GH586合金铸锭均匀化处理的试验研究

GH586合金是我国为满足航天工业发展而自行研制的一种新型镍基变形高温合金。该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，以致合金变形抗力大，热加工塑性差，锻造成型困难。本文对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。     

GH907合金铸锭均匀化热处理

为了系统研究GH907合金铸锭枝晶间Laves相的固溶规律和铸锭中铌元素的扩散规律,以指导生产实践。以抚顺特钢生产的GH907合金508 mm铸锭为研究对象,利用光学显微镜、扫描电镜等手段,系统研究了GH907合金铸锭不同温度和时间下的均匀化情况。结果表明,GH907合金铸锭枝晶间Laves相的最佳扩散温度为1 160 ℃,扩散10 h以上Laves相可以完全消除;同时计算得知,GH907合金铸锭中铌元素在1 160 ℃下的表观扩散系数为D＝0.488 55×10-14 m2/s;理论计算表明,在1 160 ℃下处理56 h后,GH907合金中铌元素的残余偏析指数δi可以达到0.02。     

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.     

6082铝合金铸锭均匀化热处理工艺研究

对6082铝合金铸锭样品进行均匀化热处理,并通过力学性能测试、金相显微镜观察等技术手段,研究了均匀化热处理的加热、保温、冷却等工艺参数对合金组织和力学性能的影响规律。结果表明:均匀化热处理能明显减少或消除6082铝合金铸锭的晶内与晶间偏析,使非平衡相溶解,合金组织均匀性提高,有效改善合金的后续挤压加工及热处理性能。使合金获得最佳综合力学性能的均匀化热处理工艺为:"550℃×保温2h"+"575℃×保温3.5h",强风冷却至200℃后再水冷。     

变形高温合金GH4065A的铸态组织及均匀化研究

应用SEM、DSC等试验方法研究了高温合金GH4065A电渣锭不同部位的铸态组织,并设计不同温度和时长的均匀化工艺制度处理样品,随后研究了不同均匀化制度下样品的微观组织演变和残余偏析指数变化规律。结果表明,铸态GH4065A中主要析出相为γ-γ’共晶相,硼化物相和TiN相,偏析较为严重的元素为Ti、Nb、Mo、W。经1 160℃、10 h均匀化处理可以将析出相消除,并使Ti、Nb、Mo的残余偏析指数降至0.2左右,W的残余偏析指数降至0.4左右,是较合理的均匀化条件。生产现场由于铸锭尺寸较大,在1 160℃炉内维持20 h左右均匀化时长是一个较为合理的均匀化制度。     

镍基耐蚀合金C-276铸锭元素偏析和均匀化工艺

利用光镜、扫描电镜和能谱仪等显微组织分析方法研究了镍基耐蚀合金C-276经真空冶炼+电渣重溶后铸锭的枝晶特点和元素偏析情况,根据残余偏析指数模型计算结果选取了四种均匀化实验制度,并通过均匀化实验后的组织分析和Gleeble1500试验机热模拟锻造实验验证,最终确立了适合C-276合金的均匀化工艺.结果表明:合金中偏析程度最严重的元素为Mo;在选取的四种均匀化制度中,采用1170℃下加热20h的处理方式不仅可以较好地实现成分均匀化,还能保证晶粒尺寸不过度长大,从而确保合金的热加工塑性,是最为合理的均匀化制度.实验也证明利用残余偏析指数模型,计算结果与实验结果基本吻合,在预测和评价C-276合金均匀化工艺上是可信的.     

