3W-3Co系新型铁素体叶片钢高温组织演变及其对性能的影响

对3W-3Co系新型铁素体叶片钢620℃持久试样微观组织进行了观察,研究了试验材料在高温蠕变过程中组织演变及其对性能的影响。结果表明,试验钢经1 100℃×1 h油淬+720℃×2 h空冷后主要析出相为(Cr,W,Co) 23C6、Nb(CN)和(W,Mo) 3B2;在10 000 h内随着高温蠕变时间的延长,(Cr,W,Co) 23C6相在晶界和晶内聚集长大明显,导致材料塑性和硬度值下降,Nb(CN)、(W,Mo) 3B2和Laves相对材料塑性和硬度值影响不明显。     

热处理工艺对1Cr11Co3W3NiMoVNbNB钢析出相及性能的影响

采用SEM、TEM、化学相分析、热力学计算等手段研究了不同回火工艺下的超超临界汽轮机组叶片用1Cr11Co3W3NiMoVNbNB马氏体耐热钢中析出相的分布和性能。热力学计算表明,该叶片在620℃温度服役,合金中M23C6相的形成能要比Laves相的形成能低,M23C6相会在服役初期大量析出,但随着服役时间增加合金中的Laves相大量析出,析出数量将超过M23C6相。合金经过淬火、高温回火处理后组织为板条状回火马氏体。析出相主要由M23C6、Nb(C,N)和极少量的Laves相组成,M23C6析出数量随回火温度升高而增加。经过570、690℃两次回火处理,可提高合金的冲击韧性。     

1Cr11Co3W3MoVNbNB铁素体叶片钢620℃时效M23C6和MX第二相的析出行为

 采用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等研究了新型铁素体叶片钢在620℃长期时效过程中,M23C6碳化物和MX碳氮化物的析出行为。结果表明：620℃、2000h时效下,M23C6主要在时效过程中析出,且时效初期析出较快,而后缓慢析出,Nb(CN)相主要在热处理回火和时效初期析出;M23C6、Nb(CN)第二相620℃×2000h的热稳定性较好。     

高温回火对1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢力学性能和组织的影响

研究了1Cr12Ni3Mo2VN钢1010℃1 h油冷,2次580～620℃1 h回火空冷后的力学性能和组织。试验结果表明,在620℃回火拉伸试样中,回火马氏体板条界析出大量聚集的粗化的块状M_(23)C_6碳化物,试样塑性变形以孪晶方式进行,塑性较低;580℃回火拉伸试样塑性变形以滑移方式进行,塑性较好。该钢最佳回火工艺为两次580℃1 h空冷。     

4Cr3Mo2V钢淬火组织在回火过程中的变化及对力学性能的影响

用光学、电子金相、X射线衍射和膨胀等方法研究了4Cr3Mo2V热作模具钢淬火组织在回火过程中的变化及对常规力学性强的影响。结果表明,随营回火温良的升高,发生马氏体脱溶和M_3C→V_4C_3+Mo_2C+(Cr,Fe)_7C_3→V_4C_3+M_6C 转变,并于750℃发生马氏体板条再结晶,结果强度在590～810℃回火对,冲击韧性在600～820℃回火时,出现峰值,二者随着回火温度升高几乎同向变化。该钢的回火抗力很高,这与其钒高、铬低、钼高有关。增钒强化 V_4C_3的弥敌强化作用;降铬、增钼则使 Cr 与(Cr+Mo+O.7W)原子比降至0.69,从而抑制了稳定性较差的(Cr,Fe)_7C_3析出。     

