一种新型镍基高温合金长期时效后的组织和性能

研究了一种新型镍基高温合金在不同温度下长期时效后的组织及冲击韧性、硬度等性能．结果表明，合金在593℃和704℃时效l000h后，主要析出相是γ′和MC，在704℃以上又析出了M23C6．合金在750℃时效l000h后晶界处开始析出η相，而在849℃时效l000h后晶内出现了大量的片状η相，呈魏氏体分布．γ′相随时效温度的增加生长迅速，且在849℃时效l000h后出现回溶．没有发现σ等脆性相的出现．随着时效温度的提高，合金的冲击韧性下降，由韧性断裂变为脆性断裂．室温显微硬度随时效温度的提高而降低，主要由γ′的长大所致；合金在标准热处理条件下的高温显微硬度高于室温显微硬度．     

617B镍基高温合金长期时效组织演变

对617B合金在650、700、750℃分别时效至3000 h并通过光学显微镜、场发射扫描电镜以及能谱分析其在时效过程中的组织演变规律。经研究发现,在时效过程中617B合金中主要的析出相为γ'相、富Cr、Mo的M_(23)C_6。650℃/600h后开始析出γ'相,且随着时效时间的延长以及温度的提高发生一定程度的粗化。低于700℃时效,γ'相的粗化满足传统的LSW理论,而大于750℃长期时效则转变为以团聚为主的粗化方式。晶界碳化由细小不连续分布的锯齿状逐渐粗化转化为连续的网状结构,晶内碳化物析出增多。750℃高温长期时效,碳化物存在与基体、γ'相之间的相互作用。     

Ni-Cr-Co基高温合金704℃和760℃时效组织稳定性

利用热力学计算、SEM、TEM和相分析研究了一种新型Ni-Cr-Co基高温合金在704℃和760℃长期时效至2000h后的组织变化。结果表明：该合金标准热处理态和在704℃长期时效后的析出相有MC，M23C6，M6C和γ，在760℃长期时效后还析出了η相。随时效时间增加，γ( η)及碳化物MC，M23C6和M6C的含量变化很小，化学组成稳定，但γ相粗化明显。该合金在760℃时效时，η相的析出随时效时间的增加而加剧，并且呈魏氏体分布。新合金在704℃长期时效时具有良好的组织稳定性，但在760℃时效时组织稳定性较差。     

热处理制度对超超临界电站用GH80A合金组织和性能的影响

系统研究了不同固溶处理、固溶+时效处理以及550~750℃长期时效10000h后GH80A合金组织和性能的变化规律。结果表明:γ′相的开始析出温度为930~950℃;冷却介质比固溶温度对冷却γ′相的影响大,水淬能够抑制GH80A合金γ′相的析出;时效温度对一次γ′相有重要影响;双时效处理才析出二次γ′相;随固溶温度升高,合金单/双时效后的强度稍有降低而塑性升高;长期时效温度不高于700℃时合金的组织稳定性良好,一次γ′相的粗化机制在700℃以下以扩散控制为主,750℃以界面控制为主。     

新型高温合金热处理及长期时效过程中组织稳定性研究北大核心CSCD

主要研究了三种新型高温合金在铸态热处理后,再经750℃/2 700 h和850℃/2 700 h长时间时效后的组织稳定性。结合相图计算探讨了不同合金设计对长期时效过程中针状组织演变规律的影响。结果表明:Nb+Ti+Ta总含量对铸态偏析组织及其后热处理及时效过程中的析出相演变具有重要影响,高Nb+Ti+Ta含量合金拥有较高的共晶体积分数,并易于在其附近形成不稳定的η相;随时效时间延长和温度升高,共晶体积分数减少,η相的体积分数降低,在组织中逐渐析出更为平衡的TCP相。     

Inconel751合金长期时效过程中γ＇析出相的长大行为

对经过标准热处理的Inconel 751合金，在700℃℃和850进行了长期时效处理。对长期时效处理后的合金组织进行了观察，采用Thermo-calc软件对合金γ’相的析出进行了热力学验证计算。结果表明，Incone l751合金在700℃时效时，γ’相长大较为缓慢，而在850℃时效时γ’相迅速长大；随着时效温度的升高和保温时间的延长，合金中小颗粒γ’相数量减少，单位面积内的γ’颗粒数目减少，大γ’颗粒数目增加，即发生了Ostwald熟化；Inconel 751合金中γ相主要为Ni3（Al，Ti），在700℃和850℃时效过程中，γ’颗粒长大受Al和Ti扩散控制。     

