α—Cr在Incone1718合金中析出行为的微观分析

使用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD），研究了DA718和标准热处理718合金经过593℃～677℃时效500h-2000h后α－Cr相的析出规律及其对合金性能的影响。结果表明，α－Cr经常与δ相在晶界共同析出，随着时效温度的提高和时效时间的延长，α－Cr析出数量增加。应力能够促进α－Cr的析出。α－Cr的析出是造成合金高温时效后冲击值降低的原因。     

新型难变形高温合金эк151的组织特征及平衡析出相热力学计算

利用场发射扫描电子显微镜对其铸态组织进行了观察,并通过热力学计算,对该合金中成分对平衡相析出的影响规律进行了研究。结果表明,эк151合金凝固过程中,Mo、Nb和Ti等元素在枝晶间偏析,并形成大量γ′+γ共晶相。合金主要析出相为大量的γ′相、少量的一次、二次碳化物和硼化物以及μ相。其中强化相γ′多成立方状,800℃下平衡态质量分数含量高达50%左右。当成分在规定范围波动时,对熔点影响最大的为Cr、Mo、Nb和Ti;而Al、Ti和Nb含量变化均会影响到γ′相的析出量及析出温度;Cr、Mo含量变化还会影响到二次碳化物的种类,Ti、Nb、C虽然是一次碳化物MC的主要形成元素,但是成分范围内对其析出温度影响并不明显。影响μ相析出温度和析出量的主要成分为Cr、Mo和W。     

新型Ni-Cr基GH648合金成分对热力学平衡相析出行为的影响

通过热力学平衡相计算方法并采用相应的Ni基数据库，对1种新型高铬的Ni-Cr基GH648合金成分对平衡相析出的影响规律进行系统研究。结果认为GH648合金析出的主要平衡相为α-Cr，γ′相和M23C6碳化物(主要为Cr23C6)，并进一步计算了合金成分对这些相的析出行为及合金初熔点和终熔点的影响规律。计算结果表明，Cr含量主要影响α-Cr的析出量及开始析出温度，并影响合金的初熔点，对以Cr为主的M23C6的析出行为没有明显影响。C显著影响碳化物的析出量，而Al，Ti增加显著增加γ′相的析出量和开始析出温度。     

低Re镍基单晶高温合金平衡相析出行为的热力学模拟计算

基于Pandat热力学计算软件及Pan Ni数据库,采用热力学相平衡计算方法,研究了合金成分对低铼DD6合金平衡相析出行为的影响。结果表明:DD6合金平衡相主要为γ相、γ'相、μ相及碳化物MC和M23C6,计算结果与实验结果吻合。γ'相析出量主要由Al、Ta和Nb含量控制,随Al、Ta和Nb含量增加,γ'相析出量显著增加,固溶温度明显升高,液相初凝与终凝温度逐渐降低。C含量决定MC和M23C6的析出量,MC和M23C6析出量随C含量增加而增大。μ相析出主要受Re、W、Mo和Cr的影响,随Re、W、Mo和Cr含量增加,μ相开始析出温度显著升高,析出温度范围明显变宽,最大析出量明显增大。     

IN718合金γ'、γ'、中(Ti+A1)/Nb比值的变化对其相含量的影响

建立了用于计算γ′-Ni3Al和γ′′-Ni3Nb成分及含量的最优化数学模型,证明了通过复相分离法(Multiple Phases Separation Method,以下简称MPSM)计算两相成分及含量的可行性和准确性,利用MPSM法计算了调整(Al+Ti)/Nb比值后析出相的成分、含量及分配量,解释了调整该比值对改型IN718合金高温稳定性影响的原因.     