时效处理对00Crl3Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢组织及耐蚀性的影响

采用动电位极化曲线、均匀腐蚀全浸试验研究了50 kg真空感应炉冶炼的00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢（/%:0.007C,13.23Cr,7.02 Ni,5.06Co,3.72Mo,0.96W）1100℃1 h固溶,450510℃8 h时效后的耐蚀性能,通过金相显微镜、透射电镜、XRD分析了马氏体时效不锈钢的组织。结果表明,随时效温度升高时效过程析出R相增加,导致钢的耐点腐蚀性下降,同时由马氏体逆转变的奥氏体数量增加,可改善该钢的耐腐蚀性能。00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢适宜的热处理工艺为1100℃1 h固溶+470℃8 h时效,其年腐蚀速率为1.259 0 μm/a,点蚀击穿电位为252 mV。     

超低碳马氏体时效不锈钢00Cr13Ni7Co5Mo4W的组织和性能

试验用00Cr13Ni7Co5Mo4W钢(/%:0.007C,13.23Cr,7.02Ni,5.06Co,3.72Mo,0.96W)由50 kg真空感应炉熔炼,铸成10 kg锭,锻成55 mm×55 mm方坯并轧成3 mm×60 mm带材。利用热力学计算软件ThermoCalc分析该钢的析出行为,并采用金相显微镜、透射电镜和动电位极化法,研究了该钢的组织结构、力学性能和腐蚀性能。结果表明,R相是马氏体时效不锈钢在时效处理过程中的主要强化相;为获得细小、弥散的R相和良好的强韧性配合,确定最佳热处理工艺为1100℃固溶+490℃时效,钢的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为1 320MPa、1 450 MPa和10.8%;马氏体时效不锈钢00Cr13Ni7Co5Mo4W点蚀击穿电位为230 mV,人工海水中年平均腐蚀率为1.51μm/a,具有较好的耐腐蚀性能。     

时效处理对00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢组织及耐蚀性的影响

采用动电位极化曲线、均匀腐蚀全浸试验研究了50 kg真空感应炉冶炼的00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢(/%:0.007C,13.23Cr,7.02 Ni,5.06Co,3.72Mo,0.96W)1100℃1 h固溶,450~510℃8 h时效后的耐蚀性能,通过金相显微镜、透射电镜、XRD分析了马氏体时效不锈钢的组织。结果表明,随时效温度升高时效过程析出R相增加,导致钢的耐点腐蚀性下降,同时由马氏体逆转变的奥氏体数量增加,可改善该钢的耐腐蚀性能。00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢适宜的热处理工艺为1100℃1 h固溶+470℃8 h时效,其年腐蚀速率为1.259 0μm/a,点蚀击穿电位为252 mV。     

热处理对Ti_2AlNb合金显微组织及力学性能的影响

B2相区等温锻造的Ti-22Al-25Nb合金棒材940℃固溶后,在760~840℃时效处理,对其显微组织、拉伸及蠕变性能进行研究。结果表明:不同温度时效处理的显微组织均由初生粗板条状O相、二次析出的细板条状O相和B2基体组成,其中二次析出的O相可以通过时效温度来调节。随着时效温度的升高,Ti2Al Nb合金的室温及650℃高温拉伸强度降低而塑性提高;较低的时效温度(760℃)处理可以获得更好的抗蠕变性能。     

00Cr13Ni7Mo4Co4W2Ti马氏体时效钢的时效动力学研究

研究用马氏体时效不锈钢(%:0.007C、13.44Cr、7.47Ni、4.1 5Mo、4.21Co、1.84W、0.12Ti)由15kg真空感应炉熔炼和真空自耗炉重熔精炼而成。试验得出经1100℃1h固溶处理的φ12mm轧制试样450～550℃时效硬化曲线,分析了该钢的时效硬化指数和激活能。结果表明,00Cr13Ni7Mo4Co4W2Ti钢的时效析出相为六方结构的条状R-相(Co-Cr-Mo金属间化合物),其尺寸为10～30mm,R-相的析出动力学可用Arrhenius方程描述,低于525℃时效存在预沉淀现象,并且时效硬化指数随时效温度升高而增加,时效过程表观激活能为156.8kJ/mol。     

