体晶粒长大,微钛处理钢的奥氏体粗化温度高于未经钛处理的钢。在奥氏体冷却转变过程中,未添加Ti的样品相变组织由多边形铁素体和上贝氏体组织,转变为添加Ti的样品相变组织则的晶界多边形铁素体和晶内针状铁素体。     

Ti-Al合金熔体与氧化物陶瓷界面反应的热力学分析(英文)

研究CaO、MgO、Al2O3和Y2O3与熔融Ti及Ti合金之间的界面反应热力学。根据氧化物在Ti合金熔体中的溶解反应机制建立热力学模型,通过热力学分析预测各氧化物相对于Ti-Al(0≤x(Al)≤0.5)合金的热力学稳定性。根据氧化物坩埚熔炼实验结果来研究氧化物与Ti-xAl合金熔体的界面反应,对熔炼效果进行定量分析,发现随着合金中Al含量的提高和熔体温度的降低,合金中杂质元素含量成比例的减少,这与氧化物稳定性计算结果一致。     

铝热还原制备高钛铁脱氧性能的研究

炉外铝热反应制备的高钛铁合金由于Al、O含量高,不能直接用于钢水精炼过程。本文研究了高铝高钛铁在钢液精炼过程中的热力学,以及高钛铁中铝和铁含量对钢液精炼过程的影响。结果表明：采用Ti和Al作为复合脱氧剂,在1873K当钢水中的aTi/aAl大于8时,脱氧产物为Ti2O3;但事实上,只有当液态钢中的aTi/aAl值高于10时,Ti2O3才会作为脱氧产物沉淀。采用高铝高钛铁作为脱氧剂,钢水中铝和钛的含量可以满足相关钢的成分要求。随着高钛铁含量的增加,精炼后的铸钢中夹杂物由硅酸盐转变为Ti-Al-Mn复合夹杂物;同时,在这些夹杂物周围形成径向针状铁素体,细化了钢的微观结构。实际系统中的aTi/aAl值为17.78（> 8）,与理论结果一致。当钢液中的氧含量高时,控制钢水中aTi/aAl的值是至关重要的。     

氧含量对Ni47Ti44Nb9合金组织和相变行为的影响

研究了氧含量对Ni47Ti44Nb9合金显微组织和相变行为的影响.结果表明,当氧含量超过固溶度后,氧存在于(Ti,Nb)4Ni2O氧化物中.随着氧含量的增加相变温度降低,应力诱发马氏体相变的临界应力提高,相变热滞变宽.氧含量(质量分数)在0.04%-0.07%范围内,Ni47Ti44Nb9合金具有最大的形状记忆应变和延伸率.     

钇对TC4合金铸造组织与力学性能的影响

研究了Y含量对TC4合金铸造组织及力学性能的影响。结果表明,TC4合金中添加微量Y元素后大幅细化了TC4合金的晶粒,提高了合金的力学性能。在含Y元素的TC4合金基体中发现了Y2O3·2Ti O2析出物,Y元素在固液前沿的富集是Y2O3·2Ti O2析出及TC4合金组织细化的主要原因。当TC4合金中的Y元素含量为0.1%时,合金的细化效果最为明显,并获得了最佳的强度与塑性匹配。当合金中Y元素含量大于0.1%时,晶粒尺寸不再减小,合金的力学性能急剧降低。     

Ti元素对Cr元素含量为9％的ODS钢中析出相分布特征及硬度的影响

以9％Cr含量的氧化物弥散强化(ODS)钢为研究对象,将Y2O3和Ti元素的含量提高到3％并利用高温保温来模拟ODS钢的成型过程,以此研究Ti元素对于ODS钢中析出相及硬度的影响.利用X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)和X射线吸收精细结构(XAFS)等研究了ODS钢的机械合金化后及高温保温过程中析出相的种...     

电解Al-Ti合金中溶质的沉降与浓缩

电解低钛铝合金在固相线以上温度保温时液相中会析出富Ti的TiAl3相,TiAl3相在重力铸造时发生沉降,在离心铸造时会富集于铸锭两端,能够浓缩合金中的Ti元素。研究了不同时间对重力沉降和不同转速对离心铸造所得合金钛含量和组织的影响。结果表明,实验条件下TiAl3相形态为10~50μm的板条状;在重力沉降条件下,浓缩合金钛含量达到4wt%;在离心铸造条件下,相对离心力达到82g(g为重力加速度)时,浓缩合金钛含量达到7.3wt%。     

