GH871台金的蠕变断裂机制

对采用AIM ESR和VIM ESR工艺冶炼的GH871合金在650℃的蠕变性能及特征的研究表明，与用AIM ESR工艺冶炼的GH871合金相比，用VIM ESR工艺冶炼的GH871合金在蠕变断裂过程中裂纹萌生的形式(包括裂纹形状及形成时间)和裂纹扩展至裂纹连接所需的时间均表现出明显韧化的特征。     

GH871 合金的蠕变断裂机制

对采用AIM+ESR和VIM+ESR工艺冶炼的GH871合金在650 ℃的蠕变性能及特征的研究表明,与用AIM+ESR工艺冶炼的GH871合金相比,用VIM+ESR工艺冶炼的GH871合金在蠕变断裂过程中裂纹萌生的形式(包括裂纹形状及形成时间)和裂纹扩展至裂纹连接所需的时间均表现出明显韧化的特征.     

冶炼工艺对GH2871合金力学性能的影响

研究了真空感应 电渣和非真空感应 电渣两种工艺冶炼的GH2871合金的组织与性能，前者由于真空感应冶炼过程中晶界偏聚元素Pb得到了有效挥发， 因而其中高温塑性，持久强度均不同程度高于后者；其650℃大应力（≥490MPa）持久断口和室温～800℃拉伸断口均为穿晶韧性断裂，非真空感应 电渣工艺冶炼的该合金700℃附件的低塑性区十分明显，其定温～500℃拉伸断口为穿晶韧性断裂，中高温拉伸和持久断口分别为以沿晶为主的混合型断裂和沿晶脆性断裂，随着中温形变速率的降低（拉伸、大应力持久、小种类、数量、形貌和分布有明显差异。     

热处理工艺对真空冶炼GH871合金性能的影响

研究了15种热处理工艺对采用VIM配合ESR双联工艺冶炼的GH871合金力学性能的影响。结果表明:在保持高强度高持久寿命的同时提高该合金650℃持久塑性的最佳热处理工艺为980℃×1h固溶,油冷+720℃×16h时效,空冷。经此热处理后,该合金在保持室温抗拉强度为1130MPa、650℃抗拉强度为890MPa的同时,650℃持久塑性达5%以上。     

GH3128 合金"VIM + ESR”和“NVIM + ESR”冶炼过程中的脱气行为及夹杂物研究

利用氧氮分析仪对"真空感应熔炼+电渣重熔"（VIM+ESR）和"非真空感应熔炼+电渣重熔"（NVIM+ESR）两种冶炼工艺下冶炼GH3128合金中的氧含量、氮含量进行检测,并进行了脱氧、脱氮的热力学计算;利用ASPEX扫描电镜分析了两种冶炼工艺下GH3128合金中夹杂物的成分、尺寸分布以及数量。结果表明,采用"VIM+ESR"工艺更能有效的去除合金液中的氮,夹杂物类型主要是Al-Ti-O型复合氧化物夹杂,还有少部分的Al₂O₃、TiO_x氧化物夹杂,而采用"NVIM+ESR"的双联工艺,合金中产生的夹杂除氧化物夹杂类,还有硫化物、氮化物夹杂;且采用真空冶炼工艺更能有效降低夹杂物数量,并细化夹杂物。     

全封闭Ar气保护电渣重熔GH4169合金

上海五钢采用ALD 5t全封闭Ar气保护电渣重熔炉 ESR(Ar)冶炼了GH4 16 9合金锭 ,分析结果表明 ,ESR(Ar)电渣锭氧、硫含量和锭头尾碳、铝、钛之差远低于一般ESR工艺 ;VIM(真空感应熔炼 ) +ESR(Ar)工艺冶炼合金中平均氧含量 6× 10 - 6 远低于VIM +VAR(真空电弧重熔 )工艺冶炼合金中平均氧含量 13× 10 - 6 ,所以ESR(Ar)工艺脱氧效果优于VAR工艺     