固溶温度对00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢组织和耐点腐蚀的影响

通过显微组织分析、动电位极化曲线和均匀腐蚀全浸试验研究了00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢固溶温度1050~1150℃对该钢组织和人工海水中的耐蚀性的影响。结果表明,固溶温度影响马氏体时效不锈钢的组织均匀性和晶粒尺寸,进而影响该钢的抗点腐蚀能力;00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢适宜的固溶温度为1100℃,经1100℃ 1 h固溶处理后,其年腐蚀速率仅为1.09μm/a,击穿电位为300 mV。     

高温时效对铁素体不锈钢组织和性能的影响

通过金相、SEM和EDS等技术,研究了900 ℃下不同时效时间对超纯铁素体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,439钢种高温时效对Ti(C,N)析出作用较小,晶界析出相TiN较少,晶粒粗化严重,塑性较低;441钢种高温时效会沿着晶界析出Fe2Nb(Laves)相,析出数量较多,晶粒较细小,但由于Fe2Nb(Laves)相沿晶界呈网状分布,对材料塑性影响较大;444钢种高温时效会在晶界和晶内析出Fe3(Nb,Mo)3C,析出数量较少,第二相钉扎作用较弱,部分晶粒出现异常长大,由于Fe3(Nb,Mo)3C析出相未呈网状分布,断后伸长率高于441钢种。     

25Cr3Mo3NiNb二次硬化钢中的碳化物

利用TEM和萃取相分析方法，研究了25Cr3Mo3NiNb二次硬化钢淬火回火组织中的碳化物。结果表明，随淬火奥氏体化温度的升高，M6C型碳化物逐渐溶解。于1050℃奥氏体化时M6C型碳化物全部溶解，淬火态试样中只有少量的Nb(C，N)颗粒和自回火M3C型碳化物。随回火温度的升高，先后析出ε、M3C、M2C和M7C3等类型的碳化物。Nb(C，N)颗粒可以阻止淬火奥氏体晶粒的异常长大，而高温回火析出的M2C碳化物有二次硬化作用，从而提高回火稳定性和高温强韧性。     

固溶时效处理对粉末冶金不锈钢33Cr9Ni2Mo0.96N组织的影响

采用电子探针、XRD和透射电镜等研究了热等静压态、固溶态、固溶+时效处理过程中,粉末冶金不锈钢33Cr9Ni2Mo0.96N第二相的析出行为。结果表明:热等静压态的33Cr9Ni2Mo0.96N组织主要由γ+Cr2N+σ组成,经过固溶淬火后,组织主要由奥氏体+少量铁素体组成,经500℃和600℃时效后,33Cr9Ni2Mo0.96N中没有观察到第二相析出,经700℃时效,残余铁素体转变为σ相,同时在奥氏体晶粒及晶界处也开始析出σ相,经过800℃时效,有大量的Cr2N沿晶界析出,然后向晶内长大,经900℃时效后,Cr2N不断向晶内生长,最终几乎布满整个晶粒,而σ相趋于稳定。     

微合金成分对低碳贝氏体钢强度的影响

采用不同V、Cr含量,结合Nb、Ti、Mo等微合金化的成分设计,控轧控冷、离线回火工艺生产了30 mm厚度规格的低碳贝氏体钢板,钢板的组织为粒状贝氏体、少量针状铁素体以及少量多边形铁素体,钢板的力学性能满足交货需要.使用透射电镜结合能谱仪分析了钢板的析出相情况,结果表明钢板的析出相主要是Nb、Ti的碳氮化物,析出相含有微乎其微的V,而没有Cr;Nb、Ti通过析出对钢板起到析出强化作用,V、Cr在钢中起固溶强化作用,对强度贡献较小.     