7055铝合金多级均匀化工艺研究

采用中频炉熔炼7055铝合金,用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和万能拉伸机等方法研究多级均匀化工艺对7055铝合金显微组织及力学性能的影响。结果表明：未经均匀化处理的7055铝合金铸锭存在着严重的组织偏析,合金经470℃×30 h单极均匀化处理后,晶界上的非平衡相有所减少,已形成不连续分布,成分偏析得到改善;在单极均匀化基础上增加410℃×4 h的中间保温,均匀化效果更好,非平衡相的溶解数量增多,晶界更为平直,且形状规整;而经250℃×4 h＋410℃×4 h＋470℃×30 h三级均匀化处理后,消除了铸锭晶界上的非平衡凝固共晶组织,晶界呈线条状。经时效处理后,其力学性能较优。     

高温扩散热处理对Ni-24Fe-14Cr-8Mo镍基合金显微组织的影响

本文以50kg真空感应熔炼的镍基合金Ni-24Fe-14Cr-8Mo为实验材料,通过采取不同温度、不同时间的高温扩散热处理,结合光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针分析仪以及金相照片图像分析的手段,围绕温度和时间对合金组织中Laves相回溶以及元素偏析的影响开展研究。结果表明,合金枝晶间岛状低熔点金属间化合物Laves相的析出造成严重的元素偏析,Laves相初熔温度在1180～1200℃;在1180℃ 7～100 h扩散热处理时,Laves相体积分数随处理时间呈V_f=11.557 8_exp（-0.143 2 t）的指数规律减小,在1180℃保温40 h以内Laves相不能完全回溶,而保温76 h以上则Laves相可以完全回溶,保温100 h可以进一步消除元素偏析。Ni-24Fe-14Cr-8Mo合金的高温扩散热处理温度不应高于Laves相初熔温度,采取1180℃保温100 h有效地减少Laves相比例以及元素偏析。     

新型铸&锻GH4198合金组织特征及偏析行为

采用真空感应+电渣重熔连续定向凝固双联工艺制备新型铸锻GH4198合金定向凝固铸锭。利用场发射扫描电镜(FESEM)、能谱(EDS)、电子探针(EPMA)研究和分析了合金的铸态组织特点、凝固偏析行为、均匀化热处理制度,并对合金凝固过程进行了讨论。结果表明:采用电渣重熔连续定向凝固技术制备的铸锭可消除常见的中心等轴晶区而呈现发达的柱状晶组织,R/2处柱状晶的轴向偏离角度小于20°。GH4198合金在凝固过程中,Al,Mo,Ti,Nb和Ta等元素主要在枝晶间偏析;W,Cr和Co等元素主要偏析在枝晶干;铸锭边部元素偏析系数更低,心部和二分之一半径处(R/2)的元素偏析系数相当。铸态合金中主要析出相为γ′相,一次碳化物,共晶相及其凝固前沿的η相、硼化物相和富锆相。经过均匀化热处理后共晶相、η相、硼化物和锆化物相可彻底回溶至基体,采用最高台阶温度为1195℃保温12 h的均匀化热处理制度后各元素扩散充分。     

6110A铝合金均匀化工艺及组织分析

通过对6110A铝合金不同均匀化处理制度的模拟分析,得出各均匀化工艺枝晶偏析程度的模拟结果并判断均匀化效果,分析不同均匀化制度处理后6110A铝合金铸锭的力学性能和微观组织,同时对铸锭不同位置进行能谱分析。研究结果表明,6110A合金铸锭在经过540℃×12h均匀化处理后,抗拉强度、屈服强度下降,延伸率上升,有利于后续加工;第二相回溶更充分,消除了晶内偏析且无过烧现象,只残留少许未溶相,比500℃×6h更加符合铝合金在后续加工过程对材料性能和组织的要求。     

GH350合金铸锭元素偏析及其均匀化热处理

 利用光学显微镜、扫描显微镜及能谱仪,研究了经双联真空(VIM+VAR)冶炼生产的130mm自耗锭GH350合金铸态和不同均匀化过程中显微组织和元素偏析的规律。结果表明,铸态GH350合金中存在复杂的第二相组织和严重的枝晶偏析,Nb、Ti、Ta等溶质元素大量偏聚于枝晶间的Laves相等第二相中,而Cr、Mo等元素则偏聚于枝晶干。并且发现铸态GH350合金经1180℃×40h炉冷后,枝晶偏析基本消除,合金成分基本均匀。     

