Ta对IN617B镍基高温合金凝固组织及元素偏析的影响

IN617B镍基高温合金是700℃先进超超临界燃煤电站的主要候选材料.采用OM、SEM、TEM、EDS、EPMA和热力学计算等方法研究Ta对IN617B镍基高温合金凝固行为及组织的影响.研究结果表明:IN617B合金的凝固组织呈典型的树枝晶形貌,在枝晶间和晶界处分布着网状的M6C、板条状的M23C6和颗粒状的Ti(C,...     

H13钢退火态中的碳化物分析

H13热作模具钢在850℃保温2 h后,以25℃/h速度缓慢冷却至室温。用SEM观察合金组织经球化退火处理后的形态变化,用EDS、XRD、TEM和萃取分离方法对H13钢退火态中碳化物进行了定性和定量分析。结果表明,经850℃球化退火处理后,合金中原有的马氏体组织和珠光体组织基本转化成球状碳化物,主要碳化物类型有4种:MC、M6C、M7C3、M23C6,而且不同类型的碳化物所含的主要合金元素不同,MC中的主要合金元素为V,M7C3和M23C6中的主要合金元素为Cr,M6C中的主要合金元素为Mo和Cr。     

Y12Cr18Ni9Cu易切削钢的平衡凝固相变与MnS析出行为

采用Thermo-Calc热力学软件对Y12Cr18Ni9Cu易切削钢在500～1800℃的析出相进行了热力学计算并得到了平衡凝固相变路径图。结果表明,Y12Cr18Ni9Cu易切削钢的平衡相主要有MnS、液相、δ-铁素体、奥氏体、M₂₃C₆、M₂(C,N)、σ相。平衡凝固和冷却相变路径：液相→液相+MnS→液相+δ-铁素体+MnS→液相+δ-铁素体+MnS+奥氏体→δ-铁素体+MnS+奥氏体→MnS+奥氏体→MnS+M₂₃C₆+奥氏体→MnS+M₂₃C₆+奥氏体+M₂(C, N)→MnS+M₂₃C₆+σ相+奥氏体+M₂(C, N)。随着S含量增加,MnS的析出量逐渐增加,析出温度也逐渐升高,Mn含量变化对MnS相的析出量几乎没有影响,但Mn含量增加会使MnS析出温度升高。Y12Cr18Ni9Cu易切削钢中的硫化物呈球形、椭球形、纺锤形或短棒状并以...     

镍基合金焊丝GTAW熔敷金属凝固偏析行为

采用OM,SEM,EDS,EPMA等分析手段对试制的镍基合金焊丝GTAW熔敷金属开展了凝固偏析行为研究.结果表明,熔敷金属中主要包括γ相、（Nb,Ti） C碳化物、Laves相等,金相组织主要为柱状晶,在枝晶间存在宽度约为5~10 μm的偏析区域;按照Scheil公式对EPMA分析结果进行了偏析系数计算,估算的Nb,Mo,Ni,Cr,Fe偏析系数分别为k_Nb=0.23,k_Mo=0.68,k_Ni=1.07,k_Cr=1.05,k_Fe=1.23,在结晶过程中Nb,Mo更倾向于分配在残余液相,Nb的偏析倾向最大,Mo次之,Fe更倾向于分配在固相中,Ni,Cr基本为固液平均分配.文中试验用镍基合金焊丝GTAW熔敷金属凝固结晶路径为L→L+γ→L+γ+MC→L+γ+MC+Laves相→γ+MC+Laves相.     

固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响

利用FactSage软件中的FSstel数据库对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的相图进行计算,分析了氮元素对凝固及冷却过程中相变及析出相的影响,得到了53Cr21Mn9Ni4N耐热钢平衡凝固及冷却相变路径图,并用OM、SEM、XRD、EDS等对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶3、10、20、40和60 min后的显微组织及碳化物演变规律进行了研究。结果表明,53Cr21Mn9Ni4N耐热钢由1600 ℃平衡冷却至300 ℃的过程中完整的平衡相变路径为:液相+气体→液相→液相+δ铁素体→液相+δ铁素体+奥氏体→液相+奥氏体→奥氏体→奥氏体+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体+σ相。M₂₃C₆的析出温度随着氮含量的增加而降低,M₂(C,N)的析出物温度随着氮含量的增加而升高,M₂₃C₆会因M₂(C,N)的析出受到抑制。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的铸态组织非常不均匀,奥氏体呈树枝晶状生长,枝晶间析出大量层片状碳化物。随着固溶时间的增加,分布在枝晶间的层片状碳化物逐渐变成块状及短棒状,碳化物的数量逐渐减少,粗壮的树枝晶也逐渐变得细小。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶后的组织及碳化物均得到明显改善。     