镍基IN718合金时效过程中α-Cr相演变行为

通过力学性能试验，扫描电镜观测和化学重量分析，研究了直接时效与标准热处理工艺处理的IN718合金盘材经593℃-677℃高温长期时效至2000h后力学性能和微观组织行为。结果表明，直接时效的DA718合金在未经长期时效前已含有约0．006w／％的α—cr相，于650℃和677℃时效2000h后α-Cr相均达0．6w／％左右，而在相同时效条件下，标准IN718合金α—Cr相比DA718要少。合金强度的变化规律与冲击韧性明显不同，2种合金微观组织演变行为也有明显区别，特别是α—Cr和δ相的变化行为。因此，合金微观组织行为对综合力学性能的影响需要进行综合考虑。     

IN718合金近等温锻造研究

对IN718合金进行近等温锻造实验.结果表明:近等温锻造IN718合金微观组织和拉伸性能对温度场敏感,对变形量和应变速率不敏感,有利于IN718合金近等温加工成形.当成形温度较低时(980℃),晶粒细小,间隙相以短棒状析出,分散程度高,塑性性能高,但是屈服强度低;当成形温度较高时(1060℃),晶粒粗大,仅在晶界处有间隙相以针状析出,塑性性能较低,但是屈服强度好转;在1020℃近等温锻造IN718合金,晶粒细小,短棒状问隙相在晶内析出、针状间隙相在晶界处析出,拉伸性能优越,针状间隙相对屈服强度贡献显著.     

TB17钛合金初生α相对元素重分布和时效析出的影响

对TB17钛合金进行了亚β固溶处理(固溶温度800℃-835℃,固溶时间0.5h-9h),采用电子探针分析了Al、Mo、Nb元素在初生α相和β基体中的分布,研究了合金亚β固溶时初生α相析出、元素重分布规律及其对时效次生相的影响。结果表明,合金亚β温度固溶时以晶内析出针状初生α相为主,晶界析出少量片层状初生α相。初生α相析出量随亚β固溶温度升高而降低,固溶温度高于825℃时基本不析出α相。初生α相尺寸随固溶时间延长而增大,固溶时间超过2h后,初生α相析出量达到稳态。Al元素倾向于在初生α相中富集,Mo和Nb元素则倾向于β基体富集。初生α相中心部位Al元素浓度较高,边缘部位较低,而Mo和Nb元素中心部位则浓度较低,边缘部位较高。增加初生α相析出量,会使β基体Al浓度降低,Mo、Nb元素浓度升高。初生α相较少(2%)时初生α相周围的次生α相以针状或片层状形貌为主,远离初生α相区域的次生α相以似网篮结构为主,初生α相较多(10%)时次生α相均以片层状形貌为主。     

Mo含量对一种镍基单晶高温合金显微组织和持久性能的影响

采用螺旋选晶法制备镍基单晶高温合金,研究了Mo含量（质量分数）分别为2％,3％,4％时合金的显微组织和高温持久性能．结果表明：3种成分合金的铸态组织均由γ和γ′相组成．1100℃,500h热暴露后,4％Mo合金中的μ相大量析出并长大,3％Mo合金中只有少量μ相析出,2％Mo合金中不析出μ相．析出的μ相主要由Mo,Re,W,Cr,Co和Nb等元素组成．其中,Mo形成μ相倾向最强;Re,W和Cr次之;Nb和Co最小．大量棒状μ相的析出严重损害了合金的高温持久性能,少量“相不降低合金的高温持久性能．考虑到Mo的固溶强化作用使合金高温持久性能升高,对于Ni-5Cr-10Co-4W-3Re-5.6Al-8Ta-1Ti-0．5Nb基础成分合金,最佳的Mo含量为3％．     

基于Thermo-Calc的马氏体耐热不锈钢析出相分析

基于Thermo-Calc热力学计算软件,研究了600℃、650℃时马氏体耐热不锈钢中Cr、W、Mo合金元素含量变化对析出相的影响。计算结果表明:钢中析出相主要为M_(23)C_6、金属间化合物Laves相和σ相。温度和合金元素Cr、W、Mo含量变化对M_(23)C_6碳化物析出影响较小,对Laves相和σ相的析出影响较大,W、Mo含量在一定范围内变化时会析出CHI相。随Cr含量增加,Laves相析出量先保持不变,但当σ相开始析出后线性减少。温度和W含量变化对σ相析出量影响较大。随Mo含量增加,Laves相析出量线性增加;600℃时当σ相开始析出后,Laves相析出量缓慢增加;650℃时无σ相析出,但当CHI相大量析出后,Laves相析出量急剧减少。     