0Cr15Ni70Ti3AlNb合金平衡析出相热力学计算

采用Thermo-Calc热力学计算软件,模拟计算了0Cr15Ni70Ti3AlNb合金的平衡析出相和凝固过程。结果表明:0Cr15Ni70Ti3AlNb合金的平衡析出相主要包括γ、γ′、MC、M23C6;合金凝固过程中Ti和Nb属于正偏析,Cr、Fe、Si等属于负偏析。Al和Ti是影响0Cr15Ni70Ti3AlNb合金中γ′相析出温度和最大析出含量的主要因素。MC相的析出温度和最大析出含量主要由C元素决定。M23C6相的析出温度主要由Cr元素决定,M23C6相的析出量主要由C元素控制。0Cr15Ni70Ti3AlNb优化合金成分(质量分数)为C(0.03%~0.05%)-Al(0.7%~0.9%)-Ti(2%~2.25%)-Nb(0.75%~0.95%)-Cr(13.5%~15.5%)。研究结果可为合金的成分设计和热处理工艺制定提供理论指导。     

Ti3Al合金铸锭生产中若干问题的探讨

为了避免Ti3Al合金中合金元素的偏析,控制氧含量,通过试制两个Ti3Al铸定,对比探讨了不同中间合金加入方式,不同工艺路线对Ti3Al合金成分均匀性的影响,同时通过选择合理的工艺参数及控制氧含量生产出满足试制要求,满足后续加工对塑性要求的铸锭,提出了生产Ti3Al基合金的理想工艺方法.     

铁基高温合金氧化物强化相的形成和演化

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析、差示扫描量热法(DSC)分析、金相观察和显微硬度测定,研究铁基合金Fe-14Cr-3W-5Ti-3Y-2.2O(质量分数,%)中氧化物弥散相的形成和演化过程,以及氧化物弥散相对铁基合金的强化作用。结果表明:在高能球磨过程中,TiH2、YH2和Fe2O3可以在雾化粉末Fe-14Cr-3W基体中充分固溶;在随后的压制、烧结过程中,当烧结温度为950℃时弥散相以Ti2Y2O7相的形式析出,其强化作用不明显,合金的显微硬度只有250HV;当烧结温度为1100℃时,烧结体致密度得到提高,弥散相强化效果显著,合金的显微硬度为798HV;随着烧结温度的提高,析出相粒子长大,合金的显微硬度降低。     

I级涡轮叶片线性缺陷分析

发动机在工厂试车考核后分解检查时，发现其中一件I级涡轮叶片表面有线性荧光显示。通过金相、扫描电镜等手段，对失效叶片进行断口形貌观察、组织及成分分析，并与同种材料金相光面、冲击断面的表面氧化形貌进行对比，确定线性缺陷的性质及产生原因。结果表明:线性缺陷是由富含Ti、Mo碳化物的膜状缺陷导致的开裂，起因是在浇铸过程中合金液表面发生翻动或飞溅挂壁时形成氧化物薄膜，在后续时效过程中沿氧化物薄膜析出该膜状碳化物；膜状缺陷开裂后经过长时间高温氧化，在开裂面形成由Ni、Co的氧化物为主的外氧化层和由Cr、Al、Ti的氧化物为主的内氧化层组成的双层复合氧化膜。在生产过程中，可采用过滤网、提高真空度、保持平稳浇注来避免此类缺陷的产生。     

Oxidation Behaviors of Different Grades of Ferritic Heat Resistant Steels in High-Temperature Steam and Flue Gas Environments

For steam tubes used in thermal power plant, the inner and outer walls were operated in high-temperature steam and flue gas environments respectively. In this study, structure, microstructure and chemical composition of oxide films on inner and outer walls of ex-service low Cr ferritic steel G102 tube and ex-service high Cr ferritic steel T91 tube were analyzed. The oxide film was composed of outer oxide layer, inner oxide layer and internal oxidation zone. The outer oxide layer on the original surface of tube had a porous structure containing Fe oxides formed by diffusion and oxidation of Fe. More specially, the outer oxide layer formed in flue gas environment would mix with coal combustion products during the growth process. The inner oxide layer below the original surface of tube was made of Fe-Cr spinel. The internal oxidation zone was believed to be the precursor stage of inner oxide layer. The formation of internal oxidation zone was due to O diffusing along grain boundaries to form oxide. There were Fe-Cr-Si oxides discontinuously distributed along grain boundaries in the internal oxidation zone of G102, while there were Fe-Cr oxides continuously distributed along grain boundaries in that of T91.     

退火对TCS不锈钢热轧板含Nb和Ti析出相的影响

通过SEM、TEM及化学相分析的方法,对罩式退火前后TCS铁素体不锈钢热轧板中Nb、Ti碳氮化物进行了研究。结果表明:退火前后析出相粒子主要由TiN、(Ti,Nb)C组成。退火前(Ti,Nb)C粒子析出位置为晶界及亚晶界,退火后形状为不规则椭圆形,是点链状分布在晶粒中,尺寸比退火前显著增加;退火后TiN粒子发生聚集长大,钢板中部析出的TiN粒子在尺寸上大于边部,在数量上少于边部;退火后基体中固溶的C、S、P元素100%析出,N元素98.75%析出,Nb、Ti元素析出分别为73.91%和65%,Ni、Cr元素析出较少,分别为0.26%和0.03%。     

