电渣重熔连续定向凝固FGH96合金非金属夹杂物研究

本文通过真空感应熔炼+惰性气氛保护电渣重熔连续定向凝固制备FGH96合金,对FGH96合金中的非金属夹杂物进行对比研究。结果表明,活泼元素Al、Ti、Zr、Ce、B等有轻微的烧损,主要元素含量都在合金要求的范围之内,氧含量略有降低,达到了真空熔炼的水平,氮含量有较大幅度的降低,主要存在两种类型的夹杂物,呈球形的夹杂物是Al、Ti、Mg的复合氧化物和TiN。图像统计分析结果表明,和传统电渣重熔相比,电渣重熔连续定向凝固工艺重熔后FGH96合金中的非金属夹杂物面积百分比、100个视场中的夹杂物个数降低了50%以上,夹杂物的最大尺寸由16μm降低到5.5μm,这主要是与熔池的形状、深度和结晶方式有较大关系,传统电渣重熔过程中金属熔池的形状是V字形,深度约占铸锭直径的50%左右,而电渣重熔连续定向凝固过程中形成的熔池呈扁平状,深度占直径10-20%。     

Incoloy 800H合金的开发

研制了一种Incoloy 80 0H合金并对其成分、力学性能、金相组织、晶粒度进行了检测 ,表明研制并生产出的板材、棒材 ,其质量达到了标准规定要求 ,满足了特定焊结构件用材的技术条件规定 ,并成功用于石油行业。     

激光快速凝固Al—Mn合金的组织选择规律研究

利用５ｋＷＣＯ２激光器对Ａｌ－１．１,３．２和５．６ｗｔ％Ｍｎ合金进行了一系列表面重熔实验,并对微观组织形成规律进行了研究。实验结果表明：重熔区组织较基体组织大大细化;Ａｌ－３．２ｗｔ％Ｍｎ在所有速度范围内没有明显的共晶生长出现,而以α（Ａｌ）胞／枝晶形式生长;随着生长速度的增大,Ａｌ－５．６ｗｔ％Ｍｎ合金的组织由Ａｌ６Ｍｎ枝晶向α（Ａｌ）＋Ａｌ６Ｍｎ共晶、α（Ａｌ）胞／枝晶及完全无偏析固溶体转烃     

奥氏体铁镍基耐蚀合金热变形行为及加工图分析

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了UNS N08028(028)合金在温度950～1 200℃和应变速率0.001～10 s^-1条件下的热变形行为。分析了合金的流变应力曲线、变形激活能及变形机制,明确了加工图能耗峰值与动态再结晶(DRX)晶粒尺寸、体积分数、σ析出相等微观组织演化规律,确定了合金最优加工路径。结果表明,028合金加工图存在五个能耗峰值区与DRX形核和生长过程密切相关：高应变速率区域的能耗峰值与DRX形核有关;低温低应变速率区域能耗峰值与DRX形核和生长有关;高温低应变速率区域的能耗峰值与DRX生长相关。温度低于1 000℃时,σ析出相对DRX形核产生影响,低应变速率(<0.01 s^-1),粗大σ相促进DRX形核,形成典型“链状结构”,出现能耗峰值。高应变速率(>0.1 s^-1),细小σ析出相抑制DRX形核,导致局部应力集中,材料发生失稳。最后,利用加工图分析确定了028合金最优加工路径：开始于1 150～1 200℃,1～10 s^-1,结束于1 100～1 1...     

浅谈UNS N10003与316L异种合金焊接工艺及质量控制

本文分析了UNS N10003镍基合金与316L不锈钢的焊接性能,针对两种材料的特点,制定了合理的焊接工艺及质量控制措施,解决了该异种合金焊接易出现的未熔合、气孔及背面氧化等焊接缺陷。通过焊接工艺评定试验,测试了该接头的力学性能,结果满足标准要求。     

电渣重熔连续定向凝固M2高速钢铸态组织的研究

研究了传统电渣重熔工艺(ESR)和电渣重熔连续定向凝固技术(ESR-CDS)所得到的M2高速钢铸态显微组织。结果表明:采用ESR工艺得到铸态组织边部为树枝晶且部分出现了三次枝晶,心部为粗大的等轴晶,晶粒之间有网状碳化物,铸锭的偏析较为严重,经深腐蚀凝固组织基体与碳化物过渡区较为疏松、粗糙,部分基体内部出现了细小的裂纹。而采用ESR-CDS工艺得到铸态组织边部和心部都以较为细小的树枝晶为主,组织中存在比较多的"不连续的复合规则型"的碳化物,组织较为均匀,经深腐蚀,碳化物与基体过渡区圆滑。     

电沉积铁镍钨合金性能研究

钨合金沉积机理至今未得到合理的解释.采用循环伏安法研究了柠檬酸铵盐体系中电沉积铁镍钨合金的规律,分析了主盐浓度、pH值、电流密度、温度对铁镍钨合金镀层组分及阴极电流效率的影响.结果表明,在pH值恒定为8的条件下,镀层中钨和铁的含量受各因素影响的趋势是一致的,随溶液中铁盐、钨盐、柠檬酸盐的含量、电流密度及温度的增加而增加;镀层组分受pH值的影响较大,镀层中钨含量值在pH值为6时最大.根据X射线衍射结果可知,铁镍钨镀层随着钨含量的增加,由纳米结构转变为非晶态结构.     

