焊接热循环对Ni-Fe基合金高温力学性能的影响

采用焊接热模拟试验,分析了焊接热循环对一种700℃超超临界火电机组高温部件候选材料——Ni-Fe基高温合金组织和高温性能的影响.结果表明,焊接热循环过程使合金中γ'相以及MC碳化物大量固溶.700℃持久试验中HAZ试样在400 MPa的持久断裂时间低于母材,300和350 MPa的持久断裂时间与母材相当.随着持久试验进行,HAZ组织中的晶界逐渐析出M₂₃C₆,晶内重新析出大量γ'相,使HAZ的持久性能逐渐恢复.高温焊接热循环使MC发生部分溶解,为M₂₃C₆在后续持久试验时效中的析出提供了C元素.     

固溶温度对NF709奥氏体耐热钢微观组织和力学性能的影响

研究了固溶温度对固溶态和固溶+时效态NF709奥氏体耐热钢微观组织和力学性能的影响.结果表明,随固溶温度升高,钢中晶粒明显长大,一次析出相尺寸、数量均减小.700℃短时(＜300 h)时效处理,颗粒状M23C6相沿晶界析出,呈断续分布;超过1000 h时效后,M23C6相明显粗化,并沿晶界呈链状分布;随初始固溶温度升高,3000 h时效态试样晶内细小Z相和MX相的密度增加,尺寸变化不大.固溶温度对时效态试样的硬度和高温强度影响显著,1250℃固溶+700℃×3000 h时效态钢的高温(700 ℃)屈服强度达235 MPa,比1100℃固溶+700℃×3000 h时效态钢的强度(205 MPa)高出14.6％.晶界上M23C6相的粗化和晶内细小Z相、MX相的数量差别是造成这一性能差异的原因.     

镍基耐蚀825合金的组织特征及热力学计算

为了了解镍基耐蚀825合金的组织特征及平衡相的析出规律,采用扫描电镜(SEM)和热力学计算软件Thermo-Calc对其进行组织观察和模拟计算分析。结果表明,825合金原始轧态晶界无析出物,晶内有少许Ti的碳化物。750℃时效4h后晶界析出块状M23C6,980℃时效,MC相随时间增加而增多。825合金主要平衡相为γ′、α-Cr、MC、M23C6,Al、Cr、Ti、C分别提高γ′相、α-Cr相、MC相、M23C6相的开始析出温度和最大析出量。     

蒸汽轮机用Waspaloy叶片材料长期时效组织及力学性能

研究了Waspaloy合金在标准热处理状态下,700℃长期时效过程中的组织和力学性能变化。结果表明,长期时效过程中Waspaloy合金析出相主要为MC型碳化物,M23C6型碳化物和γ'相,时效过程中并未发现有害TCP相。M23C6型碳化物在晶界呈链状分布,长期时效过程中其大小、分布基本不变,稳定性良好;γ'相在时效100 h后充分析出,尺寸随时效时间延长而长大,γ'粗化规律符合L-S-W理论,5000 h时效后γ'相形貌仍然为球形。时效100 h合金强度有小幅上升,随后随时效时间延长合金强度变化不大。     

新型高温合金700℃时效组织及力学性能

利用微观组织分析和高温力学性能测试方法，研究了1种新型Ni—Cr—Co基高温合金在700℃长期时效过程中的组织稳定性及其一些力学性能。结果表明：试验合金在700℃时效过程中，析出物有MC，M23C6和γ’；晶内和晶界碳化物MC和M23C6的稳定性好，γ'的粗化为扩散控制的生长过程；在700℃时效初期，室温硬度变化小，随时效时间的增加而减小，这与γ'的粒度、形貌和分布有关；合金的高温拉伸强度和持久强度比Nimonic 263显著提高，且韧塑性好；试验合金在700℃具有稳定的显微组织和较高的高温力学性能。     