冶炼工艺对GH4145合金显微组织和力学性能的影响

利用金相检验、力学性能测试和扫描电镜分析等手段研究了不同冶炼工艺和热处理制度对GH4145合金显微组织、拉伸性能和高温持久缺口敏感性的影响。结果表明,经固溶加时效处理后电渣重熔冶炼的GH4145合金棒材平均晶粒度尺寸小于真空自耗重熔冶炼的GH4145合金棒材。随固溶温度升高,合金晶粒尺寸增大,电渣生产的合金晶粒度拐点温度为1 100 ℃,高于自耗冶炼的拐点温度1 050 ℃。自耗生产的试验合金γ'强化相平均尺寸比电渣生产的试验合金要小,且合金棒材的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率均明显高于电渣生产的合金棒材。固溶温度升高,自耗生产GH4145合金持久性能变差,存在明显缺口敏感,而相同热处理制度下,电渣生产的GH4145合金光滑缺口持久寿命明显提高,无缺口敏感性。     

二次时效处理对GH2696合金组织及性能的影响北大核心CSCD

GH2696合金是一种以Fe-25Ni-12Cr为基体的时效强化型高温合金。其特点是在650℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度,以及良好的高温弹性性能、加工塑性和组织稳定性。该合金的应用较广,适合于制造在650℃以下长期工作的涡轮和压气机紧固件、工作叶片和涡轮壳体环形零件等。本文主要研究了二次时效热处理对GH2696合金室温拉伸性能、室温硬度、冲击韧性、650℃的持久性能等机械性能的影响,并利用激光共聚焦显微镜观察合金显微组织的变化,对影响机理进行简要分析。     

冶炼工艺对GH871合金裂纹扩展速率的影响

对GH871合金的裂纹扩展速率及扩展行为的研究结果表明由于真空冶炼降低了弱化合金晶界的有害元素Pb含量,显著降低了该合金的裂纹扩展速率。     

冶炼工艺对GH871合金裂纹护展速率的影响

对GH871合金的裂纹扩展速率及扩展行为的研究结果表明：由于真空冶炼降低了弱化合金晶界的有害元素Pb含量,显著降低了该合金的裂纹扩展速率。     

电渣重熔对FeCrAl不锈钢中夹杂物的影响

应用扫描电镜(SEM)及X射线能谱分析仪(EDS)对真空感应炉熔炼(VIM)和电渣重熔炉熔炼(ESR)的FeCrAl不锈钢中夹杂物的成分、形貌、数量、大小进行统计分析。结果表明,AlN是2个钢锭的主要夹杂物,电渣重熔过程中产生的高熔点稀土化合物可作为AlN析出的异质核心。电渣重熔使自耗电极中尺寸大于10μm的夹杂物基本消失,ESR锭中尺寸小于5μm的夹杂物达到86.7%。电渣重熔减小了AlN的平均尺寸,去除了大尺寸的AlN,使AlN的总面积明显减小。热力学计算结果表明,VIM锭中AlN可以直接在液相中析出;ESR锭中氮含量的降低造成AlN不能直接在液相中析出,随着凝固的进行,[Al]和[N]在残余液相中富集,当凝固分率大于0.615后,AlN才能在凝固前沿的残余液相中析出。     

电渣重熔对Ｆe—38Mn奥氏体合金低温沿晶脆性的抑制作用

研究了真空熔炼Ｆe-38Mn奥氏体合金电渣重熔纱列冲击试样的断口形貌以及杂质元素和锰在晶界及晶内的分布。结果表明：真空熔炼Ｆe-38Mn合金存在明显的韧脆转变现象,７７Ｋ冲击功仅为２５Ｊ,断口为沿晶断裂特征。经电渣重熔后,韧脆转变现象消失,７７Ｋ的冲击功高达３００Ｊ,断口以韧窝为主并有少量准解理小刻面。电渣重熔后硫的的偏聚明显降低。该合金低温沿晶断裂的产生与硫在晶界的偏聚有关。     

