Fe-Mo-Cr-Ni耐磨合金成分和热处理工艺对组织及性能的影响

采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等分析手段,结合硬度测定和摩擦磨损实验,研究了一类基于Laves相强化的FeMo-Cr-Ni耐磨合金的成分及热处理工艺与组织性能之间的关系。结果表明,铸态合金为Laves+α-Fe(Mo,Cr,Ni)两相组织,主要呈魏氏体组织和枝晶组织两种类型,均匀化退火处理后魏氏体组织特征完全消失,随着Mo和Ni元素含量增加,沿Laves相边界逐渐析出χ相,淬火处理后,χ相析出量增加;铸态合金磨损机制为粘着磨损,退火态合金磨损机制为磨粒磨损;实验中Fe Mo25Cr14Ni10合金具有优异的组织与性能。     

Cr含量对Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金组织及抗氧化性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼方法制备了4种不同Cr含量的Nb-22Ti-14Si-xCr-3Al-5Hf-1.5B-0.06Y(x=0,10,14,20,at％)超高温合金.研究了Cr含量对合金的相组成、显微组织和高温抗氧化性能的影响.结果表明:不含Cr合金的组织由初生Nbss枝晶和Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团组成,含Cr的3种合金中,初生相均为(Nb,X)5Si3,并出现了Nbss/Cr2Nb共晶团.随着Cr含量的增加,初生相(Nb,X)5Si3的含量增加,Nbss/Cr2Nb共晶团的含量增加,而Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团的含量却减少,当Cr含量达到20 at％时,组织中未发现Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团.1250℃的氧化实验表明:随着Cr含量的增加,氧化膜组织中Ti04Cr03Nb03O2和(Ti,Cr) NbO4含量增加,而Nb2O5和Ti2Nb10O29的含量却减少,氧化膜与基体结合程度加强,合金的高温抗氧化性能也随之增强.     

合金元素Nb和Si对O相合金抗氧化性能的影响

研究了添加(0.3-0.9)Si(原子分数,%,下同)对Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo合金650℃到800℃的静态和循环等温氧化性能的影响.研究结果表明由于增大了表面氧化膜TiO2+Al2O3的致密度,添加Si元素能显著提高O相合金的抗氧化性能,并深入探讨了Si的影响机制.与一种高Nb含量的Ti-22Al-26Nb合金对比研究发现,在O相合金中最佳抗氧化性能对应的Nb含量是14左右.     

新型钛钒系贮氢电极合金

研究了新型钛钒系贮氢电极合金Ti0.8Zr0.2V2.665Mn0.535Cr0.8Ni的相结构、微观组织及电化学性能。XRD及EDS分析表明：铸态合金主要由C14 Laves相母体和树枝晶的钒基固溶体相组成，同时由于成分偏析的缘故，合金中还存在少量的TiNi基的第三相。热处理使得合金中C14 Laves相及钒基固溶体相的晶胞参数和晶胞体积增大，促进合金成分的均匀化，同时极大地改善了合金电极的综合电化学性能。     

Si对K325铸造高温合金的凝固行为和拉伸性能的影响

采用扫描电镜、电子探针和差热分析等方法研究Si含量对铸造高温合金K325凝固行为、组织特征和拉伸性能的影响。结果表明:Si添加粗化枝晶、加重Nb元素偏析且偏析程度随Si含量增加呈增大趋势。不含Si合金的凝固路径为L→L+γ→L+γ+MC→γ+MC,铸态相组成为γ+MC。含Si合金的凝固路径为L→L+γ→L+γ+MC→L+γ+MC+γ/Laves→γ+MC+γ/Laves,铸态相组成为γ+MC+γ/Laves。此外,随着Si含量的升高,γ/Laves共晶相的尺寸明显增大且量明显增加,形貌由半连续状向连续致密筛网状和花瓣状转变。固溶处理后含Si合金中的γ/Laves共晶消失,相组成为γ+MC+Laves相,Laves相为具有尖锐棱角的块状。随Si含量增加,块状Laves相含量明显增多,Si含量为1.5%(质量分数)时,形成Laves相团簇区。Si对拉伸强度的影响与Si含量密切相关,小于1.0%的Si对合金抗拉强度无明显影响,然而Si含量为1.5%,抗拉强度明显降低。     

