INCONEL 617 合金的高温时效析出相

INCONEL 617合金（简称617合金）具有较好的高温强度、塑性以及良好的抗氧化、抗腐蚀性能,故可作为超超临界机组耐高温候选材料。为进一步了解617合金长期高温时效后的析出相及其组织结构,在760 ℃下对该合金进行长达10 000 h的时效试验,借助扫描电镜和透射电镜等分析设备研究 617合金高温时效处理（简称时效）后的析出相。结果表明：在760 ℃时效10 000 h过程中, 617合金析出面心立方结构的M₂₃C₆、M₆C碳化物和面心立方有序结构的γ′相,γ′相分布于晶内,M₂₃C₆和M₆C碳化物在晶界和晶内均有析出;整个时效过程晶内析出相基本稳定;时效300~3 000 h过程中,晶界析出相均呈不连续分布,时效至5 000 h,晶界碳化物聚集且连续分布,晶界M₆C碳化物数量明显增多;时效300 h后硬度明显升高,时效1 000 h后硬度达到最大值,时效5 000 h后硬度有一定幅度降低。     

国产TP310HCbN钢在高温应力下的组织结构

为探讨TP310HCbN的强化机理和失效原因,借助透射电镜和扫描电镜对国产TP310HCbN钢在高温应力作用下的组织结构进行研究。结果表明：经高温应力作用,晶内析出面心立方结构的M₂₃C₆碳化物和简单四方结构的NbCrN,晶界也析出M₂₃C₆碳化物,长时间试验条件下M₂₃C₆上析出σ相;高温应力下析出的M₂₃C₆和NbCrN提高了TP310HCbN钢持久断裂试样的硬度;晶内和晶界析出的M₂₃C₆碳化物的晶格常数均为基体的3倍,并与基体保持完全共格关系;随着试验时间延长,M₂₃C₆碳化物数量增多。对于国产TP310HCbN钢,在运行环境下需关注σ相和碳化物的分布、尺寸及其数量。     

700℃超超临界机组用Alloy 617 mod时效析出相

研究了Alloy 617 mod在750℃下时效3 000 h过程的析出相种类及其对室温硬度和冲击性能的影响。Alloy 617mod时效后析出M23C6碳化物和?'相。随时效时间延长,晶内、晶界析出物数量增多,晶界碳化物尺寸和分布无明显变化。经300 h时效后,M23C6和?'相产生析出强化,提高了合金硬度。晶界碳化物导致界面结合强度降低,晶界成为裂纹的发源地,引起冲击吸收能量降低。时效过程?'相与基体相保持共格关系,产生共格应力,有利于硬度提高;同时?'相析出强化使晶界附近难以协调塑性变形,易导致开裂,也引起冲击吸收能量降低。时效300~3 000 h过程的时效态Alloy 617 mod硬度和冲击吸收能量分别为207~214 HB和75~83 J,具有良好的稳定性。     

617合金760℃时效组织结构及力学性能分析

研究了617合金在760℃时效过程中组织结构变化及其对力学性能的影响。结果表明,合金在760℃时效过程中,析出相有M23C6碳化物和γ′-Ni3(Al,Ti);γ′分布于晶内,M23C6分布于晶内和晶界。整个时效过程中,晶内γ′和M23C6稳定性好。晶界M23C6碳化物在时效初期(≤1000h)稳定性好。合金时效300h后,硬度和强度明显增大;时效1000h后达到最大值,这是晶界、晶内协调强化的结果;时效3000h后,晶界M23C6颗粒聚集长大,弱化了晶界强化和Mo的固溶强化作用,从而降低了强度和硬度。时效后,室温冲击吸收能量和断后伸长率明显降低是由于晶界析出M23C6碳化物弱化界面结合强度。     

360°风作用下线条风荷载分配系数特性

线条风荷载的准确计算是输电杆塔设计的关键一步,角度风荷载分配系数的选取是否合理将直接影响到设计指标的合理性。对常规线条风荷载（0.5Φ₁=0.5Φ₂=0）的计算原理进行梳理和分析,得到了0~90°范围内的角度风荷载分配系数。同时,通过对风向角θ和线路转角Φ的剖析,推导了线路前后侧360°风吹时的线条角度风荷载分配系数计算公式,并给出了前后侧挡距不同分配比例（0.5Φ₁=0.5Φ₂,0.5L₁∶0.5L₂=5∶5、4∶6、3∶7）时的线条角度风荷载分配系数,分析了分配系数的特点,并进行了对比研究。研究结果揭示了线条角度风荷载分配系数的特点,可作为输电杆塔抗风设计的一种参考。     

先进超超临界机组用Inconel740合金的组织稳定性研究

采用SEM、FEG-SEM、TEM和EDS等测试方法研究一种先进超超临界机组用新型高温合金Inconel 740在固溶处理、沉淀硬化处理和750℃时效3 000 h过程中的组织稳定性.结果表明,固溶处理状态下的Inconel 740组织晶粒度3～4级,一些颗粒尺寸大的一次(Nb、Ti)C和TiN弥散分布于γ基体上,γ'相形核于晶内;沉淀硬化处理主要在晶内共格析出γ'相,在晶界析出大量的M23C6和少量的G相;750℃长期时效条件下,γ'相发生Ostwald熟化,颗粒粗化,γ晶界逐渐被G相占据,并且时效300 h时在晶界附近开始析出针状的η相,随时效的持续,η相长大并趋向于呈现魏氏组织形态.Inconel740的组织稳定性有待于进一步改善.     

