Zn／Fe及Zn／Fe-Si固态扩散偶中金属间化合物的生长

研究固态Zn/Fe及Zn/Fe-Si扩散偶中金属间化合物的生长及硅的影响.对扩散偶在385℃下扩散30～300min的研究结果表明:在Zn/Fe扩散偶中,扩散层以δ相为主,ζ相和δ相之间具有平直的界面,随扩散时间的延长,δ相的厚度增加,ζ相逐渐被消耗,至退火300min时,dζ/dδ的值为0:但在Zn/Fe-Si扩散偶中,扩散层以ζ相为主,δ相呈小岛状伸入到ζ相层中,铁基体中的硅促进扩散初期ζ相的生长而抑制δ相的生长,并使δ层在扩散后期为完全的线性生长.3个扩散偶中总扩散层的生长均由扩散控制.     

电脉冲处理对热镀锌镀层组织和生长的影响

研究了电脉冲处理对热镀锌镀层组织和生长影响。采用冷轧钢板在460℃条件下得到不同电脉冲处理参数不同浸镀时间的镀层组织,结果表明,未经电脉冲处理试样铁锌互扩散较快,δ相和ζ相同时生长,且随时间延长ζ相呈起伏式生长,合金层的组织变得不连续且存在疏松。电脉冲处理后试样合金层的生长均受到抑制,生长比较稳定。在180 s浸镀时间内,δ相层的组织晶粒度均匀致密,ζ相的连绵式生长消失,与δ相和η相相界面变得非常连续,厚度明显减薄,由83.5μm减薄到70μm以内。经电脉冲处理后,合金层的生长由扩散和界面反应联合控制转变为仅受扩散控制。     

钴对含硅钢镀锌层的组织和生长动力学的影响

利用扫描电镜及波谱,研究锌浴中的钴对Q235和Q345钢热浸镀锌层组织及其生长动力学的影响.结果表明:锌浴中含0.075%(质量分数)钴时,能完全抑制Q235镀层组织发生硅反应性;而对于Q345,则需要在锌浴中加入0.3%钴才能部分抑制硅反应性;在锌浴中加入少量的钴后,镀层组织中疏松ζ层转变成与液相直接接触的富钴ζ相和由消耗δ相生成的致密ζ相;致密的ζ相层阻止液相和δ相的直接接触;富钴ζ相可容纳大约0.25% Si,避免在固-液界面产生硅的富集,液相通道消失,从而抑制含硅钢热浸镀锌过程中硅反应性的产生.     

IN-SITU OBSERVATION OF NUCLEATION AND GROWTH OF HIGH-TEMPERATURE δ PHASE DURING AUSTENITE → FERRITE+LIQUID PHASE TRANSFORMATION IN AN AISI304 STAINLESS STEEL

利用共焦激光扫描显微镜原位观察AISI304不锈钢加热过程中高温占相的形核与生长．结果表明，130m-1400℃之间δ相在，γ晶界处优先析出，而δ相在γ晶粒内“爆炸”形成需在1410℃以上；δ相形成主要受控于Ni原子的扩散；提高升温速率有利于δ晶粒细化，促使δ／γ平界面失稳并出现二次枝晶．δ相析出时以非小平面为主，另可见少量的小平面δ晶体；随着相变进行，小平面状δ相呈现出边缘钝化、向非小平面转变的趋势．利用平直界面稳定临界扰动理论探讨了δ相生长界面失稳的机制，并从结晶动力学对δ相生长方式转变的原因进行了分析．     

镀锌工艺对高强IF钢热镀锌层显微组织的影响

以含Ti高强IF钢为基体进行热镀锌试验,借助SEM、XRD研究了镀锌温度和保温时间对热镀锌层的影响规律,分析了镀层的形成过程与机理。结果表明,ζ相急剧增长,镀锌层发生了圣德林效应,低温镀锌时ζ相为粒状或针状,高温时为柱状。δ相的生长受到抑制,始终为栅状。当镀锌温度和保温时间均较高时,ζ相和δ相中间会形成粒状的混合区域。镀层在低温时由内到外依次为δ相、ζ相、η相,较高温度时由内到外依次为δ相、粒状混合相、ζ相、η相。     

磷含量对IN718合金持久和蠕变性能的影响

研究了不同含量的磷在ＩＮ７１８合金的作用。结果表明,磷对持久和蠕变性能有显著的影响,可提高ＩＮ７１８合金晶界抗蠕变形裂的能力,将磷含帅０．００３％提高至０．０３％,持久寿命先是增加而后降低,并在含磷０．０２５％年达到持久寿命峰值。磷对应力指数影响不大,但对表观蠕变激活能影响显著。磷的有益作用主要来自于抑制晶界扩散和改善晶界δ相。     