长期时效对Haynes 282耐热合金组织和力学性能的影响

研究了Haynes 282耐热合金700 ℃下经100、300、1000、3000 h时效处理后组织和力学性能的变化规律。结果表明：282合金主要析出相为M23C6、MC和γ￠相,700 ℃长期时效后,晶界M23C6型碳化物和晶内MC型碳化物发生长大,γ￠相随时效时间的延长长大缓慢。282合金冲击吸收能量随时效时间的延长逐渐下降,晶界链状分布的M23C6型碳化物是造成其冲击吸收能量下降的原因之一。282合金硬度随时效时间的增加而增加,时效过程中γ￠相的含量及尺寸变化对合金硬度影响较大。     

火力发电机高温部件用Ni-Fe基高温合金焊接组织与性能的计算机模拟

以火力发电机高温部件用Ni-Fe基高温合金为研究对象,通过计算机模拟和实际测量得到Ni-Fe基高温合金的焊接热循环曲线,研究了Ni-Fe基高温合金的焊接组织和力学性能。结果表明,Ni-Fe基高温合金经焊接热循环后,其γ'相组织数量减少,导致其力学性能相对于母材明显降低,在室温和高温下拉伸断口形貌均具有穿晶断裂特征。     

镍基合金的析出相及强化机制

用结构分析和性能测试方法,研究了2种镍基合金（617和625）的时效析出相及强化机制。结果表明：在760℃时效过程中,617和625合金均析出面心立方结构的M23C6碳化物和面心立方有序结构的γ′相,M23C6碳化物分布于晶界和晶内,γ′相分布于晶内。此外,625合金还析出体心四方结构的γ″相。2种合金的晶内析出相（M23C6和γ′）稳定性好,617合金的晶界析出相（M23C6）在760℃时效3000 h后聚集长大,仍为不连续分布,可阻碍晶界滑移;625合金的晶界相（γ″相）随760℃时效时间延长数量增多。M23C6作为时效态617合金的主要析出相,弥散分布于晶界和晶内,有利于析出强化,从而提高了617合金的强度和硬度。γ″相作为625合金中的强化相,γ″相与基体（γ）之间的点阵错配度大,共格应力导致的强化作用明显,导致时效态合金的高屈服强度和硬度。     

高温长期时效对Hastelloy C-276合金组织和力学性能的影响

对Hastelloy C-276合金在800℃进行了不同时间的时效处理,分析了其微观组织与力学性能的变化及高温拉伸的断裂机制。结果表明:Hastelloy C-276合金在800℃长期时效后的析出相为μ相和少量的M6C相。合金时效处理150 h后,晶界处开始有析出相产生;时效170 h后,晶界处出现连续的析出相并布满了整个晶界;时效310 h后,晶粒内部开始出现析出相,晶界处开始有少量析出相沿晶界向晶粒内部生长;时效510 h后,晶粒内部有大量的析出相出现;时效超过700 h后,晶粒内部的析出相开始聚集长大,几乎布满了整个晶粒。时效处理后的合金高温拉伸的断裂机制为微孔聚集型断裂。     

镍基合金617B的组织结构与力学性能稳定性

研究了镍基合金617B在700 ℃下时效10000 h过程组织结构与力学性能的稳定性。供货态镍基合金 617B晶内分布TiN,晶界分布M23C6。时效后晶内和晶界析出M23C6,晶内析出γ′相。整个时效过程合金析出相的分布形态和相组成未发生明显变化,γ′相与基体保持共格关系,硬度和强度保持良好的稳定性,时效10000 h后的时效态合金仍具有较高韧性。研究成果为今后我国700 ℃USC机组选材提供试验数据。     

固溶温度对铸造waspaloy合金组织的影响

研究了4种固溶温度:1000、1040和1080和1120℃×4 h,AC(空冷)+双时效(845℃×24 h/AC+760℃×16 h/AC)热处理制度对铸造waspaloy合金组织的影响。结果表明,铸态waspaloy合金组织由γ基体、团状γ'相和MC碳化物组成。固溶处理后,铸态γ'相溶解到基体中,并随固溶温度升高,铸态γ'相含量逐渐减少。当固溶温度大于1080℃时,枝晶形貌消失,铸态γ'相完全溶解;在随后845℃稳定化处理过程中,均匀细小的二次γ'相开始析出,MC碳化物开始分解,并在晶界处析出不连续的粒状M23C6碳化物;经过760℃时效处理后,更多均匀细小的二次γ'相析出并长大。最终确定铸造waspaloy合金的最佳固溶温度应大于1080℃,此时经时效后组织更加均匀一致。     