Co-Mo-Cr-Si合金组织及其耐铝液腐蚀性能

通过扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDS)以及X射线衍射仪(XRD)等研究不同含量的Mo、Cr和Si对Co-Mo-Cr-Si合金的组织及其700℃耐铝液腐蚀性能的影响。结果表明:在实验范围内,当w(Si)2.8%时,基体为FCC-Co;而当w(Si)≥2.8%时,基体转变为HCP-Co。随Mo和Si含量增加,Laves相比例增加。在本工作中CoMo4Cr23.8Si0.6合金耐腐蚀性能最好,但由于是单一的固溶体相,基体很软。具有高硬度的CoMo28.5Cr16.7Six合金随着Si含量的增加,其硬度随之增加,耐腐蚀性也随之提高,腐蚀产物主要是(Co,Mo,Cr)2Al9和(Cr,Mo)7Al45。Mo含量较多时主要生成(Mo,Cr)Al5,Cr元素含量较多时主要生成(Cr,Mo)2Al13。     

Cr部分替代Mn对Ti—Zr—V—Mn—Ni贮氢合金相结构、显微组织及电化学性能的影响

研究了Cr部分替代Mn对Ti-Zr-V-Mn-Ni贮氢合金相结合,显微组织及电化学性能的影响。结果表明,随着Cr的加入,合金电极的循环稳定性得到明显改善,但电极放电容量有所下降,XRD及EDS分析表明,合金主要由六方结构的C14Laves母相和立方结构的TiNi型第二相构成,Cr替代后,合金中出现了立方结构的V-Cr固溶相,金相显微组织显示,铸态和退火态合金均由连续的C14Laves相基体以及TiNi型树枝晶第二相组成。     

Al、Si及Y多元合金化对Cr-20Nb合金高温氧化行为的影响

针对软第二相Cr稍微降低Laves相NbCr2合金的1200℃抗氧化性,采用Al、Si及Y多元合金化来提高Cr-20Nb合金的高温抗氧化性能。结果表明,多元合金化的Cr-20Nb合金1100℃及1200℃抗氧化性均好于加入单一合金化的及纯Cr-20Nb合金,并随着Si合金元素含量增加,Cr-20Nb合金的氧化增重变小,抗氧化性变好;SEM结果表明,添加合金元素后,氧化膜与基体的粘附性得到了明显提高。     

Cr对镍基合金在超临界水中氧化行为的影响研究

研究了3种Cr含量Ni-Fe-Cr合金在700℃/25 MPa纯水蒸汽环境中的氧化行为,重点分析了氧化动力学、氧化膜相组成及微观结构的变化规律。结果表明,随Cr含量的增加,合金在超临界水中的氧化增重持续降低,失稳氧化发生时间被延长,合金的抗氧化性能得到显著改善。在超临界水环境中,Cr2O3氧化膜更容易失效,维持保护性Cr2O3氧化膜稳定的临界Cr含量相比于干燥空气中的要高;Ni-Fe-Cr合金在超临界水中氧化时优先生成Cr2O3氧化膜,其中较低Cr含量的合金长期氧化后,在两层氧化膜界面处会形成较薄的富Ni氧化膜。     

汽车排气系统用耐热材料的抗氧化性能研究

介绍了采用氧化增重法对4种耐热材料进行高温抗氧化性能的对比试验,得出以下结论:(1)QTANi35Si5Cr2材料抗高温氧化性能较差,ZG40Cr25Ni13Nb2Si1和ZG40Cr25Ni12Si2材料抗高温氧化性能较好,ZG40Cr25Ni20Si2材料抗高温氧化性能最优;(2)ZG40Cr25Ni13Nb2Si1、ZG40Cr25Ni12Si2、QTANi35Si5Cr2材料的氧化层由外到内可分2层,一层为富含Fe、O元素的外氧化膜,另一层为富含Cr、Mn、O元素的内氧化膜,ZG40Cr25Ni20Si2材料只观察到一层富含Cr、Mn、O元素的氧化膜,4种材料的氧化层与基体间为一层富含Si元素的过渡区;(3)4种耐热材料氧化层大部分由MnxCryOz氧化物和CrxFeyOz氧化物构成;(4)奥氏体系耐热铸造材料中w(Ni)量越高,越有利于Cr元素的扩散,进而促进Cr2O3保护膜的形成。     

汽车排气系统用耐热材料的抗氧化性能研究(2)