不同冶炼工艺的A286沉淀硬化不锈钢中夹杂物对比探讨

A286奥氏体沉淀硬化不锈钢(国内也称GH2132高温合金)是一种应用广泛的650 ℃以下使用的高温紧固件材料。该材料在实际生产使用中,使用了电炉+炉外精炼+电渣重熔(EAF+LF+ESR)和真空感应+真空自耗(VIM+VAR)两种冶炼生产工艺,而到目前为止国内对这两种工艺生产的A286不锈钢材料还未进行系统的对比研究。实验将以上两种冶炼工艺的A286试验钢作为研究对象,使用Aspex夹杂物分析仪、扫描电镜(SEM)等试验工具,对两种试验钢的组织,非金属夹杂物的种类、成分、粒径大小及分布、形态等差异及特点进行了对比研究。结果表明,EAF+LF+ESR冶炼的试验钢中的夹杂物数量、面积是VIM+VAR工艺试验钢的3倍以上;两种试验钢中的夹杂物均有TiC、TiN、Ti(C,N)等种类,前者的夹杂物以TiN夹杂物为主,且多为大尺寸链状,纵横比较大,形状较复杂,对材料室温力学性能和耐腐蚀性能不利;后者的夹杂物以TiC为主,尺寸较小且形状较简单。通过将A286试验钢中的N质量分数控制在0.001%以下,可以将含Ti夹杂物的数量、大小等控制在较低的水平。EAF+LF+ESR工艺由于自身工艺特点,试验钢中P含量较高,约为VIM+VAR工艺试验钢P含量的10倍,据资料可能有利于A286不锈钢的高温蠕变性能。研究结果可为在不同环境和服役要求下使用A286不锈钢提供技术参考。     

不同冶炼工艺的A286沉淀硬化不锈钢中夹杂物对比探讨

A286奥氏体沉淀硬化不锈钢(国内也称GH2132高温合金)是一种应用广泛的650 ℃以下使用的高温紧固件材料。该材料在实际生产使用中,使用了电炉+炉外精炼+电渣重熔(EAF+LF+ESR)和真空感应+真空自耗(VIM+VAR)两种冶炼生产工艺,而到目前为止国内对这两种工艺生产的A286不锈钢材料还未进行系统的对比研究。实验将以上两种冶炼工艺的A286试验钢作为研究对象,使用Aspex夹杂物分析仪、扫描电镜(SEM)等试验工具,对两种试验钢的组织,非金属夹杂物的种类、成分、粒径大小及分布、形态等差异及特点进行了对比研究。结果表明,EAF+LF+ESR冶炼的试验钢中的夹杂物数量、面积是VIM+VAR工艺试验钢的3倍以上;两种试验钢中的夹杂物均有TiC、TiN、Ti(C,N)等种类,前者的夹杂物以TiN夹杂物为主,且多为大尺寸链状,纵横比较大,形状较复杂,对材料室温力学性能和耐腐蚀性能不利;后者的夹杂物以TiC为主,尺寸较小且形状较简单。通过将A286试验钢中的N质量分数控制在0.001%以下,可以将含Ti夹杂物的数量、大小等控制在较低的水平。EAF+LF+ESR工艺由于自身工艺特点,试验钢中P含量较高,约为VIM+VAR工艺试验钢P含量的10倍,据资料可能有利于A286不锈钢的高温蠕变性能。研究结果可为在不同环境和服役要求下使用A286不锈钢提供技术参考。     

气氛保护电渣重熔铍铜合金QBe2.0的冶金质量研究

QBe2.0合金是用量最大的航空航天铍铜合金,分别采用真空感应熔炼(Vacuum Induction Melting,VIM)+半连续铸造(Semicontinuous casting)和真空感应熔炼(VIM)+气氛保护电渣重熔(Protected Electro Slag Remelting,P-ESR)两种不同工艺生产QBe2.0合金,通过超声探伤和断口检测分别对两种工艺生产的铸锭和后续锻造棒材的冶金材料质量进行对比实验研究.结果表明,与常规工艺相比,气氛保护电渣重熔过程具有熔池过热度低,熔池浅,过程一致性好和高度方向组织均匀等优点,生产的QBe2.0合金铸锭中易氧化元素Be没有明显的烧损,氧含量[O]由常规的0.01233％(质量分数)降低到了0.00238％,金相组织得到了明显改善,组织更均匀更加细小,尤其是锻造棒材中的β相较少,且呈点状分布,锻造加工后探伤和断口检测结果都达到了标准要求,从根本上解决了长期以来国内采用半连续铸造方法制备棒材在断口和探伤方面难于达到质量要求的问题.     

