改型In718镍基合金析出相的热力学模拟计算

采用Thermo-Calc热力学计算软件与相应的镍基高温合金数据库,计算了改型In718合金在960~1020℃固溶加二次时效后可能析出的平衡相,研究了不同固溶温度的变化对主要析出相的影响,分析了各相的析出规律,为进一步调整合金成分,改善合金力学性能提供了理论依据.     

17-4PH不锈钢时效析出相的形成过程

对17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)马氏体不锈钢进行了3种不同条件下的时效处理。利用透射电子显微镜(TEM)技术详细分析了17-4PH不锈钢时效处理后析出相的形成过程。实验结果表明,时效条件为442℃,8h空冷时,在马氏体内部析出弥散的、尺寸小于10nm的ε-Cu、Nb6C(N)5和Nb2C(N)型亚稳相颗粒;时效条件为465℃,4h空冷时,析出尺寸为10～15nmε-Cu和稳定的NbC(N)相;时效条件为480℃,1h空冷时,析出尺寸为20～25mm的ε-Cu+NbC(N)相,且析出相NbC(N)与马氏体为共格析出,取向关系为NbC[001]//α-Fe[001]。     

X80管线钢中氮化物和碳化物析出热力学分析

基于规则熔体理论和平衡反应基础,对连铸工序X80管线钢中碳化物、氮化物析出进行热力学分析,研究Ti、Nb及Al的碳化物、氮化物析出规律。结果表明,固液两相区,TiC0.005N0.995和TiN分别在1785K和1784K时开始析出;奥氏体相区,碳化物、氮化物析出先后顺序为NbC0.64N0.36、NbC、NbN、AlN、TiC,相应析出温度为1457、1404、1354、1267、1226K;γ→α相变过程中,TiC发生相间析出,Nb主要以NbC形式析出,AlN析出量较少。     

碳元素对一种高温合金组织和性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)与电子背散射衍射技术(EBSD)对新型Fe-Ni-Cr基变形高温合金的热轧态与固溶处理态的显微组织进行表征,分析碳含量对该合金750℃高温拉伸性能的影响.结果表明:在热轧制变形过程中,材料内析出富Nb的MC型碳化物和富Cr的M23 C6型碳化物;随着碳含量的提高,碳化物的尺寸与数量增大,材料...     

P对一种新型Ni-Fe基铸造高温合金组织和性能的影响

研究了P元素添加对一种700℃先进超超临界电站汽轮机气缸和阀体用新型Ni-Fe基铸造高温合金组织特征和力学性能的影响。结果表明:P元素的添加使合金枝晶组织粗化且合金元素偏析程度增大。经标准热处理后,合金的主要析出相为γ'相、M C型碳化物、M_(23)C_6型碳化物和Ti(C,N)型碳氮化物。P元素添加对析出相类型无明显影响,却增加晶界M_(23)C_6型碳化物的形核率并减小其尺寸。合金的拉伸强度随P元素的加入无明显变化,然而,700℃/400MPa条件下的持久寿命和塑性明显降低。合金力学性能的变化被归因于枝晶粗化和偏析程度增加引起的晶界和枝晶间强度降低。     

温度对Ni/Nb/Ni复合中间层连接YG20和42CrMo钢扩散层微观组织和抗拉强度的影响

以Ni/Nb/Ni作为复合中间层,采用固态真空扩散法分别于1 150 ℃和1 200 ℃下保温1 h连接YG20和42CrMo钢。利用扫描电镜、能谱仪、X射线微区衍射仪及力学试验机,对不同温度下的扩散层微观组织结构和抗拉强度进行了分析。试验结果表明：在YG20/Ni和Ni/42CrMo钢界面处形成了(γFe,Ni)和(Ni,Co)固溶体。碳原子从YG20与42CrMo钢两端向复合中间层扩散,并在扩散层形成碳化物。结合相图热力学计算的C-Ni-Nb等温截面和扩散层物相的实验表征,分析了复合中间层物相的形成机理,Ni/Nb界面处的物相依次为NbNi₃+NbC、Nb₂C和Nb₇Ni₆。NbNi₃和NbC的热膨胀系数差异导致NbC易从NbNi₃基体中剥离,形成孔洞。随着连接温度由1 150 ℃升高至1 200 ℃,更多的NbC析出,导致孔洞量增加,使得基体的抗拉强度从40 MPa降低至24 MPa,且均以脆性模式在NbNi₃+NbC层失效。     