镍基Nimonic105合金的热处理工艺优化

研究了Nimonic105镍基合金的热处理工艺对合金室、高温力学性能的影响,发现只采用固溶处理(单固溶或双固溶)可有效提升Nimonic105合金的室温冲击韧性,且固溶处理后,冷速越快对合金韧性的提升越大。本文推荐Nimonic105合金的优化热处理工艺为1150℃×4 h,水冷+1065℃×2 h,水冷。结合力学性能和相分析结果可知,Nimonic105合金的γ'相可提高室、高温屈服强度;M23C6相仅能提高Nimonic105合金的高温抗拉强度和高温塑性,对Nimonic105合金的室温抗拉强度和室、高温屈服强度的影响不大,而且晶界大量析出的M23C6相是Nimonic105合金冲击韧性下降的主要原因。只进行双固溶处理后可获得12%的γ'相和2.5%的M23C6相,使得Nimonic105合金具有较好的室、高温强度和塑性,同时保证了其冲击韧性仍处于较高的水平。     

单级时效制度对7150铝合金组织和性能的影响

通过硬度测试、电导率测试、室温拉伸性能测试和显微组织观察(TEM),研究了7150铝合金在单级时效处理过程中时效温度和时效时间对其合金组织和性能的影响.结果表明,7150铝合金有很强的时效强化效应,时效初期,合金硬度迅速上升;单级时效处理的温度越高,合金达到峰时效所需的时间越短.120℃时效时,28 h合金达到硬度峰值;140℃时效时,合金12 h达到硬度峰值;合金在120℃和140℃时效时,过时效现象不明显;电导率随时效时间的延长而不断上升,时效温度越高,电导率的增长速率越快;120℃峰时效时合金基体内有大量细小相析出,晶界析出相呈连续分布;在120℃进行过时效处理,合金粗大析出相数量明显增加,晶界析出相呈不连续分布,但合金的硬度、抗拉强度和屈服强度下降不大,伸长率有所下降.     

Ni-Cr-Co基高温合金704℃和760℃时效组织稳定性

利用热力学计算、SEM、TEM和相分析研究了一种新型Ni-Cr-Co基高温合金在704℃和760℃长期时效至2000h后的组织变化。结果表明：该合金标准热处理态和在704℃长期时效后的析出相有MC，M23C6，M6C和γ，在760℃长期时效后还析出了η相。随时效时间增加，γ( η)及碳化物MC，M23C6和M6C的含量变化很小，化学组成稳定，但γ相粗化明显。该合金在760℃时效时，η相的析出随时效时间的增加而加剧，并且呈魏氏体分布。新合金在704℃长期时效时具有良好的组织稳定性，但在760℃时效时组织稳定性较差。     

过温服役条件下GH3625合金组织稳定性研究

采用SEM、EDS、XRD、万能拉伸试验机等手段,研究了750 ℃时效不同时间对GH3625合金管材组织及力学性能的影响。结果表明：固溶态的GH3625合金在750 ℃时效1000 h后主要析出MC、M6C、M23C6、??、?相。GH3625合金时效过程中的晶粒长大和晶界处相变行为以及Nb原子的溶质拖曳作用有密切的关系。固溶态的GH3625合金在750 ℃时效(0~1000 h范围内)后晶界宽度呈现出先增后减的趋势。GH3625合金时效前后,抗拉强度变化并不明显,屈服强度呈现出持续升高的趋势,但是合金的伸长率损失了62.55%,断裂模式从延性断裂转变为脆性断裂。     