6026铝合金挤压棒材生产工艺研究

对6026铝合金棒材生产工艺进行了研究,制定了合理的化学成分。确定了6026铝合金的均匀化制度为550℃×8h,挤压工艺参数为:铸锭加热温度(500±10)℃、挤压速度(5.5±0.5)m/min,最佳时效制度165℃×8h,按照以上工艺进行生产,可满足客户的要求。     

5%Si高硅奥氏体不锈钢元素偏析及均匀化处理

 高硅奥氏体不锈钢由于高含量硅元素的加入使其具有优异的耐高温腐蚀性能和较低的成本,在制酸行业有着潜在的应用价值。然而,该合金中高含量硅元素的加入会促进凝固过程中溶质再分配,进而造成显著的元素偏析,最终导致合金内部产生枝晶组织和大量的有害相。对铸锭组织进行均匀化处理能够有效消除枝晶与元素偏析,促进析出相回溶和枝晶消融,从而改善材料的热塑性,有效应对热变形开裂问题。因此,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、JMatPro软件计算等方法,研究了实验室条件下制备的5%Si高硅奥氏体不锈钢铸锭的显微组织和元素分布状态,通过残余偏析指数、扩散动力学计算并结合均匀化处理试验验证,最终确定了5%Si高硅奥氏体不锈钢合理的均匀化处理工艺。结果表明,5%Si高硅奥氏体不锈钢凝固过程中钼元素偏析最为严重,通过残余偏析指数模型计算得到的均匀化动力学方程可用来指导该成分合金的均匀化处理工艺;5%Si高硅奥氏体不锈钢经过1 150 ℃×12 h均匀化处理后,铸锭内枝晶消融,元素偏析基本消除,析出相与铁素体回溶到基体中,合金转变为全奥氏体组织,热塑性得到改善;当加热温度达到1 250 ℃时,合金出现过烧现象,晶界开始熔化。     

高温加热制度对380CL连铸板坯枝晶偏析及轧材带状组织的影响

通过设计6种热处理工艺和4种热轧工艺分别完成气氛保护热处理试验和热轧试验,借助电子探针面分析和定量分析手段检测板坯热处理前后Mn元素枝晶偏析程度的变化,并比较不同加热制度下板材显微组织的差异,从而分析了高温加热制度对380CL板坯枝晶偏析以及轧材带状组织的影响程度。结果发现:加热温度从1 140 ℃逐步升高到1 300 ℃,热处理前后偏析比变化量从1.65%逐渐增大到3.52%,1 200 ℃时保温时间从0.5 h、1.0 h延长到2.0 h,偏析比变化量从1.79%、2.12%增大到3.59%,即加热温度每升高50 ℃左右,或保温时间延长0.5~1.0 h,枝晶偏析减轻0.1%~1.5%;热轧工艺时加热温度从1 140 ℃升高到1 200 ℃,板材带状组织可减轻1级,带状偏析程度可改善20%左右。     

基于微束X射线荧光光谱的三联冶炼GH4169合金铸锭成分原位定量统计分布表征

采用真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔+真空自耗重熔三联冶炼工艺制备的GH4169合金由于其合金化程度较高,且合金铸锭尺寸较大,元素偏析、成分分布不均造成的组织差异都会对合金的力学性能、物理性能产生有害影响。实验基于微束X射线荧光光谱(μ-XRF)具有微区高分辨率、分析速度快、多元素同步分析、非破坏性等优点,通过优化测定条件以及仪器定量方法,建立了基于微束X射线荧光光谱测定GH4169合金铸锭中Al、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Nb、Mo 8种主要元素含量的方法,探究了从铸锭边缘到中心各元素的含量、最大偏析度的分布趋势,对各元素的最大偏析度、统计偏析度、统计符合度进行了统计分析,得到了GH4169合金铸锭元素含量的分布规律:Ti、Co、Nb、Mo在铸锭中心含量高,在边缘含量低;Al、Cr、Fe、Ni在铸锭边缘含量高,在中心含量低。     