锆基非晶合金脉冲激光焊及接头组织特性

采用脉冲激光焊接的方法对锆基非晶合金(Zr₄₄Ti₁₁Ni₁₀Cu₁₀Be₂₅)进行对接熔焊工艺试验,在合适的工艺参数下获得成形良好的锆基非晶合金熔焊对接接头。采用金相显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪、同步热分析仪等多种测试手段对成形接头的形貌、晶体相、结晶组织特性及热稳定性进行分析。结果显示,在接头热影响区的二次电子图像中发现了纳米结晶,焊缝区则为小块体状结晶相;热影响区及焊缝区的布拉格衍射峰对应的是Zr₂Cu和Zr₂Ni;接头三个区域中,焊缝区表现出最高的维氏硬度;结合DSC曲线中放热峰的晶化热焓,计算出接头热影响区与焊缝区的结晶分数分别为4.2%和32.0%。     

镍基耐蚀合金特性及其应用研究分析

镍基耐蚀合金属于一种高性能的耐蚀材料。针对防腐蚀问题,笔者主要总结了纯镍的性质和耐蚀特点,探究了镍基耐蚀合金与镍铬不锈钢及镍基高温合金之间的区别与联系,同时阐述了目前在工程中使用镍基耐蚀合金的种类及其应用现状,突出了高性能通用型镍铬钼合金的特征与实际情况。     

合金电磁约束成形及凝固组织控制研究

介绍了铁、镍基合金等的无接触电磁约束成形定向凝固技术。在系统研究电磁场与温度场及其耦合作用的基础上，成功地实现了对多种截面形状的铝、不锈钢及高温合金的无容器电磁约束成形。     

过冷对亚共晶Fe-C-Si合金凝固组织的影响

利用玻璃包熔在悬浮熔炼装置上,通过多次热循环的方法,使处于真空条件下的亚共晶 Fe-C-Si 合金熔体获得深过冷。试验结果表明:随着循环次数的增加,过冷度增大,而凝固组织中的初生相二次臂间距(DAS)减小,r-Fe_3C 共晶形态由蜂窝状向板片状转变且片间距减小。     

激光熔化镁合金凝固组织及腐蚀行为

采用Nd:YAG毫秒脉冲激光器,在高纯氩气保护下扫描AZ91D镁合金样品,采用X射线衍射仪(XRD),光学显微镜,扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM)等对处理后镁合金表面形貌、组织、成分进行研究。使用模拟改性体液和质量分数为3.5%的NaCl溶液对实验样品进行腐蚀,观察腐蚀表面并计算材料腐蚀率。结果表明:在相同腐蚀时间下,与未被处理样品相比,激光处理后镁合金由于其显微组织中细化的α-Mg相与β-Mg_(17)Al_(12)相,及选择性气化现象和基体合金化学成分共同导致表面Al元素富集提高了表层的抗腐蚀性能;通过测算激光熔化区枝晶晶胞尺寸与冷却速率的关系得到其凝固方程。     

Ce对Al-Zn-Mg-Cu合金亚快速凝固铸造组织的影响

通过XRD,DSC,SEM,EDS等现代分析方法,研究了稀土元素Ce在不同凝固冷却速率下对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织、凝固温度的影响,分析讨论了Ce对合金晶粒细化和熔体净化作用的原理。结果表明,合金的主要析出相为α-Al和MgZn_2型共晶相,MgZn_2固溶了Al,Cu,Mg等元素并形成了Mg(Zn,Cu,Al)_2相,在晶界上溶质元素浓度较高,与α-Al基体共晶形成层片状共晶组织。添加Ce能使合金枝晶间距减小,并减小共晶层片间距和细化共晶组织,显著细化晶粒,并抑制铝合金中的杂质相Al7Cu2Fe的出现。Ce还将合金α-Al基体和共晶相的析出温度分别降低了6.4℃和5.6℃。     

激冷快速凝固Al-Cu共晶合金的层片失稳研究

目的 研究热处理条件下共晶层片组织的失稳机制,通过理论建模定量阐明控制层片失稳的关键因素。方法 以Al-Cu共晶合金为研究对象,采用铜模激冷的方法使合金发生激冷快速凝固,获得2个不同冷却速率下的细化共晶层片组织,进一步对所制备的样品进行不同温度及时间的退火处理。研究了退火条件下层片组织的失稳行为,进一步建立了层片失稳的理论解析模型,并基于模型,阐明了热处理条件下共晶层片失稳的机制。结果 凝固冷速为63 K/s和28 K/s的2个样品层片组织均发生了失稳,且在相同退火温度下,冷速为63 K/s的样品(初始共晶层片更细小)更易发生失稳,当退火温度及时间相同时,冷速为63 K/s的样品层片失稳程度更高。结论 在退火条件下,受瑞利不稳定性的影响,共晶层片失稳遵循由层片组织转为棒状组织、棒状组织转变为粒状组织的演变规律;层片厚度和退火温度是层片粒化的主要影响因素。     