X60管线钢连铸过程碳、氮化物的析出热力学研究

连铸工艺中不同温度区间内析出的碳化物、氮化物对钢的高温力学性能有重要影响。基于规则溶液理论对X60管线钢在液相、凝固过程及奥氏体相3个阶段析出的微合金元素碳化物、氮化物进行热力学分析与计算,研究析出物的析出相阶段、析出温度及析出顺序,探讨固—液两相阶段由于溶质元素富集而导致析出物溶度积增大、增大析出可能性的因素。计算结果表明：TiN在高温固—液两相区中开始析出,析出温度为1 781 K,奥氏体相区第二相析出物为NbC,NbN,AlN,TiC。     

Al,Nb含量对GH706合金长期时效组织及持久性能的影响

铝和铌含量的改变对GH706合金组织及持久性能影响的研究结果表明,将Al的质量分数升高至1.25%,而Nb的质量分数降低至2.0%,抑制了合金晶内强化相γ″-Ni3Nb相的析出,促进了γ′-Ni3Al相的析出,同时阻止了晶界η-Ni3（Ti,Nb）相形成.在650℃长期时效后,降Nb提Al后晶内γ″-Ni3Nb相长大及η相的析出受到抑制,合金组织具有更高的稳定性,合金持久寿命的降低幅度远低于原型合金.     

Mn对铸造K325合金凝固组织和元素偏析的影响

采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)技术,研究了Mn含量对铸造K325高温合金凝固组织和元素偏析的影响。研究结果表明,Mn元素添加对合金晶粒度和二次枝晶间距无明显影响,却明显促进Nb、Mo元素偏聚于枝晶间,增大合金的偏析倾向。Mn元素的添加,使得Mn元素由正偏析元素变为负偏析元素,但Mn元素对合金铸态组织中第二相析出行为并无明显影响。     

GH9158铁基高温合金析出相分析

目的　研究合金元素在 GH91 58合金各析出相中的分配及浓度的变化规律 .方法　采用电解萃取相分析方法 .结果　测定和计算了不同时效温度下析出相的类型、数量、组成结构 .结论　析出相 M6 C,Laves在 ( 72 0～ 82 0 )℃时效过程中是稳定的     

不同含量的活性元素钇对K38高温合金1000℃氧化行为的影响

研究添加不同含量活性元素钇（Y）的K38铸造高温合金在1 000℃的氧化行为.结果表明：不添加活性元素Y合金的氧化质量增加明显高于含Y合金.不添加Y的合金和添加0.05%（质量分数,以下同）Y的合金发生了内氧化,内氧化物为Al2O3和TiN.而含0.1%和0.5%Y的合金没有内氧化发生,Y促进了Al的选择性氧化.当Y含量达0.5%时,合金中析出富Y相,降低了合金的氧化抗力.     

K3625高温合金微观组织的研究

实验合金为通过真空感应炉冶炼的不同Al、Ti和B含量的K3625合金。采用扫描电子显微镜(SEM)观察固溶态IN625合金微观组织,用能谱仪(EDS)和透射电镜(TEM)对合金进行析出相鉴定,并研究Al、Ti和B元素的添加对合金微观组织的影响。结果表明:K3625合金铸态凝固组织为树枝晶结构,一次和二次枝晶都比较明显,没有三次枝晶;合金中析出的第二相都是富含Nb元素的MC。添加0.2%Al和0.2%Ti元素对合金枝晶组织和析出相影响很小;而添加0.04%B元素能够促进二次枝晶臂的生长,增大二次枝晶间距。     