预拉伸及蠕变时效处理对Al-Cu-Li-Sc合金组织与性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、显微硬度仪和拉伸试验等研究了预拉伸以及蠕变时效处理对Al-Cu-Li-Sc合金的微观组织演变以及力学性能的影响.结果 表明:时效前进行预拉伸处理能够促进合金中的T1相和θ'相的析出,抑制δ '和σ(Al5 Cu6 Mg2)相的析出,并能够减少晶界析出相数量和抑制无沉淀析出带(PFZ)的形成,从而提高合金强度.预拉伸处理后再进行蠕变时效处理能够进一步调控合金的时效析出行为,提升合金力学性能;合金的屈服强度、抗拉强度以及伸长率分别可达550 MPa、583 MPa以及14.1％.     

β时效对低膨胀高温合金GH783组织与性能的影响

用光学显微镜和扫描电镜观察和分析了β时效对GH783低膨胀高温合金组织的影响,测试了合金的力学性能.结果表明,GH783合金在845 ℃进行时效处理后晶界上分布着链状二次β相,合金由两种尺寸的γ'相组成;未进行β时效处理的合金只析出一种尺寸的γ'相,尺寸比较小.并且β时效处理的合金其抗拉强度和塑性、持久塑性明显优于未β时效处理合金.β相在提高合金强度的同时,可大幅度提高合金的塑性.     

热处理对一种镍基高温合金组织和持久性能的影响

研究1220℃×4h固溶+1150℃×4h时效+870℃×24h时效、1220℃×4h固溶+870℃×24h时效和直接进行1100℃×4h三种热处理制度对一种新型镍基高温合金组织和性能的影响.结果表明,这三种热处理制度都能明显提高合金在1100℃/40 MPa的持久寿命,分别将其由24h提高到65、64和53 h.合金的组织铸态由γ、γ'以及少量的MC碳化物和M382硼化物组成.γ'体积约占58％.合金经过固溶+二级时效的处理,MC碳化物主要以颗粒状分布在晶界.同时γ'分为两种尺寸和形态.经过高温固溶+时效热处理后,发生了MC向M23C6退化的反应,使合金的塑性降低.γ'形状为规则的立方体,且尺寸只有0.4 μm.直接1100℃时效也使合金析出两种尺寸和形态的γ',而且使碳化物变得细小.     

时效工艺对2099合金组织性能的影响

采用维氏(HV)硬度测试、力学性能测试、透射电镜(TEM)观察等技术手段,研究了双级时效工艺对2099合金组织性能的影响。结果显示,双级时效处理能够显著改善2099合金的综合力学性能指标,合金屈服强度和抗拉强度的增幅分别达144 MPa和98 MPa,而塑性降低0.6%。终时效温度由146℃升高到170℃,达到峰时效态的时间缩短24 h,综合强塑性指标波动较小。时效过程中析出相的演化规律为:预时效态,基体析出相以δ'相为主,T1相较少;峰时效态,以T1相为主,δ'相次之,θ'相很少;过时效态,T1相和δ'相略有粗化,且δ'相数量减少。     

热处理工艺对激光熔化沉积制造JBK-75合金组织及性能的影响

采用激光熔化沉积技术制备JBK-75合金,选取750℃直接时效和1180℃高温固溶+750℃时效两种不同热处理工艺路线,分析了其沉积态的显微结构,对比两种不同热处理态的组织和力学性能。结果表明,沉积态JBK-75合金组织表现为各向异性,存在柱状晶、胞状组织和Ti元素偏聚。直接时效处理JBK-75合金打印组织未发生溶解,打印组织对强化相(γ′相)的析出行为几乎没有影响,但是Ti元素的偏聚促进了晶界有害相(η相)的生成。高温固溶+时效处理JBK-75合金打印组织消失,获得细小均匀的γ晶粒且在晶界未发现η相。高温固溶+时效处理激光熔化沉积JBK-75合金表现出最佳的强塑性配比,抗拉强度为1055 MPa、屈服强度为679 MPa、断后伸长率为29%,达到锻件JBK-75合金热处理态力学性能水平。