特殊钢特种冶金技术的新发展

特殊钢是钢铁材料中的高技术含量产品,其生产和应用代表了一个国家的工业化发展水平。重点对生产高品质特殊钢的真空感应熔炼技术、电渣冶金技术、真空自耗重熔技术和电子束重熔技术的最新进展进行了介绍。特殊钢冶炼新技术的不断出现和发展必将使特殊钢的质量得到不断提高,从而在国民经济建设中发挥重要的作用。     

Relative anisotropy of structures and ultrasound attenuation response between laboratory casting in permanent mould (vacuum induction melted) and casting processed through electroslag refining

Abstract

In the present study, ingots of 'modified 15CDV6' (0·3C–CrMoV) steel were laboratory melted and cast by the vacuum induction melting–electroslag refining (VIM–ESR) and VIM (water cooled steel mould) routes. The ingots have been evaluated for their relative anisotropy differences by ultrasound attenuation (UA) studies along respective radial and axial directions. The expected sources of UA are crystallographic texture and the presence of defects. These defects include inclusions, grain boundaries, segregation and microporosity. Apart from microporosity, the presence of defects has been characterised along the respective casting directions. Although both castings/ingots had gone through successive phase transformations after solidification (liquid→δferrite→austenite→ferrite), the electroslag refined (ESR) material had significantly more anisotropy in crystallographic texture, but insignificant anisotropy in inclusion distribution, as compared with the vacuum induction melted (VIM) material. The grain boundary character distributions and long range compositional fluctuations were similar and nearly isotropic between the two ingots. The ESR material, in general, was denser, which may indicate a lower presence of microporosity. Taking grain size differences into account, the UA estimated anisotropy was more for ESR material, a response clearly dominated by the anisotropy of the crystallographic texture. At a higher frequency, and correspondingly finer resolution for defects, the anisotropy owing to defects played a more dominant role, but even then the highest frequency of 2 MHz was not adequate to highlight a dominance of defect anisotropy.     

Effect of Melting Process on the Microstructure and Mechanical Properties of Fe–7 wt% Al Alloy

This article presents the effect of melting process on chemical composition, microstructure and mechanical properties of Fe–7 wt% Al alloy. The alloy ingot was prepared by air induction melting (AIM), air induction melting with flux cover (AIMFC) and vacuum induction melting (VIM) and cast into 50 mm diameter split cast iron mould. These cast ingots were hot-forged and hot-rolled at 1,373 K to 2 mm thick sheet. Hot-rolled alloys were characterized with respect to chemical composition, microstructure and mechanical properties. Ingots produced by AIM, AIMFC and VIM were free from gas porosity, however AIM ingots exhibited higher concentration of hydrogen as compared to AIMFC and VIM. The recovery of aluminium as well as reduction of oxygen during AIM is very poor as compared to AIMFC and VIM. AIMFC ingots exhibit low level of sulphur as compared to AIM and VIM ingots. The alloys produced by AIMFC and VIM exhibited superior tensile ductility compared to the alloys produced by AIM. The tensile properties of alloys produced by AIMFC are comparable to the alloys produced by VIM.     

Fe-20Cr-5Al不锈钢加稀土元素La合金化工艺对La收得率的影响

研究了50kg真空感应炉+电渣重熔工艺冶炼Fe-20Cr-5Al不锈钢(/%:0.004~0.006C,0.18Si,0.08Mn,20.25~20.28Cr,5.06~5.17Al)时的加La合金化方法对La回收率的影响。结果表明,采用真空感应炉熔炼(VIF)Fe-20Cr-5Al母合金+稀土氧化物La₂O₃(/%:50CaF₂-20CaO-30La₂O₃)电渣重熔(ESR)La合金化时,钢中La的平均含量为0.003%,加稀土氧化物电渣重熔La合金化不明显;真空感应炉母合金La合金化(含0.38%La)+70%CaF₂-30%Al₂O₃电渣重熔后钢中平均La含量为0.066%;真空感应炉母合金La合金化(含0.34%La)+50%CaF₂-20%CaO-30%La₂O₃电渣重熔后钢中平均La含量为0.032%,说明含La母合金在电渣重熔过程La烧损较大,但30%Al₂O₃较30%La₂O₃更有利降低母合金在电渣重熔过程中La的烧损。