GH105合金元素含量对析出相的影响

采用Thermo-Calc及JMatPro软件,对GH105合金在600~1 600℃的相图进行计算,并对C,Cr,Co,Mo,Zr,Ti,Al以及微量B对GH105合金主要析出相MC,M_(23)C_6,M3B2,μ,σ和γ′的影响进行探究。结果表明:C的增加提高了M_(23)C_6和MC相的析出量和M_(23)C_6相的析出温度,降低了σ相的析出量和析出温度,同时μ相的析出温度明显下降;Cr的增加显著提高了σ相的析出量和析出温度;Co的增加提高了μ相和σ相的析出量和析出温度,降低了M_(23)C_6相的析出量和析出温度;Mo的增加显著提高了μ相和σ相的析出量和析出温度;Zr的增加提高了σ相的析出量和析出温度,提高了MC相的析出量,降低了M_(23)C_6相的析出量和析出温度;B的增加显著提高了M3B2相的析出量;Al,Ti和m(Al)∶m(Ti)的增加,提高了γ′相的析出量,其中Al和m(Al)∶m(Ti)相的增加还提高了γ′相的析出温度。     

Al,Ti,Nb,Mo含量对新型Ni-25Cr-20Co镍基合金中γ'和η析出相的影响

利用热力学计算软件Thermo-Calc分析了新型Ni-25 Cr-20Co镍基高温合金(/％:0.03C、25Cr、20Co、0.50Mo、1.38Al、1.38Ti、1.50Nb、余Ni)中可能的平衡析出相,得出该合金的平衡状态图和Al、Ti、Nb、Mo含量(分别为0.5％ ～2.5％)对γ’和η相析出行为的影响.结果表明,增加Al、Ti和Nb的含量可以提高γ '相的析出量,但Ti和Nb会促进η相的析出并扩大其析出温度范围,Co和Mo对两种析出相的影响较少.     

GH4199镍基高温合金的析出相分析研究

采用物理化学相分析方法对GH4199镍基变形高温合金不同成分的板材和棒材的析出相进行了定性、定量分析。详细研究了各种析出相的分离、分析方法,实现了M6C和W-Mo固溶体的分离与定量测定。研究表明,标准热处理试样主要析出相为γ′,M6C和W-Mo固溶体,经800℃长期时效后,大量的μ相生成,同时还析出较多的富铬相,如:M23C6,σ和α-Cr。同时探讨了不同C,Al,Ti含量对合金析出相析出量的影响规律,发现随C含量增加,M6C含量也逐渐增加,而Al,Ti含量增加也会导致γ′明显增加。微量元素Mg主要分布在     

700℃以上超超临界电站锅炉过热器管材用典型镍基合金的平衡析出相规律

利用热力学计算软件Thermo-Calc及镍基合金数据库,计算了三种700℃以上超超临界电站用过热器管道材料Inconel740、Inconel617和GH2984合金的热力学平衡相图,并对比了三种材料主要析出相的析出行为.计算结果表明:三种合金主要的析出相包括γ、γ'、碳化物、σ、η、δ、μ及α-Cr等,凝固过程中Mo、Nb和Ti元素偏析严重,会降低合金的初熔点,因此后期均匀化退火处理十分重要.另一方面,750℃时Inconel740合金γ'相析出量大于另外两种合金,并且Al和Ti含量对γ'相和η相析出行为有较大影响.碳化物的计算表明,Inconel617合金一次碳化物与另两种合金不同,并且其二次碳化物的析出温度范围最大.GH2984合金中Fe含量较大时会导致σ相出现,对合金的性能产生不利影响.      

镍基高温合金GH4706析出相的热力学计算与分析

应用Thermo-Calc热力学计算软件,模拟元素含量及热处理温度对镍基高温合金GH4706平衡相析出规律的影响。结果表明:平衡析出相的种类和析出温度范围与微观组织观测和差热分析的实验结果基本一致。MC碳化物的初始析出温度随Nb、Ti含量增加而降低,而析出量主要受C含量影响;η相初始析出温度与析出量随Ti含量增加而增大,受Nb、Fe影响较小;γ'相初始析出温度与析出量随Al含量增加而升高,受Ti、Nb含量影响较小;合金凝固过程中Nb、Ti会产生显著正偏析,Cr产生负偏析;Nb、Ti含量增加提高合金初熔点,降低合金的终熔点,使凝固温度范围变窄。     

