高温合金的化学成分

正高温合金要提高热强性,主要采用合金化强化,强化作用有强化固溶体、强化基体及强化晶界:加入的元素有:1)形成奥氏体的元素:Ni、Fe、Co、Mn;2)提高抗氧化、耐腐蚀性的元素:Cr、Al、Ti;3)固溶强化元素:W、Mo、Cr、N、Al;4)金属间化合物强化元素:Al、Ti、Nb、Ta、Hf。此外,W能大量进入γ′相,以增强γ′相的强化作用;5)碳化物强化元素:Cr、W、Mo、V、Nb、Ta、Hf、(N);     

高温合金的化学成分

正高温合金要提高热强性,主要采用合金化强化,强化作用有强化固溶体、强化基体及强化晶界,加入的元素有:(1)形成奥氏体的元素:Ni、Fe、Co、Mn;(2)提高抗氧化、耐腐蚀性的元素:Cr、Al、Ti;(3)固溶强化元素:W、Mo、Cr、N、Al;(4)金属间化合物强化元素:Al、Ti、Nb、Ta、Hf。此外,W能大量进入γ′相,以增强γ′相的强化作用;(5)碳化物强化元素:Cr、W、Mo、V、Nb、Ta、Hf、(N);     

合金化和热处理对难熔金属硅化物基合金组织和性能影响的研究现状

综述了合金化和热处理对硅化物基合金组织和性能的影响。在铌硅化物基合金中添加Mo，W或Al后，电弧熔炼态组织中的硅化物相为βNb5Si3；添加Cr或者V后，硅化物相为αNb5Si3：加入Ti后，硅化物相是Nb3Si。添加Ti，Hf和B可提高铌硅化物基合金的室温断裂韧性，添加W或Mo后合金的高温强度显著提高，而添加Cr，Al和Ti明显改善其高温抗氧化性能。在MoSi2中加入W，Nb和Ge等合金化元素后分别形成（Mo，W）Si2，（Mo，Nb）Si2或Mo（Si，Ge）2等硅化物，但在钼硅化物基合金中添加B后生成α—Mo，Mo3Si和T2相（MoSiB2），并且T2相所占的体积百分比与B的含量成正比。α-Mo相的含量对合金的断裂韧性和抗氧化性有重要影响。Nb或Mo的硅化物基合金的热处理温度都比较高，经过再结晶退火后合金中的组成相及其所占的体积百分比均发生变化，并且组织粗化，但分布更加均匀，从而对力学性能有显著的影响。     

Nb微合金化高Mo热作模具钢的热力学研究

利用Thermo-calc热力学计算软件和TCFE-3数据库,对含Nb高Mo热作模具钢成分进行了优化.探讨了Cr、Mo元素含量对富Cr的M23C6型碳化物固溶温度的影响,得到元素Cr、Mo合适的质量分数分别为4.0％和2.5％.此外,还讨论了元素Nb对(V、Nb)C型碳化物的固溶温度的影响趋势,当添加0.03％Nb时可将固溶温度由1150℃提高至1240℃.热力学计算显示钢中有大量的Mo2C型碳化物生成,计算结果同文献有良好的一致性.提出了质量分数为0.39C-0.6Si-0.4Mn-4.0Cr-2.5Mo-0.9V的热作模具钢具有高热疲劳寿命和抗回火软化能力及高温强度的潜力.     

TiAl基合金凝固过程的相选择问题分析

以Ti46Al7Nb2.5Vl.0Cr、Ti47Al7Nb2.5V1.0Cr、Ti48Al7Nb2.5Vl.0Cr、Ti48Al2Cr2Nb、Ti46Al和Ti46Al8Nb等Ti Al基合金为研究对象,进行深过冷非平衡凝固实验,对其显微组织和相组成进行了研究。结果表明,不同Al含量,以及Cr、Nb和V等β相稳定元素对Ti Al基合金具有重要影响。     

新型电磁搅拌用无磁钢

目前无磁辊的原设计材质是X5 NiCrTi26-15(西马克),属于德国牌号.国产牌号为GH2132,0 Cr15 Ni25 Ti2 MoAlVB.该成分的主要特点添加大量的稳定奥氏体化的元素Ni,来获得单相的奥氏体钢,使其具有低的磁导率. 本课题成分设计的目的是降低成本,同时获得要求的性能,如足够低的磁导率、较高的屈服强度和抗拉强度、合适的伸长率.要获得无磁钢,必须获得单相奥氏体.在此基础上,保证强度和合适的伸长率.稳定奥氏体的元素有Ni、Co、Mn、C、N等,不稳定奥氏体的元素有Ti、V、Mo、W、Cr、B、Nb等.非碳化物形成元素:Ni、Co、Al、Cu、Si、P、S等;碳化物形成元素有Ti、V、Cr、Mn、Fe、Nb、Mo、W等.在设计成分时,考虑用较便宜的奥氏体化元素如Mn、N等来降低或者替代Ni.当含Mn元素较高,奥氏体钢易发生形变诱导硬化,使其具有高的强度和韧性.另一方面,降低不稳定奥氏体化的元素,如Cr等.     