镍基耐蚀合金028平衡相的析出行为

为了给冶炼成分设计、热加工工艺和热处理制度提供理论依据,利用扫描电镜(SEM)和热力学计算软件Thermo-Calc对028合金中析出相的特征进行观察和元素含量变化对其影响进行计算分析,并给出主要元素的合理控制范围。结果表明:不同状态的028合金晶内和晶界会析出σ相,720℃时效1 000 h后会析出大量针状σ相;028合金的主要平衡相为γ、M23C6、σ和α-Cr相;碳含量的增加可以显著地提高M23C6的析出量和析出温度,碳含量应控制在0.02%(质量分数)以内;随着Cr和Mo含量的增加,σ相的析出量增多,析出温度升高,由于σ相是有害相,Cr和Mo的含量需分别控制在26.5%和3.5%以内;初始Cr和Mo含量增加,基体γ相固溶的Cr和Mo含量也增加,初始Cr和Mo含量应分别控制在26.5%~27.5%和3.0%~4.0%之间。     

镍基耐蚀Hastelloy G3合金的组织特征及热力学计算

利用Thermo-Calc软件对镍基耐蚀Hastelloy G3合金进行了热力学计算,系统研究了成分对平衡相析出的影响规律,并通过SEM和TEM对合金时效处理后的析出相进行了观察。结果表明,合金析出的平衡相主要为σ相、μ相、M6C和M23C6;Cr、Mo含量主要影响σ相和μ相析出量及开始析出温度;而C元素显著影响碳化物M6C和M23C6的析出行为;进一步通过试验研究了时效过程中析出相的析出规律。     

固溶处理对Inconel 625合金电弧增材组织的影响

采用GTAW电弧增材制造工艺进行了Inconel 625合金薄壁试样的制备,并研究了焊后固溶处理对Inconel625合金GTAW电弧增材制造组织和力学性能的影响.结果表明,增材试样的微观组织以柱状树枝晶为主,且晶粒生长方向呈现与焊接方向近似垂直的定向生长,同时发现,增材试样组织中主要存在Laves(Ni,Fe,Cr)_2(Nb,Ti,Mo)相和MC型碳化物两种析出相.经过680℃固溶处理,Laves相中Nb,Mo元素开始向基体中扩散,从而在Laves相附近析出针状δ相,随着固溶处理温度增加,Laves相溶解量增加,Laves相附近针状δ析出量明显增加,当固溶处理温度增加至1 080℃时,大量Laves相溶解,仅剩少量细小颗粒呈弥散状分布,大量Nb,Mo元素向基体中扩散,使得δ相消失.     

针状α_2相对Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo合金拉伸断裂机制的影响

研究了显微组织中含针状α2相的Ti3Al－Nb（Ti－24Al－14Nb－3V－0．5Mo）（摩尔分数,％）合金的拉伸断裂行为。结果表明,合金经α2＋β两相区较低温度940℃固溶1h水冷处理后,会从基体B2相中析出针状的α2相。裂纹通常萌生于针状α2相内部．穿过针状α2相扩展。等轴状初生α2相对裂纹的扩展有钝化作用,而针状α2相的存在对合金的塑性不利。     