基于微束X射线荧光光谱的三联冶炼GH4169合金铸锭成分原位定量统计分布表征

采用真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔+真空自耗重熔三联冶炼工艺制备的GH4169合金由于其合金化程度较高,且合金铸锭尺寸较大,元素偏析、成分分布不均造成的组织差异都会对合金的力学性能、物理性能产生有害影响。实验基于微束X射线荧光光谱(μ-XRF)具有微区高分辨率、分析速度快、多元素同步分析、非破坏性等优点,通过优化测定条件以及仪器定量方法,建立了基于微束X射线荧光光谱测定GH4169合金铸锭中Al、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Nb、Mo 8种主要元素含量的方法,探究了从铸锭边缘到中心各元素的含量、最大偏析度的分布趋势,对各元素的最大偏析度、统计偏析度、统计符合度进行了统计分析,得到了GH4169合金铸锭元素含量的分布规律:Ti、Co、Nb、Mo在铸锭中心含量高,在边缘含量低;Al、Cr、Fe、Ni在铸锭边缘含量高,在中心含量低。     

均匀化工艺对7175铝合金显微组织与断裂韧性的影响

针对采用不同均匀化工艺生产7175铸锭与型材,进行了铸锭与型材的显微组织观察和断裂韧性检测,研究了均匀化工艺对7175铝合金显微组织与断裂韧性的影响。结果表明,相较于其它两种均匀化工艺,采用460℃×8 h+475℃×16 h的双级均匀化工艺,能够显著降低铸锭和型材中粗大结晶相的含量,进而能够改善型材的断裂韧性,尤其对于T-L方向样品的断裂韧性提升效果更加明显。     

700℃超超临界锅炉材料617B合金铸态组织及均匀化工艺

利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析对采用真空感应熔炼和保护气氛电渣重熔双联工艺生产的617B合金电渣锭进行组织分析、析出相和元素偏析情况研究.依据残余偏析指数模型通过Dictra热力学软件计算提出七种不同的均匀化制度,并结合均匀化后的组织分析和热模拟压缩试验,确定了617B合金的最终均匀化制度.结果表明:经双联工艺生产的617B合金电渣锭中存在枝晶和元素偏析,其中Mo和Ti是主要的偏析元素;电渣锭组织的晶内存在较多的块状碳化物,表现为多种碳化物共生生长.经过1210℃保温48h均匀化处理后,枝晶和元素偏析基本消除,晶内的块状碳化物部分溶解,且均匀化后的合金表现出良好的塑性.      

新型超级奥氏体不锈钢654SMO偏析行为及均匀化工艺

利用Thermo-Calc热力学软件、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)研究了超级奥氏体不锈钢654SMO铸锭的枝晶形貌、元素偏析、析出相等偏析和析出特征,根据合金相图和均匀化扩散动力学曲线提出了超级奥氏体不锈钢654SMO的均匀化处理制度。通过对不同制度均匀化处理后试样的枝晶形貌、残余偏析指数和析出相的分析并结合锻造试验验证,确定了超级奥氏体不锈钢654SMO的合理均匀化工艺。结果表明,超级奥氏体不锈钢654SMO在凝固过程中钼元素偏析最严重,铸锭中心偏析程度大于边缘;钼主要偏聚于枝晶间并促进σ相析出。经1 280℃均匀化处理16 h后,元素偏析基本消除,枝晶充分消融,析出相充分回溶,热塑性得到了显著提升。     

GH202合金铸锭均匀化扩散工艺的研究

主要针对GH202合金热加工塑性低,在自耗锭低倍检验时出现点状偏析的现象,通过研究均匀化扩散退火制度,达到使铸锭均匀化来减轻甚至消除点状偏析,达到提高合金热加工塑性、改善组织不均匀性的目的.