Nb对钠冷快堆包壳用15-15Ti奥氏体不锈钢组织和拉伸性能的影响

使用OM、SEM和TEM等方法研究了0~0.46wt.%Nb对固溶态和时效态15Cr-15Ni含Ti奥氏体不锈钢(15-15Ti)中析出相类型、形貌及其分布的影响。结果表明,Nb取代了(Ti,Mo)C相中部分Ti、Mo原子,在0.21wt.%Nb和0.46wt.%Nb合金中形成富Nb的(Nb,Ti)C相,而且Nb含量的增加使固溶态的奥氏体基体组织细化。在850 ℃时效1000h后,组织中有sigma相、MC碳化物析出,Nb的增加促进了 Nb、Mo元素在sigma相中的富集,促使sigma相更为细小、弥散析出。固溶态和时效态试样的室温、650 ℃拉伸结果表明,在0~0.46 wt.% Nb范围内,Nb含量的增加对固溶态合金室温和高温拉伸性能影响较小,而Nb促进析出的sigma相对时效态合金的拉伸性能影响较小。     

ICP-AES法测定气门座圈中合金元素的含量

采用ICP-AES法测定气门座圈中合金元素的含量,各元素分析谱线分别选择:谱线Mn 257.611 nm、谱线Cu 327.754nm、谱线Cr 267.716 nm、谱线Mo 202.030 nm、谱线V 292.464 nm、谱线W207.911 nm.通过测定AR20-1、AR20-2、AR20-3、AR20-4、AR20-5的光强值,得到含量与光强值的回归曲线,回归系数R分别为Mn 0.999 93、Cu 0.999 88、Cr 0.999 97、Mo0.999 99、V 0.999 99、Co 0.999 96、W 1.000 00.试验结果表明,ICP-等离子发射光谱仪同时测定合金铸铁中Mn、Cu、Cr、Mo、V、W、Co等元素的方法稳定、可靠、灵敏度高,分析结果误差符合国标要求.     

W和W-Mo对等离子烧结Nb/Nb5Si3复合材料显微组织的影响

利用等离子烧结(SPS)技术,对Nb-20Si,Nb-20Si-10W和Nb-20Si-10W-10Mo试样进行了烧结,主要研究了W和W-Mo对Nb/Nb5Si3复合材料显微组织的影响.利用扫描电镜(SEM)观察显微组织,X射线衍射仪(XRD)分析相组成,电子探针微观分析(EPMA)进行成分分析.结果表明:烧结样品相对密度达到99.59%;W可以很好地固溶在Nb/Nb5Si3复合材料中,且显微组织没有变化;W-Mo固溶后显微组织有明显变化,出现了单质Nb相,W和Mo复合固溶的Nb相固溶体,并且有部分Nb固溶在W相中,在Nb5Si3相中没有发现固溶现象.     

Al基五元高熵合金的热力学研究

高熵合金具有高硬度、高强度、良好的耐磨性以及耐腐蚀性等优异性能。高熵合金一般由5种或5种以上金属元素组成,不同金属元素可以提高合金内部混乱程度,形成具有简单晶格结构的固溶体相。Miedema理论和几何扩展模型可以计算多组元合金固溶状态的混合焓,而混合焓对高熵合金的固溶相的形成有重要影响。本文利用扩展Miedema理论计算Alx(CuMgSi-T)1-x (T=Ag, As, Au, B, Ba, Be, Bi, C, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg,In, Ir, K, La, Li, Mn, Mo, N, Na, Nb, Ni, Os, P, Pb, Pd, Pt, Rb, Re, Rh, Ru, Sb, Sc, Sn, Sr, Ta, Tc, Ti, Tl, V, W, Y, Zn, Zr)五元合金体系固溶状态的混合焓,用已有高熵合金混合焓和原子尺寸判据来预测了Alx(CuMgSi-T)1-x五元高熵合金的成分范围。计算结果表明,Alx(CuMgSi-T)1-x(T=Ag, As, Au, Cd, Co, Cr, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, Ir, Li, Mn, Mo, Nb,Ni, Os, Pd, Pt, Re, Rh, Ru, Sb, Sc, Sn, Ta, Tc, Ti, V, W, Zn, Zr)五元体系合金混合焓和原子尺寸方均差δ参数满足相关判据,易于形成五元高熵合金。采用混合焓和δ参数判据可以预测高熵合金的成分,为高熵合金设计提供较为精确的热力学数据。     