镍基耐蚀合金C-276平衡析出相的热力学计算

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对C-276合金(%:≤0.01C、14.5～16.5Cr、15.0～17.0Mo、≤2.5Co、3.0～4.5W、4.0～7.0Fe、余Ni)平衡析出相γ、M₆C、P、μ和非平衡凝固进行了模拟计算分析。结果表明,合金凝固过程中Mo、Cr偏析比较严重;随合金中Cr含量增加,基体γ相中Cr含量明显增加,而γ相中Mo含量明显降低;但合金中Mo含量的变化对γ相中Mo、Cr含量几乎没有影响,因合金初始Cr、Mo含量的提高增加了P相析出量,P相中主要元素为Mo,P相的增加减少基体γ相中的Mo含量。     

GH118合金中б相的析出与控制

本文研究了难变形GH118合金中σ相的析出、溶解规律以及合金元素、合金平均电子空位数对σ相析出的影响及控制。结果指出σ相以针状或魏氏体组织析出,与基体有严格的位向关系。其析出温度范围为750～950℃,850～880℃为析出峰。1000℃保温1～3 h,σ相可以全部溶解。 主要合金元素Cr、Co、Al、Ti、Mo和C对σ相析出有不同程度的影响,其中以Al、Ti和Cr的影响为最大。合金的平均电子空位数综合了各元素的复杂影响。试验结果指出,在σ相开始析出时间与合金平均电子空位数之间存在如下对数函数关系:     

铸造镍基合金CW12MW与CW6MC平衡凝固及析出热力学模拟

利用Thermo-Calc(TC)热力学计算软件以及专业的TCNI10镍基数据库，针对铸造镍基合金CW12MW与CW6MC平衡凝固与冷却过程的相变路径以及两种材质的主要合金元素，对各自平衡体系的垂直截面相图的影响分别展开计算分析。计算结果表明：铸造镍基合金CW12MW平衡凝固及冷却过程的相变路径依次为：L→L+γ→L+γ+M₆C→γ+M₆C→γ+M₆C+σ→γ+M₆C+σ+M₂₃C₆→γ+M₆C+σ+M₂₃C₆+μ→γ+σ+M₂₃C₆+μ，其平衡转变过程中析出主要的金属间相为σ相与μ相，最大相摩尔分数分别为0.27与0.003 7,Cr、Mo及W元素主要促进σ及μ相的形成与稳定；铸造镍基合金CW6MC平衡凝固及冷却过程的相变路径依次为：L→L+γ→L+γ+γ′-Ni₃(Al,Ti)→γ+γ′-Ni₃(Al...     

W,Mo含量对700℃叶片用GY200镍基合金析出相及性能的影响

通过调整GY200型镍基高温合金中W,Mo的含量配比,设计了6种不同成分的合金。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、相分析等手段,研究W,Mo含量对GY200合金的析出相及性能的影响。结果表明合金强度随W,Mo含量增加而提高,塑韧性稍微有所下降,Mo,W总添加量达到一定时,强度不随合金元素添加量的变化而发生改变。W,Mo含量增加,合金在700℃下的强度增加,W添加量大于4%会恶化合金高温塑性。W,Mo含量的增加,γ',MC相含量增加,当W+Mo总量添加达到6%时,γ'含量不随W,Mo继续增加而变化。W,Mo原子进入γ'相中替代了Ni原子,W添加量在8%以内,进入γ'中的W占加入W的总质量分数维持在20%~30%之间;W,Mo添加对M23C6析出产生不同影响,未添加Mo的合金,W含量在4%以内,M23C6型碳化物析出数量较稳定,进一步提高W含量,析出减少。添加Mo后,W的添加量从2%提高到4%时,M23C6含量会急剧降低。     

0Cr20Ni65Ti3AlNb合金平衡析出相热力学计算

利用JMatPro热力学计算软件,对0Cr20Ni65Ti3AlNb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：合金的主要平衡析出相有γ相、γ′相、MC和M₂₃C₆型碳化物相、η相,合金的非平衡凝固过程中Nb、Ti元素偏析比较严重,会降低合金的初、终熔点;Al含量对γ′相析出温度和析出量影响最大;C是MC和M₂₃C₆型碳化物相主要形成元素,对其析出温度和析出量起决定作用;η相的开始析出温度和析出量主要受Ti含量影响,过多的η相析出会影响合金的机械性能,因此,在成分设计过程中需合理控制合金的Ti含量。     

