等离子旋转电极雾化FGH95高温合金粉末的预热处理

在不同热处理制度下对等离子旋转电极雾化(PREP)FGH95高温合金粉末颗粒进行预热处理，并对热处理粉末颗粒微观组织、碳化物析出相及γ相的变化规律进行研究。结果表明：随着预热处理温度升高，树枝晶组织逐渐消失，γ相由圆形逐渐转变为方形，粉末颗粒中的MC′型亚稳碳化物发生分解和转变，析出稳定的MC，M23C6及M6C型碳化物。M23C6碳化物的析出温度为950℃，M23C6与M6C碳化物的相互转变温度为1000～1050℃，M23C6和M6C的溶解温度为1100℃。     

高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV球化退火过程中碳化物的演变

利用Thermo-calc软件、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和光学显微镜（OM）等研究了锻造态高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV球化退火过程中碳化物的演变。结果表明：锻态组织中存在着M3C、M23C6和M7C3类型的碳化物。球化退火过程中,M3C很快转变为M23C6,M7C3则一直未发生类型转变。升温阶段,组织中马氏体直接分解析出M23C6,没有M3C→M23C6的转变过程。整个退火过程中,析出碳化物均为M23C6型。缓冷阶段降温180 min后组织中碳化物已基本不发生变化,可进一步提高冷却速率。     

奥氏体化保温时间对高速钢工作辊组织和耐磨性的影响

制备了高碳高钒系高速钢辊环，通过SEM、EDS、XRD分析以及硬度测量研究了奥氏体化保温时间对高碳高钒系高速钢轧辊材料的组织和耐磨性的影响。结果表明，随着奥氏体化保温时间的增加，在铸造过程中形成的M3C型碳化物逐渐溶解或向M2C型碳化物转变；MC型碳化物在晶内逐渐析出，且随着奥氏体化保温时间的延长逐渐圆整为粒状或棒状。在奥氏体化保温过程中，M2C型碳化物按如下公式发生分解：M2C＋γ-Fe→MC＋M6C；未溶的大块M3C型共晶碳化物是高速钢试样耐磨性差的原因，随着奥氏体化保温时间的增加晶内不断析出的MC型碳化物是高速钢试样耐磨性提高的主要因素；长度〈100μm、宽度〈20μm的条状碳化物在磨损过程中不易脱落。     

Cr含量对高碳中合金工模具钢组织与性能的影响

对两种不同Cr含量的高碳中合金工模具钢的组织与性能进行研究.结果表明,两种钢820 ℃退火时均存在M23C6、M6C和MC三种碳化物.Cr含量较高的钢中M23C6碳化物的相对数量较高,碳化物较细.奥氏体化过程中,由于Cr含量低的钢中存在大块M6C碳化物,造成淬火未溶碳化物尺寸偏大.Cr含量较高的钢中M23C6碳化物大量溶解,提高了基体中合金元素的固溶量,在200～300 ℃回火硬度保持在59～60 HRC,具有良好的抗回火性.     

热加工过程中Ni基变形高温合金析出相的演变规律

变形高温合金在热加工过程中的相析出行为是影响合金抗拉强度的重要因素之一。本实验对GH4738合金在热加工过程中不同阶段的 MC,M23C6,γ′相三种析出相进行跟踪研究。析出相在热加工过程中不同阶段的表现：（1）合金坯料中的主要析出相为初生MC碳化物和初生γ′相。（2）合金经热变形后,初生MC碳化物发生部分分解并析出纳米级晶内次生MC碳化物和少量晶界次生M23C6碳化物,同时析出次生γ′相。（3）合金经热处理后,初生MC碳化物进一步分解直至完全溶解,进而纳米级晶内次生MC碳化物转变为大量酒瓶状晶内次级M23C6碳化物,同时γ′相接近于完全析出,但γ′相会有小幅度的长大。     