介绍了采用氧化增重法对4种耐热材料进行高温抗氧化性能的对比试验,得出以下结论:(1)QTANi35Si5Cr2材料抗高温氧化性能较差,ZG40Cr25Ni13Nb2Si1和ZG40Cr25Ni12Si2材料抗高温氧化性能较好,ZG40Cr25Ni20Si2材料抗高温氧化性能最优;(2)ZG40Cr25Ni13Nb2Si1、ZG40Cr25Ni12Si2、QTANi35Si5Cr2材料的氧化层由外到内可分2层,一层为富含Fe、O元素的外氧化膜,另一层为富含Cr、Mn、O元素的内氧化膜,ZG40Cr25Ni20Si2材料只观察到一层富含Cr、Mn、O元素的氧化膜,4种材料的氧化层与基体间为一层富含Si元素的过渡区;(3)4种耐热材料氧化层大部分由Mn_xCr_yO_z氧化物和Cr_xFe_yO_z氧化物构成;(4)奥氏体系耐热铸造材料中w(Ni)量越高,越有利于Cr元素的扩散,进而促进Cr_2O_3保护膜的形成。     

高氮高钼合金连铸表面裂纹原因分析

S31254是一种超级奥氏体不锈钢,含有大量的Cr、Ni、Mo、N和Cu等合金元素,具有优异的抗腐蚀性能和综合力学性能。当前,S31254合金连铸主要问题是表面裂纹。通过对S31254合金的材料特性、热模拟断裂机制、凝固原位观察研究,利用金相显微镜和扫描电镜系统分析了S31254裂纹缺陷成因。研究结果表明,S31254合金中有大量分布于铸态组织晶界的析出相,析出相包括σ相、χ相、Laves相和氮化物等,析出相特征是富Cr和Mo、贫Ni。当温度升高至1 240℃左右时,所有的析出相熔入到奥氏体相中,最后熔化的析出相为σ相。随着S31254合金析出相沿晶界析出,铸态晶界脆化,铸坯试样断裂机制演变为沿晶的脆性断裂,这降低了合金的高温塑性,增大了发生裂纹的倾向性。     

添加Si对A_2B_7型电极合金结构及电化学贮氢性能的影响(英文)

为改善La–Mg–Ni系A2B7型合金的电化学贮氢性能,在合金中添加一定量的Si元素,通过真空熔炼及退火处理的方法制备La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Six(x=0-0.2)电极合金。研究Si元素的添加对合金结构及电化学贮氢性能的影响。结果表明,铸态及退火态合金均为多相结构,分别为Ce2Ni7型的(La,Mg)2Ni7相和CaCu5型的LaNi5相以及少量的残余相LaNi3。Si元素的添加没有改变合金的主相,但使得合金中的(La,Mg)2Ni7相减少而LaNi5相增加。添加Si显著地影响了合金的电化学性能。随着Si含量的增加,铸态及退火态合金的放电容量逐步降低,但循环稳定性却随着Si含量的增加而增强。此外,合金电极的高倍率放电性能、极限电流密度、氢扩散系数以及电化学交流阻抗谱的测试均表明合金的电化学动力学性能随着Si含量的增加先增加而后减小。     

真空熔炼铸态AB2型储氢合金的组织结构

设计了3种成分AB2型合金,(Zr1-xTix)(Ni,V,Mn,Co,Sny)2,采用真空中频感应炉熔炼,氲气保护下慢冷制备铸态合金,采用XRD、SEM、TEM方法研究它们的组织结构.结果表明,AB2型合金是以立方结构的Laves相C15为主相,有少量六方结构的Laves相C14和非Laves相,其中Z1的非Laves相是Zr9 Ni11,Z2的非Laves相是Zr(Ni,Mn)Sno.35,Z3的非Laves相是Zr7Ni10.     