高速钢中碳化相的恒电位单相显示

利用恒电位浸蚀与伏安法研究了高速钢中碳化物相Ｍ６Ｃ，ＭＣ，Ｍ２３Ｃ６１（Ｍ７Ｃ３）的单相浸蚀条件。它可作这些碳化物观察和鉴定。     

GH2132高温合金熔敷金属结晶裂纹敏感性

针对GH2132高温合金熔敷金属热裂纹敏感性问题,通过采用试制焊丝、熔敷金属焊接试验、组织及断口分析、凝固计算等手段对熔敷金属组织、凝固行为、开裂机制等进行了研究. 结果表明,试验熔敷金属金相组织主要由柱状树枝晶γ相(NiCrFe固溶体)、枝晶间富Ti的Laves相(Cr,Fe,Ni)₂ (Ti,Mo)、MC碳化物与共晶组织组成,凝固路径为L→L + γ→L + γ + MC→L + γ + MC + Laves→γ + MC + Laves,裂纹断口呈典型的鹅卵石共晶花样,整个断口形貌被呈自由表面的液膜所覆盖,属于发生在高温段的结晶裂纹. 结晶裂纹开裂机理为在凝固过程的终了阶段,发生了L→γ + Laves的低熔点共晶反应,在凝固收缩应力作用下,残余液相未及时补充而形成. Laves相的形成主要与凝固过程中Ti元素的偏析有关,理论计算结果表明,GH2132结晶裂纹指数(solidification cracking index, SCI)值为1944 ℃,(solidification temperature range, STR)为258 ℃,在结晶裂纹敏感性评价方面,相比STR,SCI指标能相对更为合理地实现结晶裂纹敏感性的量化评价,但仍存在考虑因素不全等问题.     

预处理过程中FGH96合金粉末中的碳化物演变

采用扫描电镜、透射电镜等手段研究了预处理前后FGH96合金粉末颗粒中的碳化物演变。结果表明:粉末在快速凝固过程中会析出不同形貌的MC’型亚稳态碳化物,MC’碳化物中含有较多的弱碳化物形成元素,不同形貌的MC’型碳化物的化学组成与点阵常数具有一定的差异。在粉末预处理过程中,粉末颗粒内部形成的亚稳态MC’型碳化物逐渐转变为稳定MC型碳化物,同时可形成M23C6和M6C碳化物;转变后的MC型碳化物形态以规则块状为主,成分上以强碳化物形成元素Ti,Nb,Zr为主。     

硼含量对镍基合金GH4049晶界析出相和高温性能的影响

在晶界面上用萃取碳复型技术研究了镍基合金GH4049(Ni-15Co-10Cr-5．5W-5Mo-4．2Al-1．5Ti)中与B和C的晶界偏聚效应密切相关的二次析出相特征．B含量低于0．008％时,因固溶B／C(原子比)很低,晶界析出大尺寸MC薄膜和M6C枝晶片以及薄膜状M23C6,不利于高温塑性和持久寿命．B含量为0．011％和0．018％时,固溶B／C(原子比)虽仅为0．667和0．941,已可减少和全部抑制上述碳化物的析出,代之以弥散M3B2颗粒,高温性能大幅度上升．但B含量过高,M3B2密集析出,高温性能下降．降低固溶冷却速度而使B和C原子向晶界长程偏聚,可促进M3B2析出,改善MC的形貌并抑制M6C和M23C6析出。     

一种新型镍基高温合金组织及性能的研究

GH4742(俄ЭП742)合金属于典型的高合金化难变形镍基高温合金涡轮盘材料，本文通过调整Al、Ti、Nb的成分对GH4742合金进行改进，发明了一种新型镍基高温合金。利用JMatPro模拟得到平衡相图，再利用光学金相显微镜和场发射扫描电镜对合金的晶粒组织、碳化物以及γ′相分布情况进行观察，同时对力学性能进行了检测。结果表明：平衡状态下的合金从1 400 ℃到300 ℃的冷却过程中相转变可概括为L → L+γ → L+γ+MC →γ+MC+γ′ → γ+γ′+MC+μ → γ+γ′+μ+MC+M23C6 → γ+γ′+μ+MC+M23C6+σ，780 ℃下析出γ′相的质量分数为40.88%；锻造变形工艺为γ+γ′双相区变形，1 120 ℃固溶后经过标准双时效处理(850 ℃/6 h/AC＋780 ℃/6 h/AC)后的显微组织明显可见两种不同尺寸晶粒，小晶粒(13 μm)呈项链状分布于大晶粒(100 μm)周围；该合金中的碳化物主要为大尺寸、不规则形状的MC(NbC、TiC、VC)，断续穿晶和沿晶分布；强化相γ′相的分布状态也有大小两种不同尺寸，γ′I相平均直径为600 nm，γ′II相平均直径为150 nm，两种尺寸γ′相强化的良好匹配，使得该合金在具有较高强度的同时又具有较高的塑性，力学性能优异，室温抗拉强度1 478 MPa，尤其是650 ℃/863 MPa下的持久性能为194 h，远远超过GH4742合金650 ℃/823 MPa持久下50 h的标准。     