Mg-8Zn-4Al-0.3Mn-xRE合金的时效析出过程及其动力学

采用金相显微分析和DSC分析了Mg-8Zn-4A1-0．3Mn-x RE含金时效析出过程及其动力学，结果表明，未添加RE元素的Mg-8Zn-4A1-0．3Mn合金的时效析出过程为：过饱和固溶体→细小弥散析出相→再结晶软化和析出相的聚集长大；添加RE元素的Mg-8Zn-4A1-0．3Mn合金的时效析出过程为：过饱和固溶体→细小弥散析出相→析出相的聚集长大．人工时效后，与未加RE的合金相比，合金2，3，4显微硬度峰值提高分别达5．6％，9％，13．4％；随着RE元素含量的增加，合金的析出相形成激活能呈逐渐增大的变化规律．     

无镍含氮18Cr奥氏体不锈钢中相平衡的热力学计算

利用ThermoCalc软件和相关数据库对不同Mn含量（质量分数,以下均同）及添加少量（质量分数,以下均同）Mo和C时,Fe-18Cr-Mn-Mo-C-N合金系在压力为100 kPa条件下随N含量（质量分数,以下均同）变化的垂直截面相图进行了计算.结果发现,当不添加Mo和C时,Mn含量从0增加到12%时,γ/（α＋γ）相边界向左侧移动;随着Mn含量的继续增加,γ/（α＋γ）相边界又向右侧移动.γ/（Cr2N＋γ）、γ/（σ＋γ）和γ/（N2＋γ）相边界一直向右侧移动.γ/（Cr2N＋γ＋gas）相平衡时的γ相中氮含量随着Mn的添加也逐渐增加,即由0%Mn时的0.85%N变为22%Mn时的1.69%N,N在γ相中的固溶度提高近一倍.在18%Mn的合金中含有0.02%C时,奥氏体区的范围没有发生明显的变化,但存在M23C6化合物;当继续添加2%Mo时,γ/（α＋γ）相边界向右侧移动,而且不但存在M23C6化合物还有M6C化合物.Fe-18Cr-18Mn-0.5N钢的奥氏体化温度及Cr2N相析出温度与此合金系的热力学计算结果基本一致,表明这些计算结果对Fe-18Cr-Mn-Mo-C-N合金系的成分设计及热处理工艺有重要参考价值.     

600℃长期时效对ZG1Cr10MoWVNbN耐热钢组织的影响

由于ZG1Cr10Mo WVNb N耐热钢在长期高温环境下工作,其长期高温时效性能将变得非常重要。采用600℃下保温17 000 h的长期时效热处理工艺,并对时效前后碳化物显微组织性能变化及析出物对力学性能的影响进行了研究。结果表明,600℃长期时效后,马氏体板条变宽、板条间的界面变得模糊;时效前后,ZG1Cr10Mo WVNb N钢的力学性能有不同程度的下降,其中塑性指标和冲击功下降较大;时效后,在马氏体板条内析出的Nb C碳化物颗粒尺寸仍保持细小,是主要的高温强化相,使钢保持良好的高温性能,可减少合金高温性能的衰退,析出相M23C6碳化物,明显长大,导致马氏体组织出现劣化,强度降低。     

MC型碳化物自粉末镍基合金中析出的热力学驱动力

为了分析粉末镍基合金中MC型碳化物的析出行为,利用Miedema二元合金生成热模型,求出过剩Gibbs自由能和正规溶体中两组元的相互作用参数(I_AB),推导出M(Ni)-C溶体中析出MC型碳化物相变驱动力和形核驱动力的表达式,并进一步估算出粉末镍基合金在583 ℃析出MC型碳化物的相变驱动力和形核驱动力.结果表明,在583 ℃,粉末镍基合金中析出TiC、NbC和WC碳化物的相变驱动力分别为-9.77、-11.23和-13.48 J/mol,形核驱动力分别为-80.69、-59.95和-36.01 J/mol.与析出WC碳化物相比,粉末镍基合金中析出TiC和NbC碳化物时具有较大的形核驱动力,是使其在583 ℃优先析出TiC与NbC碳化物的主要原因.     