镍基高温合金U720Li的组织稳定性及蠕变行为

研究了新型镍基高温合金U720Li在650和700℃时组织稳定性,蠕变和变形机制。结果表明,在长期时效过程中,初生γ‘、二次γ‘相以及晶界析出相的形态几乎不发生变化,三次γ‘相经历一个粗化长大和溶解消失的过程中,蠕变第一阶段的形变量随着施加应力的增加单调增大,而在700℃蠕变时,蠕变第一阶段的形变量随着施加应力的增加先降后升。合金650和700℃蠕变断裂寿命和最小蠕变速率在低应力区和高应力区服从于不同斜度的双对数线性规律。在高温低应力下,合金的蠕变机制为位错攀移机制,而在低温高应力下,蠕变过程由位错切割机制控制。     

长期时效对FGH96粉末高温合金组织稳定性及性能的影响

研究了FGH96粉末高温合金经750℃长期时效1000和3000 h后的晶粒尺寸、晶界形貌、晶粒取向、γ'强化相和碳化物的演变规律及长期时效对合金650℃使用温度下拉伸性能的影响.结果 表明:750℃长期时效对合金的晶粒尺寸、晶界形貌和晶粒取向没有明显影响.然而,长期时效后,合金中γ '相形貌、尺寸和分布发生了显著的变化,大尺寸γ'相先长大后分裂再变小,平均尺寸变大、尺寸梯度降低、间距变大,由双峰分布最终演变为单峰分布;形貌由近球形、方状和蝶状先演变为不规则状,最终又演变回近球状、方状与蝶状.未长期时效合金的晶内和晶界处存在大量富含Ti、Nb元素的块状MC型的碳化物,并与MB型硼化物共存,经750℃长期时效3000 h后没有明显变化.而富含Cr元素的M23C6型小颗粒碳化物经750 ℃长期时效3000 h后,析出量增加并呈链状分布于晶界.长期时效后,FGH96合金650℃拉伸强度降低,塑性提高,主要原因是合金中的γ'相分裂、粗化及晶界处M23C6型碳化物析出呈链状分布所致.     

GH864合金870℃高温时效过程中强化相的退变

利用光学显微镜、场发射SEM等手段,对标准热处理（1080℃×4 h/AC＋845℃×24h/AC＋760℃×16h/AC）后的GH864镍基合金分别在650℃和870℃进行长期时效,研究长期时效温度和时间对合金组织和性能的影响。结果表明,GH864合金在650℃时效1000 h过程中,随着时间的延长γ＇相长大不明显,晶界碳化物及γ＇相尺寸分布状态几乎保持不变,基体中有三次γ＇相析出,随着时效时间延长硬度增加,体现了合金在该温度下良好的组织稳定性;在650℃及870℃长期时效,γ＇相随温度升高及时间延长而粗化,其规律遵循L-S-W理论,且温度越高,粗化速率也越大,温度比时间的影响更为明显;在870℃温度时效3000 h过程中,γ＇相急剧长大及其体积分数逐渐降低,γ＇相时效后期的长大速率较初期减缓;同时,合金中的晶界碳化物逐渐溶解消失,局部位置γ＇相完全溶入基体并导致复杂的合金元素反应,形成复杂组织,最终导致合金硬度下降,合金发生了明显退化。     

Inconel 751合金长期时效过程中γ′析出相的长大行为

对经过标准热处理的Inconel 751合金,在700℃和850℃进行了长期时效处理。对长期时效处理后的合金组织进行了观察,采用Thermo-calc软件对合金γ′相的析出进行了热力学验证计算。结果表明,Inconel 751合金在700℃时效时,γ′相长大较为缓慢,而在850℃时效时γ′相迅速长大;随着时效温度的升高和保温时间的延长,合金中小颗粒γ′相数量减少,单位面积内的γ′颗粒数目减少,大γ′颗粒数目增加,即发生了Ostwald熟化;Inconel751合金中γ′相主要为N i3(A l,Ti),在700℃和850℃时效过程中,γ′颗粒长大受A l和Ti扩散控制。     

Phase Characterization and Formation Behavior in 6 wt% Si High-silicon Austenitic Stainless Steel during Isothermal Aging