一种新型镍基高温合金组织及性能的研究

GH4742(俄ЭП742)合金属于典型的高合金化难变形镍基高温合金涡轮盘材料,本文通过调整Al、Ti、Nb的成分对GH4742合金进行改进,发明了一种新型镍基高温合金。利用JMatPro模拟得到平衡相图,再利用光学金相显微镜和场发射扫描电镜对合金的晶粒组织、碳化物以及γ′相分布情况进行观察,同时对力学性能进行了检测。结果表明：平衡状态下的合金从1 400 ℃到300 ℃的冷却过程中相转变可概括为L → L+γ → L+γ+MC →γ+MC+γ′ → γ+γ′+MC+μ → γ+γ′+μ+MC+M23C6 → γ+γ′+μ+MC+M23C6+σ,780 ℃下析出γ′相的质量分数为40.88%;锻造变形工艺为γ+γ′双相区变形,1 120 ℃固溶后经过标准双时效处理(850 ℃/6 h/AC＋780 ℃/6 h/AC)后的显微组织明显可见两种不同尺寸晶粒,小晶粒(13 μm)呈项链状分布于大晶粒(100 μm)周围;该合金中的碳化物主要为大尺寸、不规则形状的MC(NbC、TiC、VC),断续穿晶和沿晶分布;强化相γ′相的分布状态也有大小两种不同尺寸,γ′I相平均直径为600 nm,γ′II相平均直径为150 nm,两种尺寸γ′相强化的良好匹配,使得该合金在具有较高强度的同时又具有较高的塑性,力学性能优异,室温抗拉强度1 478 MPa,尤其是650 ℃/863 MPa下的持久性能为194 h,远远超过GH4742合金650 ℃/823 MPa持久下50 h的标准。     

铁基合金激光熔覆组织及高温时效转变的TEM研究

利用ＡＴＥＭ研究了铁基多元合金ＦｅＣｒＷＮｉＣ激光熔覆层的微观组织、亚稳相结构特征以及高温时效时的亚稳相转变机制。结果表明组织为亚共晶组织,即γ＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）,γ奥氏体为具有较高合金度的过饱和亚稳相,Ｍ７Ｃ３（Ｍ为Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ）为六方结构的Ｃｒ基亚稳合金碳化物。熔覆组织在高温时效时存在两类碳化物形成机制,即亚稳γ中析出Ｍ２３Ｃ６、Ｍ２Ｃ与ＭＣ碳化物以及Ｍ７Ｃ３→Ｍ２３Ｃ６与Ｍ７Ｃ３→Ｍ６Ｃ的碳化物原位转变机制。熔覆组织具有较高的显微硬度并存在显著的二次硬化特征     

Microstructures and Hardness of 8CrWMoV Steel with Multiple Types of Ultra Fine Carbides

The structure and hardness of 8CrWMoV steel with multiple types of ultra fine carbides are studied after annealing, quenching and tempering in this paper. The results show that multiple types of carbides M3C, M7C3, M23C6, M6C and MC were observed in the annealed steel. Nucleation and coalescence of new carbides, partial dissolution of original carbides in 7 phase region during annealing at 800-840℃, result in ultra-fine carbides. Average size of the carbides is 0.33～0.34μm in the steel annealed at 800～840℃. Because M3C and M23C6 dissolve easily in austenite, the high hardness HRC63～65 can be obtained by quenching at 840～860℃. Un-dissolved carbides M6C and MC (VC) can effectively prevent the coarsening of austenitic grain, and conduce to obtain very fine martensite. The retained austenite can be easy to decompose during tempering at low and middle temperature due to the precipitation of multiple types of carbides and the good tempering-resistance of the steel is obtained. The microstructure and property of the steel after heat treatment can be accurately explained by calculating based on phase equilibrium thermodynamic.     