Nb对00Cr21Ni6Mn9N不锈钢显微组织和晶间腐蚀敏感性的影响

为了研究Nb对00Cr21Ni6Mn9N不锈钢固溶后显微组织和耐晶间腐蚀性能的影响,分别在950、1000、1050、1100、1150和1200 ℃对含Nb量(质量分数,下同)为0.057%和不含Nb的00Cr21Ni6Mn9N不锈钢进行1 h固溶处理,并观察其微观组织。结果表明,固溶温度在950~1200 ℃时,00Cr21Ni6Mn9N不锈钢的晶粒尺寸随着固溶温度的升高而增大,Nb的加入促进00Cr21Ni6Mn9N不锈钢中混晶组织的出现,提高其完全再结晶温度。不含Nb的试验钢在1000 ℃以上固溶后即可获得晶粒大小均匀的组织,而含0.057%Nb的试验钢则需要在1100 ℃以上才可以获得均匀组织,且其尺寸略大于无Nb钢在1000 ℃时完全再结晶的晶粒。随着固溶温度的升高和晶粒尺寸的长大,析出的Z相含量降低,晶粒界面能减小,在1150 ℃和1200 ℃固溶1 h后,Nb对晶粒的细化作用和温度升高造成的晶粒长大程度变得不再明显。两种成分的钢均具有较低的晶间腐蚀敏感性,含Nb量为0.057%的00Cr21Ni6Mn9N不锈钢其再活化率R_a值较不含Nb的钢进一步降低。     

高强耐火钢中合金元素在焊接热循环作用下的偏聚行为

焊接热循环中合金元素的偏聚行为决定了热影响区粗晶区(CGHAZ)组织的演变.采用原子探针层析成像技术测定了高强耐火钢在模拟焊接热循环后基体和晶界的合金元素浓度.定量分析了C、Mn、Cr、Mo、Nb、V、Ti等元素在原奥氏体晶界附近的浓度.根据富集因子计算结果,得出元素偏聚程度大小顺序为C>Ti>Mo>V>Nb>Mn>C...     

固溶渗氮对Cr18Mn21Mo2.5钢组织及性能的影响

目的 提高Cr18Mn21Mo2.5钢的耐蚀性和耐磨性。方法 使用中频感应炉炼制9种正交设计固溶渗氮用钢,通过正交试验的极差分析得出渗氮效率最高的实验用钢（Cr18Mn21Mo2.5钢）,采用高纯氮气在常压下对其进行固溶渗氮处理,同时对渗层的耐蚀性和耐磨性进行测试及机理分析。利用光学显微镜和XRD研究了Cr18Mn21Mo2.5钢及其渗氮层的显微组织及相组成,采用显微硬度测试仪对固溶渗氮后Cr18Mn21Mo2.5钢的硬度分布进行表征,采用电化学工作站及高速载流试验机进行耐蚀性及耐磨性研究。结果 在优化成分后炼制的Cr18Mn21Mo2.5钢具有良好的强度及韧性,对其在1200 ℃下固溶渗氮24 h可以制备出厚度高达1.4 mm的单一奥氏体渗层。渗氮后腐蚀电位提高,腐蚀电流降低。相比于未渗氮试样,渗氮（1200 ℃,24 h）后试样的阻抗弧半径由2500 Ω增大到8000 Ω,摩擦系数由0.33降低到0.28,磨损量从15.5 mg降低到8.7 mg。渗氮后Cr18Mn21Mo2.5钢的耐蚀性及耐磨性明显提高。结论 固溶渗氮后,N固溶到奥氏体晶格间隙中,固溶态的N促进钝化膜再构,同时N的固溶强化使材料表面硬度提高,渗氮层N含量的提高和渗层厚度的增加均有利于提高耐蚀性和耐磨性。     

淬火温度对铬钼马氏体耐磨钢组织和力学性能的影响

对含0.35％C、1.49％Si、1.64％Mn、1.66％Cr、0.34％Mo、0.12％V、0.025％Ti 和0.02％Nb(质量分数)的铬钼马氏体耐磨钢分别进行了 880、900和920℃油淬随后200℃回火.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、冲击试验机和电子探针等研究了淬火温度对钢的组织和力学性能的影响.结果表...     