2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中析出相的热力学计算与试验分析

 利用Thermo-Calc热力学软件计算了2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中各个元素在成分范围内均为中值时的平衡相图,同时计算了2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中碳、铬、钼、铌、氮元素含量变化时的平衡相图,以此分析钢中主要平衡析出相和合金元素含量对析出相析出行为的影响。为验证热力学计算的可靠性,采用XRD、SEM及TEM等分析方法对热处理后的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中析出相类型进行了试验验证。结果表明,钢中的平衡析出相为MX相、M₂₃C₆、M₆C、Z相和Laves相。在热力学平衡条件下,MX相在850 ℃转化为Z相,M₆C在787 ℃转化为Laves相。但是在实际热处理过程,由于保温时间较短且冷却速度较快,上述转化过程不会发生,所以钢中主要析出相为MX相、M₂₃C₆和M₆C。平衡析出相种类与相分析的试验结果基本一致。MX相存在大尺寸的一次MX相和细小弥散的MX相,MX相主要受铌、氮元素影响,其析出量随氮含量升高而升高,析出温度随铌含量升高而升高;M₂₃C₆相的析出温度随碳含量增加而升高,析出量也随之升高;M₆C的析出温度随铬含量增加而降低,随钼含量增加而升高;在成分范围内,元素控制原则为增加碳含量以增加M₂₃C₆的析出强化作用,减少铬含量以避免热加工时进入δ-Fe相区,减少钼含量以降低Laves相析出倾向,减少铌含量以降低一次MX相的析出温度,氮含量需要采取中间量以减少一次MX相析出,增加低温阶段细小弥散的MX相析出。     

镁对GH3625合金一次碳化物析出的影响

 GH3625合金中碳的质量分数约为0.05%,由于含有较高的铌、钼和铬元素,合金中会形成 MC型、M₆C型和M₂₃C₆型碳化物,在冶炼凝固过程中由于选分结晶的原因,易产生碳化物偏聚问题。因为碳化物回溶温度偏高,在其可锻温度区间内很难消除,所以会导致合金棒材中存在碳化物条带状聚集的问题,对其服役性能影响较大。利用Thermal-calc热力学软件计算分析了GH3625合金平衡析出相及一次碳化物的析出规律,利用金相显微镜、扫描电镜等研究了镁对GH3625合金一次碳化物形貌、尺寸及分布的影响。结果表明,GH3625合金的基体为单一的奥氏体相,MC型碳化物作为一种高温析出相,直接从液相析出,其富含铌元素,其次还有少量的钛、钼等元素。而随着凝固温度的降低,铌质量分数逐渐升高;未加镁时,GH3625合金在二次枝晶间析出了大量长条状的一次碳化物,其平均直径和面积较大;加入质量分数为0.014%的镁后,镁通过改变碳化物相与基体相的比界面能关系,不仅有效地改善了合金枝晶间和晶界碳化物的分布及形貌,还减小了一次碳化物的尺寸;当镁质量分数增加到0.037%时,一次碳化物分布更加均匀弥散,此时镁细化、球化碳化物的效果最好;同时,试验合金在水冷和空冷的条件下,由于冷却速率比炉冷时更大,一次碳化物析出尺寸也相对更细小。     

Phase precipitation and segregation behavior of nickel based superalloy GH4151

The element segregation behavior, as cast microstructure characteristics and precipitation phase types of GH4151 alloy were studied by electron probe microanalysis (EPMA), field emission scanning electron microscopy (SEM) and differential thermal analysis (DTA), and the solidification process of the alloy was discussed. During the solidification of GH4151 alloy, element W is segregated to the dendrite cores, elements Mo, Nb and Ti are segregated to the interdendritic regions, and elements Co, Cr, Al are not segregated, elements Nb and Ti are biased more heavily. The core of GH4151 ingot is coarse equiaxed grains, whose main precipitated phases include γ′, MC carbide, η phase, (γ+γ′) eutectic phase and Laves phase. At the end of solidification, low temperature brittle phases such as η phase, (γ+γ′) eutectic phase and Laves phase are formed, which enlarge the solidification range and increase the hot cracking sensitivity of the alloy.     