磷硼复合添加对Inconel 718合金铸态组织及均匀化处理参数的影响(英文)

研究磷硼复合添加对Inconel 718高温合金铸态组织及均匀化处理参数的影响。结果表明:磷硼的加入促进块状Laves相的形成。由于硼在最后残余液相中大量富集,形成一种富含Nb、Mo和Cr的含硼相。根据DSC和电子探针分析结果,确定磷硼复合添加Inconel 718高温合金的凝固顺序为L→L+γ→L+γ+MC→L+γ+MC+Laves→γ+MC+Laves+含硼相。由于低熔点含硼相的存在,磷硼复合添加Inconel 718高温合金的均匀化处理温度应比标准Inconel 718合金低至少40°C。     

激光束作用下Al—Ti—C活化粉料中的化学反应

在激光扫描涂覆Al-Ti-C活化粉料层的铝合金试样过程中，突然停止激光发射，以在激光束前面形成合成反应过程中不同阶段所产生的组织，判断所发生的化学反应，即先发生3Al Ti→Al3Ti反应，形成块状Al3Ti；以后再发生Al3Ti C→TiC 3Al反应，形成大量TiC颗粒。将实验与数值模拟相结合，采用试错法求得：3Al Ti→Al3Ti的反应温度为650℃，Al3Ti C→TiC 3Al的反应温度为810℃。     

Microstructure evolution of an Ni-Cr-Co base superalloy heat-treated at 704 and 760℃

Thermodynamic calculation, SEM (scanning electron microscopy), TEM (transmission electron microscopy), XRD (X-ray diffraction), phase extraction, and chemical analysis were employed to study the phase stability and phase precipitation in a new Ni-Cr-Co base superalloy heat-treated at 704 and 760 ℃ for a long time. The results show that the precipitates of this new alloy heat-treated at standard annealing condition and heat-treated at 704 and 760 ℃ for a time up to 2000 h are r', MC, M23C6, and M6C, and η phase forms at grain boundaries and in matrix of samples heat-treated at 760℃ as well. The mass fractions of r' (+η), MC, M23C6, and MgC in all samples have no large changes with an increase in aging time, but r' precipitates grow obviously. The r '-to-r1 transformation in the samples heat-treated at 760℃ took place with increasing aging time. The η precipitates form a Widmanstatten pattern and the y' phases have remelted partly in the samples heat-treated at 760℃. The alloy maintains a better m     

GH80A组织特征及平衡相析出行为的热力学计算分析

采用高分辨扫描电镜、物理化学相分析、X射线衍射等手段对实验GH80A合金热处理态的微观组织特征进行了定性和定量分析。结果表明,合金晶界分布有M7C3、M23C6两种碳化物,有效强化晶界,晶内弥散分布有γ’强化相,有效提高合金的高温强度;此外,采用Thermo-Calc热力学计算软件和Ni基数据库,对GH80A平衡析出相和非平衡凝固过程进行了模拟计算,并分析了合金元素Al、Ti对γ’相,C对MC、M7C3、M23C63种碳化物析出量和析出温度的影响。     

0Cr15Ni70Ti3AlNb合金平衡析出相热力学计算

采用Thermo-Calc热力学计算软件,模拟计算了0Cr15Ni70Ti3AlNb合金的平衡析出相和凝固过程。结果表明:0Cr15Ni70Ti3AlNb合金的平衡析出相主要包括γ、γ′、MC、M23C6;合金凝固过程中Ti和Nb属于正偏析,Cr、Fe、Si等属于负偏析。Al和Ti是影响0Cr15Ni70Ti3AlNb合金中γ′相析出温度和最大析出含量的主要因素。MC相的析出温度和最大析出含量主要由C元素决定。M23C6相的析出温度主要由Cr元素决定,M23C6相的析出量主要由C元素控制。0Cr15Ni70Ti3AlNb优化合金成分(质量分数)为C(0.03%~0.05%)-Al(0.7%~0.9%)-Ti(2%~2.25%)-Nb(0.75%~0.95%)-Cr(13.5%~15.5%)。研究结果可为合金的成分设计和热处理工艺制定提供理论指导。     

含稀土轧辊用高速钢淬回火过程微观组织转变

利用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及能损谱(EELS)等手段,研究了含稀土轧辊用高速钢在1100℃淬火和550℃两次回火热处理过程的微观组织变化特征,重点探讨了碳化物行为。结果表明,淬火加热过程中热稳定性较高的MC和M6C型一次共晶碳化物难以溶解,亚稳态的M2C型一次共晶碳化物则发生分解反应得到MC和M6C两种碳化物,分解形成的M6C较MC量多且尺寸较大,小颗粒MC包含在M6C之中;淬火基体组织由马氏体和残留奥氏体组成,淬火马氏体既有板条马氏体也有孪晶型马氏体。经两次回火后,残留奥氏体得以有效消除,大量细小富V的MC型二次碳化物弥散析出产生二次硬化现象。