铸造镍基高温合金IN792的凝固和偏析行为研究

采用等温凝固淬火试验(ISQ)与差热扫描量热(DSC)分析的方法对铸造镍基高温合金IN792的凝固过程和元素在固、液相中的分配进行研究,得到了合金的等温凝固组织、相析出顺序图、凝固特性曲线以及元素在不同温度下的偏析特性。ISQ结果表明:IN792合金的液相线温度为1328℃,开始析出MC碳化物的温度为1310℃,开始形成(γ+γ’)共晶的温度为1225℃,于1190℃开始析出二次γ’相。由DSC测得的合金宏观固相线温度(尚存体积分数5%残余液体)和由ISQ测得的微观固相线温度(终凝温度)分别为1250和1180℃,两者相差达70℃,这一温度范围往往是热裂缺陷形成的敏感区间。IN792合金在液相线下30℃范围内液体量锐减,析出了体积分数约85%的γ枝晶。1300～1270℃是合金枝晶间液体由连通转为断开的温度范围,它与铸件疏松形成密切相关。在1325～1190℃温度区间,IN792合金中元素W、Co分配系数大于1,倾向富集于枝晶干固相,为负偏析元素;Zr、Mo、Ti、Ta、Cr分配系数小于1,倾向富集于枝晶间液相,为正偏析元素;Al在凝固早期富集于液相而后来倾向于分布在枝晶干固相区,随着凝固温度降低逐步转变为负偏析元素。在1325～1210℃温度范围内,随着凝固温度降低,Al、Ni的分配系数升高,而Mo、Cr的分配系数降低。相反,在1210～1180℃温度区间,随着凝固温度降低,Ni、Al的分配系数降低,而Mo、Cr的则升高。     

新型718合金的元素强化作用及组织稳定性研究

通过对718合金中沉淀强化元素Al，Ti以及固溶强化元素W含量的调整，研究了δ相形成规律及合金中γ″／γ′复合析出组织的形成条件，同时分析了合金的微观组织与力学性能之间的关系。结果表明，维持理想的（Al＋Ti＋Nb）含量（at％）及（Al＋Ti）／Nb原子分数比可以显著减少针状δ相的析出，得到稳定的γ″／γ′复合析出组织并提高合金的拉伸强度、持久及硬度等多项力学性能。而在718合金基础上，采用W强化的合金与原型718合金相比也显现出了更为优异的力学性能。     

离心喷射沉积IN718合金及其δ相中典型元素的分布特征

对离心喷射沉积（CSD）IN718合金涡轮盘沿厚度方向Nb元素的含量、热处理制度、凝固态成分偏析区的体积分数、δ及γ相中各元素含量及其分配量进行了研究。结果表明：尽管在CSD成型合金中Nb的偏析比较小，但使用标准热处理制度尚不能使其均匀化：采用1040℃，6h固溶均匀化处理可使Nb的偏析消除，并在该温度下经21h处理可在盘厚截面上获得Nb的均匀分布；将完全均匀化的试样分别经910℃，2h，4h，6h，8h时效，在δ相（γ相）中元素Ni，Nb和Ti的含量及其分配量逐渐增加（减少），与之相对应，元素Cr和Fe的含量及其分配量逐渐减少（增加），采用亚点阵元素浓度测算法，能合理确定时效过程中δ及γ相中各元素的含量及其分配量的变化。     

合金元素对热轧Fe-36Ni因瓦合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计、拉伸试验机、热膨胀仪等手段,分别研究了Ti、Nb、Mo、Cr对热轧Fe-36Ni因瓦合金显微组织、碳化物析出相特征、力学性能和热膨胀性能的影响。发现Ti和Mo的碳化物容易以圆形颗粒形式析出,Nb和Cr的碳化物则以短棒状形式析出。碳化物析出相的存在状态以及物理性质显著影响因瓦合金的力学性能和热膨胀性能,其中,Mo合金化的因瓦合金具有最高的抗拉强度,而Cr合金化的因瓦合金则具有最大的热膨胀系数。     

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。     

镍基高温合金GH141平衡析出相的热力学计算分析

应用Thermo-Calc热力学计算软件,对GH141合金的平衡析出相和非平衡凝固过程进行了模拟计算。结果表明:GH141合金的平衡析出相有γ、γ′、σ、μ和碳化物(M C、M_6C、M_(23)C_6);合金凝固过程中Mo、Ti元素正偏析比较严重,这会降低合金的初熔点;Al、Ti含量对γ′相的开始析出温度和最大析出量有很大影响;C是碳化物最大析出量的控制元素,且M C、M_6C、M_(23)C_6碳化物的主要富集元素分别是Ti、Mo、Cr。研究结果为合金的成分设计和热处理提供一定的理论依据。