Corrosion behavior of ferritic-martensitic steel T91 in supercritical water

The corrosion behavior of a ferritic-martensitic steel T91 exposed to supercritical water at 500 °C and at two different dissolved oxygen concentrations, 25 ppb and 2 ppm, for exposure times up to 505 h was characterized. In this corrosion experiment, all the exposed samples formed a stable oxide layer, but of varying thicknesses. The dissolved oxygen concentration played a significant role in the oxidation behavior of this alloy. For lower oxygen concentration exposure, phase distribution analysis showed a duplex oxide structure, consisting of layered magnetite and spinel phases. Higher oxygen concentration resulted in an additional hematite enriched layer in the outer oxide region. Furthermore, samples exposed to high oxygen content supercritical water exhibited a more porous oxide scale with weaker adhesion to the substrate. Samples of T91 steel whose surface was modified by oxygen ion implantation were tested in the lower oxygen supercritical water environment and were noted to exhibit a lower oxide layer thickness compared to the untreated alloy. The formation of nanometer-sized oxides precipitates at the surface due to oxygen ion implantation appears to influence the nucleation and growth texture of the oxide scale, which may play a role in reducing the oxide layer thickness.     

TiC颗粒增强低合金铁素体钢的耐磨性能

通过与传统低合金铁素体钢做对比,研究了原位合成方法制备的1.0vol%TiC颗粒增强型铁素体耐磨钢的磨粒磨损性能。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对试验钢的显微组织形貌和析出相粒子分布进行了分析,并对试验钢的硬度、强度、韧塑性和磨粒磨损性能进行测试。试验结果表明: 经过轧制后的TiC粒子在试验钢中分布均匀,其中纳米TiC粒子产生明显的沉淀强化作用,提高了基体的强度和硬度,并保证了良好的弯曲性能。粒径1～5 μm的TiC颗粒有效阻碍了磨粒对基体的犁削作用,提高了基体抵抗磨粒磨损的能力,TiC增强后的铁素体试验钢磨损量仅为未增强铁素体钢的60%,与未增强铁素体钢淬火+低温回火处理后的耐磨性相当。TiC颗粒增强铁素体钢的磨粒磨损机制既包括犁皱塑性变形机制又包括显微切削机制,钢的耐磨性提高为纳米、微米TiC粒子共同作用的结果。     

The morphology of Al−Ti−O complex oxide inclusions formed in an ultra low-carbon steel melt during the RH process

Internal morphologies of bulk shape oxides in a melt of Ti bearing low-carbon steel were analyzed. The outer shapes of nearly spherical inclusions containing Ti were quite different from the shape of alumina inclusions that typically have a cluster form. A cross-section investigation using a polishing method and the FIB method revealed that the TiO_x−Al₂O₃ complex oxide covers alumina clusters and that the interfaces of the alumina and complex oxide are modified as time passes.     

退火温度和保温时间对高强IF钢氧化层的影响

通过扫描电镜(SEM)和辉光放电光发射光谱仪(GDOES)研究了退火温度和保温时间对高强IF钢氧化层的影响。结果表明:退火后,高强IF钢氧化层表面以锰和硼的氧化物为主,磷的氧化物也富集在氧化层表面,铝的氧化物主要在氧化层内部;随着退火温度的升高和保温时间的延长,氧化层表面上锰的氧化物增加,硼的氧化物减少,磷在表面的富集程度加大,铝的氧化物在钢基体内部和氧化层中均有生成。     

T91钢高温空气氧化动力学及层脱落机理

通过扫描电镜对T91钢高温空气氧化层的形貌进行观察,利用X-Ray物相分析仪测试了氧化层的物相结构,利用热天平连续称重法对T91钢高温空气氧化速率进行测定,并分析了氧化层的脱落机理.结果表明:T91钢高温空气氧化的动力学曲线符合对数规律,氧化速率低于1级完全抗氧化性的标准;氧化层脱落的机理是界面裂纹和氧化层弓出弯曲破裂和剥落,也可以是氧化层内纵向裂纹的不穿透破裂剥落.     

九江大桥15MnVNq－C钢焊接过热区的低温韧性

１５ＭｎＶＮｑ－Ｃ钢为九江长江大桥主要用钢．其过热区低温韧性较优化前１５ＭｎＶＮｑ－Ａ钢有大幅度改善。为分析１５ＭｎＶＮｑ－Ｃ钢焊接过热区低温韧性改善的原因，本文采用热模拟技术对比研究了过热区组织及其对韧性的影响，过热区Ｖ（Ｃ、Ｎ），Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）的析出行为及其析出相对组织和韧性的影响。结果指出，含微量Ｔｉ（０．０１２％）的１５ＭｎＶＮｑ－Ｃ钢过热区低温韧性的改善与难溶的ＴｉＮ析出相粒子有关。由于微量Ｔｉ的存在，降低了过热区固溶Ｎ含量，促进了韧性较高的针状铁素体的形成，从而改善了过热区的低温韧性。