Incoloy 800H合金在模拟服役条件试验过程中的性能与组织演化研究

利用模拟试验台对Incoloy 800H合金传热管在温度675 ℃、管内7 MPa高压蒸汽、管外微正压氦气保护环境下进行了20 000 h的试验,研究了微观组织演化及力学性能变化规律。结果表明:试验后Incoloy 800H合金具有良好拉伸性能,室温拉伸性能均满足《蒸汽发生器用Incoloy 800H管材技术要求》对新管的要求;且随试验时间的延长,抗拉强度、规定塑性延伸强度和维氏硬度均呈先上升后稳定的趋势,老化20 000 h后,3项指标较供货态分别上升了13.6%、7.9%和17.7%;析出相为晶界、晶内的M23C6型碳化物和晶内的二次Ti(C,N)相,且随着试验时间的延长,晶界不连续颗粒状M23C6碳化物尺寸增大;晶内弥散分布的M23C6和二次Ti(C,N),在5 000 h之前其尺寸随服役时间延长而增大,5 000 h时M23C6和二次Ti(C,N)的尺寸分别为230~320 nm和350 nm,之后两者尺寸基本稳定,未发现σ相和G相等有害相。Incoloy 800H合金的抗蒸汽氧化性能较好,氧化皮剥落风险较小。     

12Cr1MoV钢长期运行过程中组织与合金元素的变化研究

采用扫描电镜与电子探针对运行的12Cr1MoV钢组织与合金元素的变化进行了研究.发现随运行时间增加,12Cr1MoV钢晶粒产生了粗化,析出碳化物数量也随之增多;Cr元素在碳化物中的析出程度较严重,在运行5×104h后可见在晶界的析出,随运行时间的增加析出程度更加明显,运行10×104h后可见在晶内析出;Mo元素也有在晶界的析出,但并不明显,析出发生在运行10×104h后;V元素含量变化不明显,比较稳定;合金元素含量的变化主要发生在珠光体和碳化物中,铁素体组织中各种合金元素的含量基本保持不变.     

700℃先进超超临界机组过/再热器材料C-HRA-1合金组织稳定性研究

研制了可工业化规模生产的700℃先进超超临界机组过/再热器用C-HRA-1镍基合金管材。采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析手段,结合热力学计算,研究了C-HRA-1合金在750℃和800℃长期时效处理过程中的组织稳定性。结果表明:C-HRA-1合金管材经固溶处理后冷轧态发生完全再结晶,没有明显析出相;经800℃/12h/AC时效硬化处理后,基体上弥散分布着细小球状的γ′相,且基体中析出少量粒状MC,晶界和孪晶界析出断链状M23C6,M23C6在800℃长期时效处理中逐渐向基体溶解;750℃和800℃长期时效处理过程中,γ′相逐渐粗化并由球形趋向立方状,与时效时间相比,时效温度对γ′相粗化的影响更为显著;750℃和800℃长期时效处理过程中没有发现有害相析出,说明C-HRA-1合金管材在750℃和800℃下具有良好的组织稳定性。     

新型耐热钢HR3C在超超临界机组高温服役、25000h后的性能研究

通过对材料性能、金相、扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）、能谱（energy disper sespectrum,EDS）、氧化皮、碳化物萃取、透射电镜（transmission electron microscope,TEM）等的分析,对在超超临界机组运行5400和25000h的新型奥氏体耐热钢HR3C进行老化研究,经研究表明HR3C运行25000h后性能的变化主要表现为向火侧室温抗拉强度上升4％,屈服强度下降10％;650℃拉伸性能略有下降;压扁时有脆化,硬度明显提高,表明已发生时效强化;内外壁氧化皮形成致密的Cr2O3层;组织无明显老化,析出物主要为Z相、M23C6和M6C型,碳化物沿晶界较明显析出;运行25000h后析出的碳化物中M6C和M23C6含量明显高于运行5400h后析出的含量,表明已有M23C6型碳化物向M6C型碳化物过渡。     

Microstructures of Impurity Precipitates in Sintered Alumina used as a Crucible to Anneal Lead Titanate

Impurity precipitates at grain boundaries in sintered alumina were characterized with a scanning electron microscope (SEM) and a transmission electron microscope(TEM) and by energy dispersion analysis of X-ray (EDX). Spherical and cylindrical impurity precipitates were found at grain boundaries in the alumina obtained after annealing 1700°C-sintered alumina at 1000°C. On the other hand, filmy precipitates of an amorphous phase about 2.5 nm in thickness were found at grain boundaries in the alumina quenched to room temperature from 1700°C. The EDX data indicated that the elements of impurity precipitates contained Na, Ca, Al, and Si. The formation mechanisms of the spherical and cylindrical precipitates and the reaction between the precipitates and PbTiO₃ were briefly discussed.     