The precipitation behavior of different phases in a high-silicon stainless steel (6 wt%Si) during aging at 600–1050℃ for24 h was investigated.The morphology,crystal structure and composition of various precipitates were detailly characterized using optical microscopy,scanning electron microscopy and transmission electron microscopy.Four phases were mainly identified:χ-phase,M_6C carbides,σphase and a new type of fcc-phase.During aging at 600–900℃,the main precipitate was(Cr,Mo and Si)-richχ-phase which was directly precipitated fromγmatrix.Theχ-phase was calibrated as bcc structure with a lattice parameter of 8.90?.The peak temperature for the precipitation ofχ-phase was 800℃,and it was dissolved when aging at temperatures above 1000℃.Theσ-phase was observed only at 700℃ and grew next toχ-phase.Above 700℃,a new fcc-phase was found to be precipitated along withχ-phase,with a space group of Fd3c and a lattice parameter of 12.56?.The M_6C carbides started to be precipitated at 700℃ in the vicinity ofχ-phase.And its amount basically increased with the increasing of temperature.An orientation relationship between M_6C/γwas found:[100]c//[100]γ,(001)c//(001)γ,i.e.,the cube-on-cube relationship.     

22Cr-25Ni奥氏体耐热钢高温时效的组织及性能

通过对新型22Cr-25Ni奥氏体耐热钢经650 ℃、700 ℃高温时效不同时间后进行硬度、室温拉伸、冲击试验,并利用光学显微镜、扫描电镜观察了其显微组织和室温冲击断口,研究了22Cr-25Ni钢时效后力学性能变化情况。结果表明,22Cr-25Ni钢经高温时效后,硬度、室温拉伸强度得到强化,在时效1000 h后达到最大值之后趋于稳定,22Cr-25Ni钢同时具有明显的时效脆性倾向,冲击吸收能量下降幅度较大,650 ℃时效100 h后冲击吸收能量由时效前的198 J下降到111 J,700 ℃时效100 h后冲击吸收能量仅为47 J,随着时效时间继续增加,当时效3000 h后冲击吸收能量减少到20 J,随后趋于稳定。22Cr-25Ni钢在高温时效后的力学性能变化主要是由CrNbN(Z相)、M₂₃C₆、MX这3种析出相的共同作用造成的。     

Precipitation Behavior of σ Phase in Ultra-Supercritical Boiler Applied HR3C Heat-Resistant Steel

The precipitation kinetics of σ phase in commercial HR3C heat-resistant steel during aging at 650–800 °C was studied in the paper. Through morphology, composition and structural analyzing on the second phase in the HR3C steel, it was confi rmed that the precipitations after aging were mainly NbCrN, M_23C_6 and FeCr type σ phase. The time-dependent mass change of the three precipitated phases showed that the linearly increased σ phase after aging at 750 °C–2000 h was transformed from NbCrN phase or M_23C_6 phase. According to the calculation on the volume fraction of electrolytically dyed σ phase, the time–temperature transformation(TTT) curve for σ phase at 1 vol% in two kinds of commercial HR3C steel(different in grain size) was obtained and analyzed. The nose of the TTT curve was located at around 750 °C for the two kinds of HR3C steel, and the larger grain size HR3C steel displayed a inhibit effect on the precipitation of σ phase. The impact energy of the HR3C steel after aging at 700 °C decreased obviously with the fracture mechanism changing from ductile fracture to intergranular brittle fracture, which was considered to be related to the density of σ-brittle phase after aging.     

630 ℃长期时效对FB2转子钢组织和力学性能的影响

通过冲击性能试验、硬度测试、扫描电镜和透射电镜观察等方法对630℃不同时效时间后的FB2转子钢样品进行组织观察和力学性能分析。结果表明,FB2转子钢在630℃时效过程中能够保持较好的高温稳定性; FB2转子钢的冲击断口表现为准解理脆性断裂;在时效前期,位错回复,冲击韧性提高;在时效中后期,由于析出相M₂₃C₆和Laves相在晶界位置聚集粗化,引起应力集中,冲击性能下降,时效5000 h后转子钢的冲击吸收能量为17 J;在长时时效过程中,FB2转子钢的强度下降趋势与析出相M₂₃C₆的尺寸变化趋势相一致,当析出相M₂₃C₆进入尺寸稳定期后FB2转子钢的硬度也基本稳定为253. 4 HBW（5/750）,析出相M₂₃C₆是维持FB2转子钢服役性能的重要影响因素。      

热处理对热锻模材料GH4698组织和性能的影响

研究了不同固溶温度和和冷却方式对GH4698合金的组织、室温性能、高温性能及断裂韧性的影响.结果表明:1030℃低温固溶,合金获得细小均匀的晶粒尺寸;1030℃固溶+炉冷,γ相初始尺寸偏大,屈服强度偏低,而1030℃固溶后空冷可以获得960 MPa室温屈服强度和750 MPa的750℃高温屈服强度,750℃高温断裂韧性...     