快速凝固TiNi形状记忆合金的组织和结构特征

本文用扫描电镜和透射电镜对快速凝固及随后４５０℃５ｍｉｎ时效的Ｔｉ－５０．８ａｔ％Ｎｉ形状记忆合金进行了组织和结构分析。快速凝固后室温下合金的组织由柱状Ｂ２相和粒状亚稳相构成；亚稳相是由Ｔｉ、Ｎｉ两元素原子构成的无序面心立方结构；快速凝固后合金中的空位呈短程有序分布，而在４５０℃５ｍｉｎ时效后呈长程有序分布，在电子衍射图上形成１／２１００和１／４２１０额外斑点。     

非晶态Cr-C合金镀层性能及晶化过程研究

采用电沉积法制备非晶态Cr-C合金镀层,利用X射线衍射和扫描电子显微镜对镀层结构和形貌进行表征,并对镀层进行硬度、耐磨性、耐腐蚀性及热处理实验。结果表明,非晶态Cr-C合金镀层硬度、耐磨性和耐腐蚀性均明显优于普通晶态镀层;施镀态镀层硬度为997HV0.025,在300～600℃范围内发生晶化反应并析出Cr7C3、Cr23C6化合物,硬度可达1610HV0.025。     

定向过共晶Bi／MnBi材料的凝固特性与磁学性能

本文研究了过共晶Ｂｉ／ＭｎＢｉ材料的凝固特性，讨论了生长速度Ｒ对过共晶Ｂｉ／ＭｎＢｉ材料的共晶生长和剩余磁感应强度Ｂｒ的影响。结果表明，当Ｒ＞１．２μｍ／ｓ时，过共晶Ｂｉ／ＭｎＢｉ合金能获得纤维状共晶组织，其凝固特性与共晶合金相似；用低纯度Ｂｉ，并增加含Ｍｎ量，能有效地提高Ｂｉ／ＭｎＢｉ材料的磁性，这在实用上具有重大意义。     

抽拉速率对车用Mg-12.85Gd-1.25Zn-0.45Y镁合金的定向凝固组织演化的影响

选择Mg-12.85Gd-1.25Zn-0.45Y镁合金作为测试材料, 通过电子背散射方法测试了各抽拉速率条件下其凝固组织内生成的初生-Mg相晶粒结构及其择优取向特点。研究结果表明:无论在何种换热系数下镁合金温度均随凝固时间的延长表现出单调降低的变化规律, 在300 s之后降温速度明显增加, 得到试样模型的对流换热系数为1600 W/ (m²·K) 。所有生长工艺条件下得到的Mg-12.85Gd-1.25Zn-0.45Y镁合金中定向凝固组织都只存在a与Mg₅Gd这类两种组织结构。当抽拉速率增大后, 镁合金基体中形成了相对圆滑的晶粒, 同时枝晶的间距也开始变小。形成的晶界数量较少, 表明大部分晶粒偏差角都在15°以内, 镁合金达到了一致性较高的晶粒生长取向性。随着抽拉速率的增加, 取向偏差表现出先降低后增加的变化规律, 在抽拉速率100μm/s时取得最小值。{0001}面与定向凝固热流方向一致, {1010}面形成了与{1120}面相近的极图。     

粉末粒度对快速凝固Al—8.32Fe—3.4Ce合金组织和性能的影响

用金相和扫描电镜观察等方法观察了尺寸不同的Ａｌ－Ｆｅ－Ｃｅ合金粉末的形貌与组织结构，并通过室温和高温拉伸，高温热暴露等试验对比了由不同粒度的粉末制成的Ａｌ－８．３２Ｆｅ－３．４Ｃｅ合金性能及组织。研究结果发现，由细小粉末热挤压成形的试样，室温拉伸强度高达５６０ＭＰａ，而粗大粉末制成的试样强度只有４５０ＭＰａ。两种试样经热暴露后的拉伸性能也有很大差距。这充分表明了反映急冷速度的粉末粒度对合金和组织性     

定向凝固Ni3Al基高温结构材料IC6A合金的研究

利用扫描电镜、透射电镜、电子探针能谱和X射线衍射技术研究了定向凝固Ni3Al基合金IC6A的微观组织,当IC6A合金中的钇含量靠近成分上限时,在IC6A合金的枝晶间区会形成被大块γ′相包围的、由Ni3Y,Mo1.24Ni0.76和γ固溶体相组成的区域。按照航空发动机导向叶片的使用要求,测定了IC6A合金的主要物理性能、1100℃抗循环和静态氧化性能、各种温度下的高温持久性能和蠕变性能、高温热疲劳和高周疲劳性能、各种温度下的瞬时伸性能以及冲击性能。研究结果表明,由于IC6A 金中适量钇的存在,其高温抗氧化性能得到显著提高,其高温持久性能、蠕变性能、冲击性能、高温热疲劳和高周疲劳性能也优于IC6合金的。IC6A合金是一种适用于制作1100℃及其以下温度工作的航空发动机导向叶片的高温结构材料。