长时高温运行后12%Cr钢高温螺栓微观组织分析

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段考察了不同运行阶段12%Cr钢高温螺栓的微观组织变化。经与新螺栓对比,结果表明受检螺栓的组织中,局部区域δ铁素体含量超过10%。螺栓运行6万h后,其金相组织逐渐老化,碳化物沿δ铁素体边界析出,合金元素开始向碳化物迁移,材料进入老化初期;运行35万h后,碳化物颗粒粗化更加明显,沿δ铁素体边界已形成粗大的碳化物链,合金元素向碳化物中迁移严重,材料进入老化后期。     

Pb-Ca-Sn-Al合金显微结构的研究

利用偏光显微技术、扫描电镜技术和电子能谱技术,研究了不同成分Pb-Ca-Sn-Al合金的金相组织结构,发现铅钙合金的晶粒结构与合金成分紧密相关,高钙低锡合金的晶粒较细,并且析出不少金属间化合物,低钙高锡合金的晶粒粗大,其变化与钙锡比值有递变的规律.     

连续铸造Cu-Cr-Zr合金的时效动力学分析

对经过连续铸造、固溶和冷拉拔的Cu-0.85Cr-0.15Zr合金进行时效处理,研究了时效处理工艺对该合金性能的影响,并对该合金的时效动力学进行了分析。结果表明:Cu-0.85Cr-0.15Zr合金经450℃/3 h时效处理后可以获得较好的综合性能,合金的显微硬度与导电率分别达到237 HV和70.5%IACS。采用相变动力学Avrami经验方程来描述Cu-Cr-Zr合金的时效过程,得到450℃时效时合金的时效动力学方程为f=1-exp(-0.0063t0.802 5),并作出了合金时效时的等温转变动力学"S"曲线。     

20号钢管材在高温时效过程中组织演变研究

针对石化装置中压力容器管线、蒸汽管道常用的20号钢,采用加速时效方法模拟了其组织状态的变化。研究结果表明,20号钢在加速时效过程中以珠光体球化、碳化物晶界析出为主要显微组织演变特征。初步建立了20号钢在加速时效过程中碳化物和晶粒长大的动力学方程。     

时效对快淬型贮氢合金性能的影响

本文研究了自然时效对快淬MmNi_(3.8)Co_0.6Mn_(0.55)Ti_(0.05)贮氢合金的电化学性能的影响,发现时效可改善合金的初始活化性能,且时效时间越长,合金的活化速度越高;时效处理还可在一定程度上提高合金的放电容量和高倍率放电能力;时效处理还可小幅度地提高合金的放电电压并使其更平坦;时效过程应避免氧化,否则将导致合金初始活化速度和放电容量的下降。合金电化学特性不仅跟合金的表面状态(如氧化膜的形成)有关,而且与合金内部结构(如晶格缺陷、固溶度等)有着密切的联系。     

CuFeW触头材料的性能

为了提高CuW的物理机械性能,使其具有更好的耐电弧烧蚀性能和更长的使用寿命,笔者采用熔渗法制备了添加不同体积分数Fe元素的CuFeW合金,研究了Fe元素的添加对CuW合金的组织、硬度、电导率、电击穿性能的影响。结果表明,CuFe合金中Fe的加入量小于1.5%时,熔渗后的CuFeW合金的硬度随Fe体积分数的增加略有增加,而电导率则随之减小,固溶时效处理后合金的电导率有所提高。Fe元素的添加提高了CuW合金的耐电压强度,降低了材料的截流值。对真空电击穿后的材料表面电烧蚀形貌观察发现,电弧在CuFeW合金表面分布较为分散,Fe的加入使首次击穿由原来集中连续地发生Cu/W相界面上转移到非连续地选择性在Cu基体上击穿,产生的击穿坑较小且分散,铜液的飞溅现象减少。     

Nb添加量对FeBCu纳米晶合金组织结构、磁性能和退火脆性倾向的影响

为改善FeBCu系纳米晶软磁合金的热处理工艺性,抑制其退火脆性倾向,利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、差示扫描量热仪、振动样品磁强计和平板弯曲实验等测试手段,研究了Nb含量对Fe_86-xB₁₃Cu₁Nb_x(x = 0~6)急冷合金条带的结构、热性能、结晶化组织、磁性能和退火脆性倾向的影响。结果表明：增加Nb量可有效提高非晶相的热稳定性、细化热处理后合金的α-Fe晶粒尺寸并改善其软磁性和退火脆性。其效果在Nb含量＞2 at.%尤为显著,而当Nb含量 ≥ 5 at.%时趋于平缓。纳米晶合金退火脆性的改善主要源于其α-Fe晶粒尺寸和体积分数的降低。