Microstructures of a Ni-9.6 at.% Ta-16.6 at.% Cr alloy after aging up to 1000 hours from 600 to 1,000°C

The effects of aging of a Ni-rich Ni-Ta-Cr alloy on the microstructure (using optical and scanning electron microscopy) and hardness are presented. In the solution-annealed condition (1280°C, 4 h) the microstructure consisted of a face-centered cubic matrix and about 10% of a Ni₃Ta type phase, which contained some Cr; the hardness was about 530 DPH. No change in the microstructure nor significant change in hardness occurred upon aging at 600°C for 1,000 h. Aging from 700 to 1000°C produced a significant decrease in hardness, to about 330 DPH after 1000 h. A lamellar product formed, usually initiating at the secondary particles present in the solution-annealed condition. At longer times and higher temperatures, a coarser lamellar product formed. The results of qualitative EDS analysis of the phases are reported.     

GH4096合金在长期热暴露过程中的组织演化

基于粉末冶金René88DT合金的成分,采用新型定向凝固铸锭变形工艺研制了GH4096合金,并研究了其固溶时效热处理后在700~900 ℃长期热暴露过程中γ′相的粗化和晶界析出相的析出行为。结果表明:GH4096合金在700 ℃热暴露时具有良好的组织稳定性,晶内γ′相的尺寸稳定在70 nm左右,未发现明显的长大行为,晶界上未发现析出相;750 ℃热暴露500 h以上时,二次γ′相开始出现聚集长大现象,晶界开始出现不连续析出相,但γ′相的长大速度和晶界析出相的析出速度均比较低;800 ℃以上长期热暴露时,γ′相的粗化速度和晶界析出相的析出长大速度明显加快。长期热暴露后晶内二次γ′相的尺寸与Larsen-Miller参数近似呈线性关系,晶界析出相以M₃B₂和μ相为主。     

非线性超声表征HR3C钢时效过程中析出相的变化

研究了HR3C钢在700和750 ℃下时效过程的组织演变,并用非线性超声技术来进行表征。在时效过程中主要析出相为M₂₃C₆和Z相,其总体面积分数和平均直径随着时效时间和温度的增加而增加。用非线性超声技术对时效试样进行测量,试验结果表明,非线性超声系数也随着时效时间和温度的增加而增加,其上升趋势和析出相的总面积分数呈现一定的相关性。这说明非线性超声系数对析出相的变化趋势敏感,可以用来表征HR3C钢时效过程中的微观结构变化。     

2507超级双相不锈钢中第二相的析出行为

利用OM、SEM和EBSD等研究了经1100 ℃保温30 min固溶的热轧超级双相不锈钢(SDSS)2507在不同时效温度(750~1000 ℃)及时间(1~240 min)下的第二相析出行为。结果表明,固溶态SDSS 2507的微观组织主要是铁素体和奥氏体。在750～1000 ℃时效处理后有σ相和χ相析出。时效温度较低时,χ相从铁素体相析出且稳定存在。随着时效温度的升高,σ相主要通过α→σ+γ₂共析反应生成,随着时效时间的延长,组织中亚稳态χ相溶解并促进σ相析出。另外,时效温度也会影响第二相形貌:高温时效时(＞950 ℃),析出相形貌主要为片状σ相和γ₂相,低温时效时析出物主要呈颗粒状。由第二相析出行为及第二相的TTT曲线可知,热轧变形使SDSS 2507第二相形核的孕育期缩短,析出速度提高,析出敏感温度约为950 ℃。     

固溶时效对节镍型高氮奥氏体不锈钢组织的影响

对热轧态节镍型高氮奥氏体不锈钢进行固溶及时效处理,利用光学显微镜、电子背散射衍射,结合相图系统分析该材料固溶处理及时效后组织变化规律。结果表明,1050 ℃固溶处理后,试验钢基体为奥氏体,存在少量的铁素体,奥氏体晶粒形状偏等轴,晶粒内部存在大量孪晶。时效后,析出相主要为Cr₂N、CrN、Cr₂₃C₆。在时效时间为5 h不变的条件下,温度由650 ℃升高至800 ℃,碳化物及氮化物数量呈现先增长后降低的趋势,在750 ℃时数量最多。而在750 ℃时效5~10 h范围内,随着时效时间的增加,析出相数量变化不大。析出相的析出过程为:先在晶界交叉处析出胞状析出物,随时间的延长,在晶界逐渐析出条状析出物,在晶内开始出现并逐渐长大,最终形成类珠光体的片层状析出。