激光成形修复2Cr13不锈钢热影响区的组织研究

对激光成形修复2Cr13不锈钢热影响区分别进行了单道单层、多道单层、单道多层和多道多层4种形式的修复实验.通过金相观察和硬度测试确定了激光成形修复区域的组织特征,结合热影响区温度场模拟分析了组织形成机理.结果表明:热影响区内微观组织从基材到修复区底部呈现连续性变化,其中,主要相结构经历了α铁素体→α铁素体+少量马氏体→马氏体+少量α铁素体→马氏体的转变,马氏体的出现导致硬度快速上升;同时,原M23C6型碳化物逐渐溶解,直至消失,且晶内碳化物先于晶界碳化物发生溶解;伴随碳化物的溶解逐渐出现δ铁素体;随着趋近修复区底部,δ铁素体逐渐增多、长大并连成骨架;当沉积层数增加后,硬度峰值随之下降,在热影响区中部的部分区域会出现晶粒细化,且热影响区顶部的晶界逐渐开始析出碳化物,同时,δ铁素体骨架逐步被晶界打断.     

Cr-W-Mo-V高合金中高碳钢的显微组织及回火硬度

研究了4种不同成分的Cr-W-Mo-V高合金中高碳钢的显微组织及回火硬度,并以相平衡热力学理论分析讨论了合金含量变化对显微组织及二次硬化的影响。结果表明,该类钢在α?γ相变的加热和冷却过程,发生M23C6?M6C相互转变,碳化物的溶解和析出过程使之细化分布均匀,在合适的成分比率时淬火未溶碳化物小于0.8 μm。而Mo（或 W）含量过高会导致碳化物颗粒粗化,V含量过高时出现少量的大块MC碳化物,使其不均匀性加重。该类钢在合适成分比率时回火硬度可达62～64 HRC。提高Mo含量有利于各种碳化物沉淀强化向中间温度靠近,明显提高回火硬度,最高硬度可达66.5 HRC。提高V含量会使沉淀析出的温度分散度加大,使回火硬度降低。     

基于计算机仿真的合金元素对工具钢碳化物析出行为的影响

使用Thermo-Calc软件热力学平衡计算的方法,研究了Cr、W、Mo、V合金元素对高碳合金工具钢中碳化物析出形为的影响规律。结果表明,钢基体中析出的碳化物类型主要为M23C6、M6C、M7C3和MC,四种碳化物析出温度高低顺序为:MCM6CM7C3M23C6。随Cr含量增加,M23C6、M7C3析出温度升高,M6C、MC析出温度基本不变,各温度下碳化物含量则呈线性增多的趋势。随W含量增加,M23C6、MC析出温度基本不变,M6C、M7C3析出温度升高;W对M23C6、MC含量影响很小,而M6C、M7C3含量则呈线性增多。随Mo含量增加,M23C6、MC、M7C3析出温度基本不变,M6C析出温度升高;各温度下M23C6、MC含量略有减少,M6C含量则线性增加,M7C3析出含量则明显减少。随V含量增加,M23C6、M7C3析出温度降低,M6C析出温度基本不变,MC析出温度升高;在各温度下,M23C6、M7C3碳化物析出量线性降低,而M6C、MC含量则线性增加。     

多类型超细碳化物DM7S钢的合金设计及其特性

根据碳化物随温度变化的规律,并结合热力学相平衡计算,设计的多类型碳化物DM7S钢在常规的热处理工艺条件下,碳化物具有超细化特性.DM7S钢以840℃退火,碳化物具有多种类型(M3C,M7C3,M23C6,M6C,MC).根据各种类型碳化物在奥氏体中溶解的热力学和动力学条件差异,淬火后保留不同类型和一定数量的细小碳化物,提高耐磨性能.DM7S钢1080℃以上淬火,500～560℃回火时出现二次硬化效应,最高硬度接近64HRC.     

一种中合金高碳钢的合金设计及试验

应用Fe-Cr-W-Mo-V-Si-Mn-Ni-C系相平衡热力学计算,根据Cr-W-Mo-V高碳合金钢中碳化物在不同退火温度下的变化规律,给出各温度下的钢中相结构和相成分;并根据不同奥氏体化温度下的基体成分,推导合适的热处理工艺,并预测淬火硬度和回火硬度,最终确定试验钢的最佳化学成分。结果表明,试验钢在830℃退火,析出碳化物由M23C6、M6C和MC三种类型组成,其尺寸为0.2~0.5μm;在880℃淬火,未溶碳化物平均尺寸0.33μm。该钢在890℃淬火硬度为65.8 HRC,240℃回火时硬度为62.4~63.8 HRC,具有较高的抗回火性。实践表明,高碳合金钢的合金设计计算与少量的试验结合可以达到预期的目的。     