合金元素在NbC/fcc-Fe界面的偏析行为和硼的影响

基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理方法,研究了Si、Ni、Mn、Cr、Mo在NbC/fcc-Fe界面的偏析行为,以及B对合金元素界面偏析行为的影响。结果表明,Cr和Mo可以稳定存在于界面和NbC中; Mo 更倾向于在界面和 NbC 中偏析; Ni和Mn在界面上有轻微的偏析倾向。另外,Mo 容易偏析到 NbC 中形成复合碳化物。当Mo/Nb含量比小于2/3时,(Nb, Mo)C复合碳化物更稳定,结合能更大,这应该与Mo和C、Fe之间的强电子相互作用有关。当 B 掺杂到界面时, Mo 和 Cr 向界面偏析的趋势被抑制。特别是B抑制了界面处Mo的偏析,从而提高了材料的耐蚀性。此外,B可使Ni、Mn趋于均匀分布在基体中。     

过渡金属元素在NbCr2 Laves相中晶格占位的第一性原理计算

采用全势线性缀加平面波方法和广义梯度近似对过渡金属元素V,Ti和W在C15结构的NbCr2 Laves相中的晶格占位进行了研究．计算结果表明,过渡族元素V,Ti和W在NbCr2中的晶格占位不尽相同．V优先占据NbCr2中Cr的晶格位置,W占据Cr的晶格位置的倾向很弱,而Ti优先占据Nb的晶格位置;生成热计算结果表明,当V占据NbCr2中Cr的晶格位置和Ti占据Nb的晶格位置时,可以使NbCr2Laves相更加稳定．结合电子结构计算结果对上述占位特性进行了讨论．     

一种β型Nb-Ti基合金的显微结构和机械性能

近年来 ,体心立方Nb -Ti固溶合金已成为中等温度结构件的候选材料。因为这些合金具有良好的综合性能 ,即高强度 (室温强度约 10 0 0MPa～ 12 0 0MPa)、高持久强度(70 4℃时强度仅下降约 3 5 % )、中等断裂韧性 (约 3 5MPam )和疲劳裂纹生长抗力。合金研究表明 ,一种多元体心立方固溶强化的Nb -3 5Ti -6Al -5Cr -8V -1W -0 5Mo -0 3Hf -0 5C合金在空气中于10 0 0℃以下是体心Nb -Ti基合金中强度最高的。但早期研究表明 ,多元合金具有VanGoghSky (VGS)型显微结构。所谓VGS结构表示形貌上与VanGoghSky油画相似 ,是铸造过程中显…     

Mn和W元素对4Cr2Mo2W2V模具钢热稳定性的影响

基于不同Mn和W含量的4Cr2Mo2W2V热锻模具钢的回火特性曲线,以及在620℃不同保温时间的力学性能,揭示了不同Mn和W含量下4Cr2Mo2W2V钢中碳化物的演变规律,并探讨其对该钢高温性能的影响。同时,结合Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程分析了合金元素Mn和W对回火稳定性动力学过程的影响。结果表明,Mn和W元素的增加使4Cr2Mo2W2V钢的二次硬化峰向右移动,热稳定实验与理论分析结果一致,Mn和W元素能有效抑制碳化物粗大,增强马氏体的抗回复能力。     

第三元素对TiAl基双相合金组织的影响

利用金相法测定了Ti_(50)Al_(48)M_2(M=Ti,V,Cr,Mn,Zr,Ga,Cu和Nb)中α?α+7相变温度以及不同温度固溶处理后初生γ相和层状区的体积百?含量,还根据透射电镜照片测定了部分Ti_(50)Al_(48)M_2合金中层状区内α_2相层片和γ相层片的厚度,用电子探针测定了合金元素Al,Cr,Mn和Nb在不同相中的分布这些结果可为合理选择合金化元素和热处理温度提供参考     

钢中元素对钢结构件热镀锌的影响

综述了热镀锌层组织形貌特点及生长动力学,以及钢中元素(C、Si、P、S、Mn、V、Nb、Ti、Al、Cr、Ni等)对Fe-Zn反应的影响。研究表明：热镀锌时,ζ相在Fe/Zn界面优先形核生长,δ相是紧随着ζ相在由Fe/ζ相界面上形成,而Γ相要经过一定时间的孕育期才形成.Fe-Zn合金相层的生长动力学符合经验公式d=Ctn.钢中元素C、Si或P均促进Fe-Zn反应,尤其以Si的影响最显著,S则无影响.钢中一定含量的合金元素Mn、Cr或Ni会促进镀层生长,而Ti、V或Nb对钢结构件热镀锌基本无影响.故对不同成分的钢材应采用不同的热镀锌工艺.