镍基高温合金GH4151的偏析及相析出行为

摘要：利用电子探针(EPMA)、场发射扫描电镜（SEM）及差热分析（DTA）研究了GH4151合金的元素偏析行为、铸态组织特征以及析出相种类,并对合金凝固过程进行讨论。结果表明：GH4151合金凝固过程中,W元素偏聚于枝晶干,Mo、Nb、Ti元素偏聚于枝晶间,Co、Cr、Al元素几乎不发生偏析,Nb、Ti元素偏析较重。GH4151铸锭心部为粗大的等轴晶,主要析出相包括强化相γ′相、一次碳化物、η相、（γ+γ′）共晶相以及Laves相,其中枝晶间分布的η相、（γ+γ′）共晶相和Laves相为低温脆性相在凝固末期形成,扩大了合金的凝固区间,从而导致合金热裂敏感性增加。     

铁-镍-钴-基3种高温合金的恒温氧化行为

研究了铁基合金GH1140(%:0.08C、21.60Cr、37.42Ni、2.31 Mo、1.63W、0.44Al、0.91Ti)、镍基合金GH4098(%:0.02C、18.52Cr、5.92Co、5.81W、3.96Mo、2.74Al、1.19Ti、0.10Fe)和钴基合金GH5605(%:0.10C、19.92Cr、10.55Ni、15.16W、1.77Mn、0.52Fe)在750～950℃100h的静态氧化行为。结果表明,在750～900℃,3种合金中GH4098抗氧化性最佳,GH1140最弱;950℃,GH5605抗氧化性最佳,GH1140最弱。GH1140的氧化膜组成主要为Cr₂O₃+少量(Fe+2Cr₂O₄),GH4098为(Cr₂O₃+NiCr₂O₄)+少量NiO,GH5605为Cr₂O₃+Co₃W+ CrMn₂O₄。     

Cr20Ni32AlTi合金平衡相的热力学模拟计算与分析

通过热力学计算软件Thermo-Calc与相应的Ni基数据库,进行了耐热耐蚀合金Cr20Ni32A1Ti(％:0.10C、0.83Mn、0.56Si、＜0.005P、0.013S、20.89Cr、32.60Ni、0.26A1、0.39Ti、0.009 0N、0.076Cu)化学成分对主要析出相影响的研究,并分析了合金成分对合金初熔点和终熔点的影响.通过SEM、TEM和X射线能谱法对Cr20Ni32AlTi合金的组织和析出相成分进行了实验研究.结果表明,Cr20Ni32AlTi合金的主要析出相为M23C6和M(CN)碳化物,C含量(0.02％～0.10％)显著影响M23C6碳化物的析出量和开始析出温度;Cr含量(20％～22％)和C含量均影响合金的初熔点和终熔点.     

9Cr18Mo马氏体不锈钢的平衡相热力学计算

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对9Cr18Mo马氏体不锈钢(%:0.95～1.10C、16.0～18.0Cr、0.4～0.7Mo)平衡析出相M₂₃C₆和铁素体以及非平衡凝固进行了模拟计算分析。结果表明,凝固时9Cr18Mo钢中C、Cr、Mo和Fe偏析都比较严重;C和Cr含量对M23C6析出量以及M₂₃C₆与基体中的Cr、Fe含量有一定的影响;而Mo含量的变化仅对M₂₃C₆析出量以及M₂₃C₆所含Cr、Mo元素有所影响。     

Ni30Cr20合金中氮化钛的析出行为

试验用Ni30Cr20合金(/%:0.035～0.045C、0.28～0.30Si、0.73～0.75Mn、0.005～0.007P、0.001～0.002S、19.40～19.93Cr、29.75～30.35Ni、0.30～0.36Al、0.03～0.88 Ti、0.005 7～0.020 5N)由150 kg真空感应炉熔炼,铸锭尺寸(mm)120×230×500。对Ni30Cr20合金凝固过程中TiN析出的热力学条件进行了计算,并利用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪分析了该合金铸锭试样中TiN的数量、尺寸和分布。结果表明,部分氮化钛在液相合金中已有析出,包括含芯和不含芯两种类型的TiN,其中含芯TiN的核心主要是MgO·Al₂O₃、MgO和TiO₂等。在铸锭试样中,TiN的数量从边部到中心逐渐减少,尺寸却逐渐增大。计算结果表明,控制合金的氮钛积低于3.70×10^-4,有利于控制TiN的析出数量和尺寸,而降低合金中的氮含量是降低氮化钛析出数量和尺寸的有效措施。