无铵助镀剂中铁盐对热浸镀锌镀层性能的影响

为探究热浸镀锌无铵助镀剂中铁盐对镀层的影响,选取无铁盐的无铵助镀剂及含铁盐的无铵助镀剂。采用SEM和EDS对比分析不同助镀剂所获得的镀层的组织结构和成分。结果表明:无铵助镀剂中的二价铁盐浓度为10~30 g/L有助于提高镀层表面质量;不含二价铁盐的无铵助镀剂镀层的合金相层由Г、δ、ζ和η相组成,并且界限较明显。含二价铁盐的无铵助镀剂镀层的整个合金相层排列整齐致密,Г相几乎不存在,其中δ相和ζ相的界限不明显,并且塑性相δ相在合金相所占的比例较大,经成分分析,由无铵助镀剂带入的部分铁离子被还原成铁原子后,有促进镀层中δ相的形成,抑制ζ相生长的作用。     

热镀锌钢板镀层合金化过程铁-锌相变的原位观察

用ESEM原位观察了铝含量不同的两种热镀锌钢板合金化过程中镀层表面和断面铁-锌合金相的生长,并用GDOES分析了镀层中元素分布和相结构的变化。实验结果表明：铝含量对热镀锌钢板合金化过程中镀层结构的变化具有重要的影响。铝含量为0.13%时,镀层从ζ相的形成到转变为δ相的过程是均匀进行的,铁-锌合金相均匀地生长,镀层的相结构以δ相为主;铝含量为0.22%时,界面处的铁-锌反应不能同时进行,合金化过程局部被延迟,镀层中形成了大量的暴发组织,ζ相及δ相的形成时间不同且不能均匀有序地形成,镀层的相结构是δ和ζ相的混合物。     

Zn-2wt%Ni合金包晶凝固的研究

采用扫描电镜、电子探针及X射线衍射等方法研究了Zn-2wt%Ni合金在不同冷却方式下的凝固组织特点.结果表明,Zn-2wt%Ni合金中的包晶δ相形核困难,生长较缓慢.在炉冷条件下包晶δ相粒子仅局部包裹初生γ相生长;空冷及水冷组织均无法观察到包晶δ相.包晶δ相的生长除了通过包晶反应中的固-固扩散转变的方式进行外,L/γ界面通过包晶反应生长及在L/δ界面从液相中的直接生长也可能起着重要作用.     

热浸镀中硅反应性研究

根据对Zn-Fe-Si三元体系的热力学评估计算和实验研究,体系中Si的化学位随Zn含量的增加而迅速提高.通过高温镀锌实验分析了diffuse-△(δ相 锌液)区域形成的原因,阐述了热浸镀锌中硅反应性的机理.镀层中的Si有向Fe含量高的相(特别是δ/ζ相界附近的δ相)、δ/ζ相界及ζ相晶界富集的趋势.随时间推移,扩散通道向富Si端移动,切过ζ相与液相两相平衡的共轭线,导致ζ相晶界附近出现的液体容纳Si,形成液体通道,液相穿过ζ相并与外面的锌液连接.液体直接与δ相接触,导致微应力的出现,液体可以沿着微裂纹腐蚀δ相,形成破碎的diffuse-△区域,锌液直接侵蚀基体.镀层生长受界面反应控制,镀层的线性生长导致形成较厚的镀层.     

扩散条件下抽拉速率对Fe-4.2Ni合金定向凝固组织演化的影响

在内径为1 mm的细管中进行了Fe-4.2Ni亚包晶合金扩散条件下的定向凝固实验.在15μm/s抽拉速率下得到了树状组织、共生组织以及δ/γ两相分离生长的凝固组织,组织演化规律为:δ单相→δ/γ两相树状组织→γ+两相共生组织→δ/γ两相分离并列生长组织;抽拉速率为35μm/s时,获得了以γ岛状为主的凝固组织,组织演化规律为:δ单相→δ/γ两相树状组织→γ-岛状组织+共生组织→δ+γ-岛状组织.实验发现,提高抽拉速率使凝固初始阶段的两相生长竞争加剧,并导致凝固过程中的相选择和全程组织演化规律发生改变.     

碳钢凝固过程中δ相横断面形状变化的研究

以Fe-0.15%C-0.8%Mn钢为研究对象,用激光共聚焦扫描显微镜原位观察了凝固过程中δ相的生长过程,并对δ相横断面形状的变化规律进行了研究。结果表明,在平均冷却速度为2℃·min-1的条件下,Fe-0.15%C-0.8%Mn合金凝固结束后δ相形成典型的蜂窝状组织。δ相径向生长时其半径随时间的变化规律不受周围钢液碳含量和过冷度的影响,均为开始时快速增大,而后增大幅度变慢。对于同一个δ相,随着半径与过冷度的增大,横断面形状稳定性下降,其形状呈由圆形逐渐变为椭圆形、类三边形、类四边形的变化规律。试验结果与理论预测结果基本吻合。     