0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN铸钢晶界高温相析出及对力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜,结合Thermo-Calc热力学分析,研究了铌稳定化0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN奥氏体不锈钢铸钢晶界处高温相析出行为及其对力学性能的影响。结果表明,0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN钢晶界处存在Nb Cr(CN)、Nb(CN)2种大尺寸高温析出相,均为凝固末期液析形成。在铌含量确定条件下,这2种大尺寸晶界析出相在凝固末期的竞争析出行为受碳含量的影响。碳含量存在临界成分,碳含量低于临界成分时,Nb Cr(CN)首先液析形成;碳含量高于临界成分时,Nb(CN)首先液析形成。液析形成的NbCr(CN)热稳定性较高,1 050℃固溶处理无法使之完全溶入奥氏体。沿晶界分布的大尺寸析出相,对0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN铸钢固溶热处理后的塑性及冲击韧性损害较大。     

固溶时效处理对SLM成形CoCrWMo合金组织与性能的影响

采用激光选区熔化成形工艺制备CoCrWMo合金,将合金在1 200℃固溶1 h后再分别在600,700,750,800和900℃下时效10 h,研究固溶-时效处理对合金组织与性能的影响。结果表明,SLM成形态CoCrWMo合金由FCC的γ相和HCP的ε相马氏体组成。在固溶时效过程中,发生γ相(FCC相)向ε相(HCP相)的转变,随时效温度升高,ε相马氏体含量增加,同时析出沉淀物M_(23)C_6(M=Cr,Mo,W)。在750℃时效的合金中,ε相比例为77%,表明时效处理可促进FCC→HCP马氏体的相变,所有时效态合金的显微硬度均明显高于固溶态合金的硬度。在750℃时效的合金,在兼顾伸长率的同时,强度提高,抗拉强度和屈服强度分别为1 076 MPa和820.8 MPa,伸长率达10.5%。     

马氏体时效不锈钢高温析出相的热力学计算

利用热力学计算软件Thermo-Calc,研究了新型马氏体时效不锈钢0.007C-13Cr-7Ni-4Mo-4Co-2W在800～1200℃固溶温度下基体组织和析出相的变化。通过透射电镜(TEM)、选区电子衍射花样(SADP)和X-射线能谱分析(EDS)法研究了马氏体时效不锈钢固溶态显微组织结构。结果表明,马氏体时效不锈钢高温析出Laves- Fe₂Mo相,固溶温度超过1 050℃,析出相全部溶解。     

稀土对20MnCrNi2Mo铸钢粒状贝氏体脱溶平衡相的影响

针对未加与添加镧、铈混合稀土的20MnCrNi2Mo低合金耐磨铸钢的粒状贝氏体组织,设计650℃保温1h的高温回火处理,采用JEM-2100F透射电镜(SEM)观察回火后的显微组织,利用非水溶液电解液通过实行低温电解、采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定稀土的固溶量,采用物理化学相分析方法对析出相进行定性与定量分析,采用VASP(viennaab-initiosimulationpackage)软件包对稀土原子在平衡态碳化物中的存在状态进行第一性原理理论计算,研究镧、铈混合稀土对20MnCrNi2Mo耐磨铸钢粒状贝氏体脱溶平衡相的影响,探讨稀土的作用机制。结果表明,20MnCrNi2Mo耐磨铸钢粒状贝氏体回火过程中的脱溶平衡相为合金渗碳体,镧、铈混合稀土不改变其回火脱溶平衡相的类型,但是能够取代平衡态碳化物合金渗碳体中的Fe原子而固溶于合金渗碳体中。回火脱溶过程中,以固溶态存在的稀土原子会阻碍合金元素原子向θ-渗碳体的扩散富集形成平衡态碳化物合金渗碳体的过程。     

合金元素对KT5331叶片钢析出相及高温持久性能的影响

热力学软件及试验研究合金元素对KT5331钢析出相的影响。结果表明:M_(23)C_6析出温度、析出量由C元素决定,钢中Cr、Mo元素含量对M_(23)C_6析出温度影响较大。Laves相析出量由W含量决定。根据合金元素对析出相的影响规律,分析了合金元素对KT5331钢高温持久性能的影响。结果表明:降低C含量,Cr、W元素含量在下限,Mo元素含量在中上限,对KT5331钢高温持久性能有利。