825合金热挤压管中碳化物的析出及回溶行为

研究了825合金热挤压管中碳化物的时效析出及回溶行为.结果表明,在750～800℃时效时,沿晶界会大量析出M23C6型碳化物,造成晶界附近Cr元素贫化,从而显著降低该合金的抗晶间腐蚀能力;晶内则几乎不出现M23C6型碳化物.固溶热处理试验结果表明,M23C6碳化物的溶解温度为950～980℃.在该温度下固溶20 min以上,可将M23C6 型碳化物充分溶解,赋予合金良好的抗晶间腐蚀能力.     

高CoNi合金钢中二次碳化物的析出与转化

高CNi超高强度合金钢是典型的淬火回火马氏体钢,等温回火处理产生的针状合金碳化物沉淀即二次硬化反应使材料达到高的强韧性,针状合金碳化物M2C从马氏体基体α-Fe中以共格形态析出,该共格关系随过时效而失去回火温度较高时M2C转化为稳定的合金碳化物M23C6和M7C3。利用微衍射技术唯一地确定了可能的合金碳化物沉淀相的晶体结构。     

多类型超细碳化物冷作模具钢DM9热处理工艺研究

应用相平衡热力学计算和根据碳化物随温度变化规律，研制的冷作模具钢DM9，因存在多类型碳化物(M6C，M3C，M23C6、M7C3和MC)，在常规的锻轧加工和退火工艺条件下，碳化物颗粒具有超细化特征。该钢因不同类型碳化物晶体结构不同，溶解及析出长大的热力学和动力学差异，使淬火温度范围加宽，950℃淬火220℃回火或1100℃淬火560℃回火，硬度≥62HRC，并有较好的抗回火稳定性。     

热处理过程中高铝Ni3Al基合金的组织转变研究

对铸态及固溶态高铝Ni3Al基合金进行不同温度的热处理,并用扫描电镜对合金的组织转变进行观察.结果表明:当热处理温度为1220℃时,随MC11碳化物转变在M23C6碳化物周围产生γ′包膜,造成枝晶干γ/γ′两相区及β-NiAl相的减小;枝晶间富集元素的扩散也可引起单相γ′区的扩大及β-NiAl相的减小,但作用较小;当热处理温度为1260℃时,单相γ′区发生回溶减小,借此造成β-NiAl相及γ/γ′两相区显著扩大.     

Cr35Ni45钢高温长期服役过程中的组织演化规律分析

采用光学显微镜、XRD、扫描电镜和电子探针等手段对不同服役时间(原始态、服役1.5年及6年)Cr35Ni45型裂解炉管的组织形态及析出相演化规律进行系统分析。结果表明,原始铸态炉管的组织为奥氏体基体、长条状M7C3碳化物及鱼骨状NbC与基体的共晶体;高温长期服役过程中,M7C3发生向M23C6碳化物的转变,共晶碳化物NbC发生向铌镍硅化物或η相转变,同时,晶内析出大量弥散分布的颗粒状二次M23C6碳化物;随着高温服役时间的进一步延长,碳化物形态从原始的条状、鱼骨状向块状转变并逐渐连接成网,晶内析出的二次碳化物随服役时间的延长逐渐溶解合并,数量减少。造成Cr35Ni45钢高温长时服役过程中析出相结构及形貌变化的主要原因在于该钢1000℃左右的服役条件及高温下析出相的稳定性。     

3DAP研究高碳高合金钢深冷处理过程的C偏聚行为

将高碳高合金钢SDC99分别在1030℃奥氏体化30 min后油淬、在-196℃液氮中深冷处理8 h及210℃回火2 h.采用三维原子探针(3DAP)技术分析了淬火态、深冷态、回火态C原子的空间分布;用XRD研究了3种热处理状态下马氏体轴比、马氏体中含C量的变化;用SEM原位观察深冷前后碳化物的形貌.结果表明,C原子在深冷处理过程中偏聚于马氏体孪晶界,形成厚度为5~10 nm的偏聚区.210℃低温回火过程中,C进一步偏聚形成富C相或与合金原子形成M23C6型碳化物.     