时效+再结晶退火对镍基合金锻造混晶组织的影响

为了消减镍基合金锻件中的混晶组织，本文提出了δ相时效+再结晶退火的热处理工艺路线。δ相在时效过程中可以直接析出或者由γ″相发生相变间接析出。对含析出δ相的材料进行高温再结晶退火，然后立即水冷，可以发现时效方式和时效时间对退火过程中的组织演变存在显著影响。时效过程中直接析出的δ相主要分布在晶界，随着时效时间延长部分晶粒内部也会析出δ相，其形貌以短棒状为主。间接析出的δ相主要分布在晶粒内部以及晶界，其形貌主要为晶内长针状以及晶界短棒状。短棒状δ相在退火过程中与位错交互作用较弱，主要起到钉扎晶界的作用；而长针状δ相能够促使亚晶的形成。因此，间接时效方式有利于再结晶形核的发生，并能够有效阻碍晶粒生长避免异常长大的再结晶晶粒。     

锰对热浸Zn-0.2%Al合金镀层组织和生长动力学影响的研究

向Zn-0.2%Al热浸镀浴中添加一定量的锰,在纯铁上获得了不同的合金镀层。采用光学显微镜和带能谱仪的扫描电镜分析锰对镀层形貌和生长动力学的影响。结果表明,锰能促进δ相呈致密状生长,且各相层中的锰含量随锌池中锰含量的增加而增加,锰主要富集在破碎状相层中;镀层厚度随锰含量的增加而减小,当浸镀Zn-0.2%Al时,镀层的生长呈线性规律,为界面扩散控制;当浸镀Zn-0.2%Al-Mn时,镀层的生长为抛物线规律,受扩散控制,这说明锰元素的加入抑制了锌元素的扩散。     

IN-SITU OBSERVATION OF δ→γ PHASE TRANSFORMATION OF AN AISI304 STAINLESS STEEL

利用共焦激光扫描显微镜原位观察了AISl304不锈钢冷却过程中高温铁素体(δ)→奥氏体(γ)相变的过程及其特征.结果表明,γ相优先在δ晶界处形成;冷却速率影响γ相的生长形态,典型形态分为块状、圆形、树枝状等;"游离"γ枝晶发生粗化,并和周围的γ枝晶聚合;相同冷却条件下,δ晶界处的γ枝晶聚合程度明显高于δ晶粒内部;二次枝晶在冷却过程中粗化,并竞争生长.利用ThermoCalc计算C元素在δ→γ相变过程中的偏析系数,以此求解δ→γ相变数学模型.     

氢对TA15钛合金微观组织的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对不同氢含量TA15钛合金的微观组织进行观察,研究氢元素对其微观组织的影响.结果表明:氢是β相稳定元素,随着氢含量的增加,TA15组织中残留β相的含量随之增加;氢的存在能够促进TA15钛合金中孪晶的生长,随着氢含量的增加,孪晶数量随之增大;充氢后,TA15钛合金组织中生成氢化物,氢化物的形成方式有3种,一是以α相为基体、按α→α+δ方式析出面心立方结构的δ氢化物;二是在α相内部析出的层片状氢化物;三是按β→δ+α方式在β相内部共析转变生成的层状交替分布的δ氢化物.     

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.     

δ相对GH4169合金热变形后热处理中晶粒长大的影响

针对GH4169合金的Delta工艺,经热变形后在950~1040℃范围内进行热处理实验,研究了δ相对晶粒长大的影响规律。结果表明:δ相通过对晶界的钉扎作用可以有效地抑制晶粒长大,同时δ相发生了溶解;当温度为950℃时,其显微组织演变机制主要为静态回复;当温度高于980℃时,δ相大量溶解,其显微组织演变机制主要为晶粒长大和退火孪晶形成。因此,GH4169合金Delta工艺中需严格控制加热和变形温度在950~980℃之间。     

δ相对GH4169合金热变形后热处理中晶粒长大的影响北大核心CSCD

针对GH4169合金的Delta工艺,经热变形后在950~1040℃范围内进行热处理实验,研究了δ相对晶粒长大的影响规律。结果表明:δ相通过对晶界的钉扎作用可以有效地抑制晶粒长大,同时δ相发生了溶解;当温度为950℃时,其显微组织演变机制主要为静态回复;当温度高于980℃时,δ相大量溶解,其显微组织演变机制主要为晶粒长大和退火孪晶形成。因此,GH4169合金Delta工艺中需严格控制加热和变形温度在950~980℃之间。     

热连轧GH4169合金的晶粒长大行为

对热连轧(HCR)GH4169合金在固溶处理过程中晶粒长大行为进行系统研究。结果表明,该合金?相溶解温度在990～1000℃之间,δ相对晶粒长大有显著阻碍作用,在低于δ相溶解温度进行固溶处理时,析出的δ相使得晶粒长大缓慢;在高于δ相溶解温度以上时,晶粒随温度的升高快速长大。晶粒长大动力学表明:在高于δ相固溶线温度以上进行固溶处理时,晶粒生长指数随着固溶温度的升高而增加;固溶处理温度为1000和1050℃时的晶粒长大激活能为223.849kJ/mol,晶粒长大机制为自扩散过程控制机制,并建立了相应的晶粒长大动力学方程。