添加W对Ti-Al-Cr-Nb铸态合金高温变形的影响

通过非自耗电弧熔炼及氩气保护浇铸方法，合成不同W含量的Ti-Al-Cr-Nb合金。采用高温拉伸测试及显微组织观察，研究添加W对Ti-Al-Cr-Nb铸态合金的显微组织及其高温变形影响。研究结果表明：W的添加使Ti-Al-Cr-Nb合金的铸态组织得到细化；在800℃时基体合金的伸长率从0．62％提高到90％；在高温变形过程中，添加W使Ti-Al-Cr-Nb铸态合金的最大伸长率从620％降低到200％，而最大伸长率相应的温度从850℃增大到1050℃。不同W含量的Ti-Al-Cr-Nb铸态合金在800～1100℃的高温变形机制主要是晶粒滑动，而添加W使晶粒滑动的协调过程由晶界扩散转化为体扩散。     

添加Mo元素对Fe40Co40Zr9B10Ge1合金晶化过程和磁性能影响

采用单辊快淬法制备Fe40Co40Zr9B10Ge1和Fe40Co40Zr5Mo4B10Ge1两种非晶合金,并在不同温度下对其进行热处理。利用XRD和VSM两种仪器对合金的微观结构和磁性能进行测试分析,研究Mo添加对Fe40Co40Zr9B10Ge1合金晶化过程和磁性能的影响。结果表明,两种合金在晶化初期均有α-Fe(Co)相从非晶基体析出,但高温热处理后的晶化产物不同,Mo添加减少了高温金属化合物的含量。低于675℃热处理,Mo添加降低了合金晶化过程中析出α-Fe(Co)相的晶粒尺寸和合金的矫顽力。     

Cu对Al-15Si合金的高温摩擦磨损行为的影响

研究了Al-15Si-xCu合金高温(400℃)摩擦磨损行为.采用Pandat软件计算了Al-15Si-xCu系合金平衡相图.利用光学显微镜和扫描电镜研究了Al-15Si-xCu系活塞合金不同铜含量下400℃摩擦磨损行为.研究结果表明:活塞合金经T6热处理后,随着Cu含量的增加,摩擦因数逐渐减小,磨损失重量减少,其高温耐磨性能得到明显提高;w(Cu)含量为4.5和5.5时,活塞合金的摩擦磨损性能差异较小,这与合金中高温稳定相(Q相、ε相、θ相)密切相关;w(Cu)含量为2.5和3.5的活塞合金,其磨损机制主要是粘着磨损,而对于w(Cu)含量为4.5和5.5的合金,其磨损机制主要是磨粒磨损.     

时效期间含Re镍基单晶合金中TCP相的演化

为了研究单晶合金中TCP相的演化过程,采用对含Re镍基单晶合金进行1100 ℃长期时效处理及组织形貌观察等方法,研究了时效期间合金中析出TCP相的演化特征.结果表明：元素W、Re可促进TCP相的析出,合金在1100 ℃长期时效期间,TCP相沿{111}晶面<110>取向呈片状析出,并确定出析出的TCP相为μ相,其中在不同晶面观察多组针状μ相可相互垂直或互成60°排列.在长期时效期间,片状μ相逐渐粗化、出现沟槽直至发生溶断,并逐渐转变成球状形貌.随w（Re）增加,合金的偏聚自由能降低,可使片状μ相粗化及形成γ′/μ两相凹凸界面;而在曲率半径较小处产生附加压力,引起溶质元素在μ相中化学位提高,是致使片状μ相发生分解及逐渐球化的主要原因.