反应堆压力容器用低合金钢平衡相热力学计算与分析

利用Thermo-calc热力学计算软件对反应堆压力容器用508-3和508-4N低合金钢的热力学平衡相进行计算和比较.结果表明:在ASME规定的回火温度范围内,508-3钢中的平衡相主要为两种M3C型碳化物(渗碳体和ξ-碳化物),508-4N钢中的平衡相为M23 C6型碳化物.根据平衡相在α-铁和γ-铁中的析出驱动力讨论了两种钢中平衡相的析出行为.利用TEM观察实际508-3钢和508-4N钢调质态样品的微观组织,衍射斑标定析出相分别为M3C和M23C6,与热力学计算结果相符合.     

回火时间对Fe-Cr-Ni-Mo高强钢碳化物演变及力学性能的影响

利用TEM和SEM研究了回火时间(10、20、40和120 min)对不同V含量(0、0.08%、0.14%,质量分数)Fe-Cr-Ni-Mo高强钢碳化物转变和力学性能的影响。结果表明,淬火态0V钢在马氏体板条间析出了少量的M7C3型碳化物,而含V钢中无碳化物析出,因此淬火态0V钢的强度最高(2060 MPa)。回火处理过程中,短时间(20 min)回火时,0V钢仅在板条间析出了M3C型碳化物,随着回火时间延长,M3C型碳化物逐渐转变为M23C6,这2种碳化物尺寸均较粗大(150~300 nm),对合金钢强度的贡献相对较弱,导致0V钢的强度逐渐下降,由回火20 min时的1197 MPa下降到回火120 min后的1088 MPa。加入V后,合金钢经短时间(20 min)回火后不仅在晶界析出M3C,还在晶内析出了数量较多的M2C,且尺寸细小(不大于80 nm),随着回火时间的延长,M3C逐渐分解并形成了数量较多的M6C和更稳定的MC,对合金钢的沉淀强化效果较强,且对塑韧性的影响相对较小。因此随着回火时间的延长,含V钢的强度基本保持不变,而塑韧性呈现增加的趋势,获得了良好的强韧性配合。     

高Cr铸造Ni基高温合金K4648的显微组织

真空感应熔炼高Cr铸造Ni基高温合金K4648,重熔浇注成等轴晶成形试棒.对薄截面试棒和厚截面中柱管浇道进行(1 180℃,4 h)固溶处理和(1 180℃,4 h)+(900℃,16 h)标准热处理.铸态和热处理态试样通过光学金相、定量金相、扫描电镜及能谱分析和X射线衍射分析确定合金中相的种类、形貌和成分.结果表明:K4648合金铸态组织中主要存在γ基体、初生α相和MC碳化物;初生α相是Ni、Mo和w在Cr中的过饱和固溶体,其中Ni含量(摩尔分数)可达30%以上,本研究中的α相可命名为α-(Cr,Ni):在0.2 N载荷下,该α相的维氏显微硬度值为6.3 GPa,是一种硬而脆的相;经(1 180℃,4 h)同溶处理,初生α相和MC碳化物都会回溶,并且转变为M23C6碳化物,M23C6碳化物比初生α相具有更高的Cr含量和更低的Ni含量.固溶处理后特别是在厚截面试样中还残存未转变的α相和MC碳化物.(1 180℃,4 h)+(900℃,16 h)标准热处理后,合金内部广泛析出片状次生α相和γ'-Ni3(Al,Ti,Nb)相,且在晶界区补充析出粒状M23C6碳化物,起到强化合金的作用.     

25-12型奥氏体耐热铸钢长期服役过程中碳化物的演变现象

N，Nb和RE微合金化的25－12型奥氏体耐热铸钢长期使用后，奥氏体中析出的二次碳化物数量明显增加，晶界附近无析出区现象逐渐消失；部分M23C6已转变为M6C，M6C总是与奥氏体基体以及二次碳化物M23C6保持[114]M6C//[110]A//[110]M23C6孪晶取向关系，探讨了合金元素及服役条件对碳化物演变的影响。