相组成对Cr-Nb合金高温氧化行为的影响

采用机械活金化 热压烧结法制备5种不同相组成的Cr-Nb合金,研究相组成对Cr-Nb合金在950～1200℃空气中氧化行为的影响。结果表明,Cr相能显著增加NbCr2合金950℃的抗氧化性能;而Nb相不利于合金高温抗氧化性的提高,甚至发生灾难性氧化。SEM和XRD分析显示,单相Cr-2.5Nb合金发生了Cr的外氧化,只形成单一的Cr2O3膜;而双相Cr-18.5Nb合金和单相Laves相NbCr2合金均发生Cr的外氧化和内氧化,形成两层结构的氧化膜。但随着氧化温度增加到1200℃,由于Cr2O3的挥发,导致Cr-Nb合金高温抗氧化性变差。因此,为满足实际高温应用要求,对富软第二相Cr或Nb的NbCr2基合金实施相应的表面防护是必须的。     

（V30Ti35Cr25Fe10）97．5Si2．5合金的结构与吸放氢性能

采用XRD，SEM和PCT测试研究了（V30Ti35Cr25Fe10）97.5Si2.5（at％）合金的组织结构与吸放氢性能。结果表明：合金由BCC相和C14 Laves相组成，BCC相含量为75％，晶胞参数为α=0．3021nm，Laves相含量为25％，晶胞参数为α=0．4920nm和c=0．7996nm。由于含有大量的Laves相，合金具有良好的活化性能，室温下不需孕育期就可以快速吸氢，5min内达到吸氢饱和状态，饱和吸氢量达到2．98％（质量分数，下同）。在一定氢压下，合金的容量可由合金中BCC相和Laves相的容量按组分的含量进行线性组合而成。     

P、B在低膨胀Thermo—Span合金铸态组织中的分布及影响

采用扫描电镜(SEM)、电子探针(EMPA)和热分析测量仪研究了微量元素P和B在Thermo-Span合金铸态组织中的分布及对合金铸态组织熔点温度的影响.结果表明:P和B强烈向铸态组织心部偏聚,并促进Laves相的析出.当P含量增加到0.05%时,合金中析出Ti-P相;而当B含量增加到0.05%时,合金中形成B-Nb phase与基体的共晶Laves相组织;合金铸态组织熔点温度显著降低.P对合金铸态组织熔点温度影响不大.     

合金元素对Nb-Ti-Al-C合金氧化行为的影响

利用真空非自耗电弧炉制备不同Al含量的Nb-25Ti-8C合金,研究Nb-Ti-Al-C合金的组织结构及其高温氧化行为。研究表明,Nb-25Ti-8C-(0,5,10)Al合金由Nbss和(Nb,Ti)C两相构成;Nb-25Ti-8C-15Al合金由Nbss、(Nb,Ti)C和Nb3Al三相构成。800~1000℃氧化过程中,合金氧化膜为由Nb2O5,Ti O2,Al2O3,Nb O2及Ti Nb2O7多种氧化物构成的混合氧化膜。Ti、Al活性元素可优先与氧发生选择性氧化,抑制氧化物Nb2O5生成,提高氧化膜致密度和合金抗氧化性,并且氧化温度越高,Al元素改善铌合金抗氧化性能效果越明显。Nb-25Ti-8C合金800℃氧化时表现出良好的抗氧化性能,1000℃氧化时Nb-25Ti-8C-x Al合金的抗氧化性能明显优于C-103。随氧化温度升高,氧化膜中Nb2O5含量增加,导致氧化膜与合金基体的内应力增大,引起外层氧化膜脱落。碳化物中C元素以CO2形式挥发导致氧化层表面形成氧化空洞。     

TiCrMo三元储氢合金的结构和性能

采用XRD、SEM和PCT法研究Mo取代TiCr1.8合金中的部分Cr对其结构和储氢性能的影响。XRD测试结果表明,随着合金中Mo取代Cr的量的增加,合金的相组成首先转变为MoCr体心立方(BCC)相与Laves相共存,Laves相的含量逐渐降低;当Mo含量超过一定量时,合金的相组成转变为MoCrBCC相与微量的α-Ti相共存;MoCrBCC相的晶胞参数随合金中Mo含量的增加而增大。合金的压力组分温度(PCT)测试结果表明,合金的吸氢量随合金中Mo含量的增加而减少。     

AgCuMnNiSi合金的组织特性与钎焊性能研究

研究了AgCuMnNiSi合金的组织、第二相构成、力学及钎焊性能。结果表明，该合金在晶界及晶内都有第二相析出，第二相主要为Ni3Si相，还有少量Ni31Sil2相，合金加工态的力学性能优于铸态。AgCuMnNiSi合金对S-06钢、QCr0.8、1Cr18Ni9Ti的润湿性、铺展性较好，通过研究该合金的熔点、填缝性能、力学性能，得到该合金的最佳钎焊温度为960±5℃。