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。     

Zn及热处理制度对2056铝合金力学性能及局部腐蚀行为的影响

通过拉伸性能测试、晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验、极化曲线测试及透射电镜(TEM)分析,研究Zn元素和不同热处理制度对2056铝合金室温常规力学性能、抗晶间腐蚀性能、抗剥落腐蚀性能及微观组织的影响。结果表明,微量Zn均匀存在于合金的各个位置,可促进S′相的析出和提高合金强度;减小晶内与晶界的电化学腐蚀动力,使晶界析出的S相数量减少并不连续分布,无沉淀析出带(PFZ)变窄,提高合金的抗晶间腐蚀性能和抗剥蚀性能。与T6处理态相比,经T8处理后,晶内析出的S′相数量增加、尺寸减小、分布均匀,合金的强度显著提高,塑性降低;同时,沿晶界析出的S相数量减少,PFZ变窄,合金的抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀能力提高。在3.5%的NaCl溶液中进行的极化曲线测试也表现出相同的结果。     

不同热处理状态下镍基耐蚀合金析出相的定性定量分析

镍基耐蚀钢的性能,在很大程度上取决于钢中各种相的数量、组成、大小、分布状况和合金元素在晶界的分配情况。镍基耐蚀钢经过等温热处理,通常会形成碳化物相、金属间相等析出相。这些析出相在合金中的形成将导致钢的脆化,显著降低钢的塑性、韧性和耐蚀性。为了对不同热处理条件下镍基耐蚀合金析出相做定性定量分析,实验在选择好合适的电解制度后,利用电解分离方法将析出相从基体中分离。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)定性研究了提取后析出相的形貌以及结构特性的变化过程;并利用Rietveld全谱拟合法计算不同析出相的组成及含量,最后还讨论了析出相含量与材料耐蚀性能间的关系。实验结果表明900 ℃时效形成的析出相最多,且析出相的含量随时间的延长呈明显上升的趋势;腐蚀性能评价结果表明析出相的含量与平均腐蚀速率存在一定的正相关,即随着析出相含量的增加,材料的平均腐蚀速率也增加,耐蚀性能减弱。     

Mg/Si对Al-Mg-Si铸造合金组织和性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、力学性能测试、剥落腐蚀、晶间腐蚀、和电化学工作站等实验手段,研究了不同Mg/Si(原子分数比,下同)对Al-Mg-Si铸造合金的力学性能、腐蚀性能及微观组织的影响。研究表明,Mg/Si为1.1时合金具有最佳的力学性能和耐蚀性(抗拉强度和屈服强度分别为275和253MPa,晶间腐蚀深度为73.76μm);Mg/Si在1.1~3.1之间,强度随Mg/Si升高而下降,Mg/Si增大到3.1时,抗拉强度仅为181MPa,延伸率随Mg/Si升高而增加,但变化幅度不大;晶间腐蚀敏感度大体上随Mg/Si减小而升高,但在Mg/Si为1.1时耐晶间腐蚀性能有显著的提高;剥落腐蚀敏感度无太大差异,均为PA等级,耐剥落腐蚀性能良好。T6热处理态晶内析出相析出密度随Mg/Si增加发生变化,低Mg/Si的合金1的析出密度高于高Mg/Si的合金3,高分辨结果显示晶内析出相为强化相,并且在晶界处均未观察到明显析出相和无沉淀析出带(PFZ)。     

铈对Fe Cr Ni Nb Ti Al W合金持久寿命及晶界析出相的影响

 研究了稀土元素铈对铁基合金Fe Cr Ni Nb Ti Al W晶界析出相的数量、形貌、分布的影响及其与持久寿命的关系。结果表明：铈含量较低时，晶界析出相主要是大片状相及少量颗粒相；当铈含量增加时，晶界中颗粒相数量明显增加，片状相减少，且析出相分布较均匀，当铈含量过高时，晶界中析出大量片状相及颗粒相，且析出相总量增加。这些析出相的数量、形貌以及分布等特征的变化规律与合金持久寿命的变化规律一致。     

Inconel 690合金TT处理后的析出相

 用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和相分析研究了3种不同钛含量的Inconel 690合金经不同固溶温度+715 ℃×15 h,TT处理后的析出相。结果表明：合金经TT处理后,均有M23C6析出,并含有一定量的Ti(C,N);钛含量为110%的合金中有γ′相析出,γ′相在晶内弥散分布;M23C6大多在晶界上析出,而且在孪晶界和晶内位错线处也均有析出,M23C6与界面一侧基体保持立方 立方的平行位向关系;钛含量增加,析出的M23C6尺寸变小,间距增大,晶界附近的铬含量明显提高,有利于改善合金的耐腐蚀性能。     

Fe-Mn-Si-Al钢力学性能与显微结构研究

对3种成分Fe-Mn-Si-Al钢的力学性能、显微结构和重位晶界进行了研究,结果表明:随着钢中Mn、Si和Al元素含量的降低,材料的屈服强度和抗拉强度逐渐升高,伸长率逐渐降低,低∑值重位晶界出现频率依次为83.4%、36%和21%,并且钢中形变孪晶的数量逐渐减少。Fe-30Mn-3Si-3Al钢中形变孪晶分为一次孪晶和二次孪晶,一次孪晶和二次孪晶生长方向成60°夹角,大部分二次孪晶分布在一次孪晶的两孪晶界之间,但在高应力的形变带内二次孪晶可穿过一次孪晶的孪晶界。     

硅对含强氧化性离子沸腾硝酸中奥氏体不锈钢耐蚀性的影响

 超低碳Cr Ni奥氏体不锈钢在含强氧化性离子的硝酸溶液中会发生过钝化腐蚀和晶间腐蚀,而高硅不锈钢在强氧化性浓硝酸中具有优良的耐蚀性。笔者以高纯级000Cr25Ni20和00Cr14Ni14Si4钢作为对比材料,发现在纯稀硝酸中000Cr25Ni20钢具有更优良的耐蚀性,在不同含量的40%沸腾硝酸溶液中,00Cr14Ni14Si4钢可有效抑制过钝化腐蚀,而且不发生晶间腐蚀。     

时效制度对1441Al-Li合金抗腐蚀性能的影响

对固溶态1441Al-Li合金板材分别进行T6时效,以及5%冷轧预变形后再进行150℃时效,即T8时效处理,通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验、极化曲线测试及透射电镜(TEM)分析,研究时效制度对1441铝锂合金的室温抗晶间腐蚀性能、抗剥落腐蚀性能及微观组织的影响。结果表明,合金经T6或T8时效处理后,随时效时间延长,合金微观组织由欠时效的晶内析出均匀的δ′相,变为晶内析出δ′相和S′相,以及沿晶界析出平衡相δ相和S相,因此合金抗腐蚀性能顺序为欠时效峰时效过时效。与T6时效态相比,经T8时效处理后,晶内析出的δ′相和S′相的数量增加、尺寸减小、分布均匀;同时,沿晶界析出的δ相和S相数量减少,PFZ变窄,合金的抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀能力提高。在3.5%NaCl溶液中进行的极化曲线测试表现出相同的结果。     

稀土对高强IF钢退火过程中的第二相析出行为的影响

以不同稀土含量的440 MPa高强IF钢为研究对象,在盐浴炉中模拟现场的连续退火,退火温度810℃,分别保温30 s、60 s,通过TEM与XRD对退火后的试样进行第二相分布、形状及成分分析,以研究稀土对高强IF钢第二相析出行为的影响。实验结果表明,保温时间基本不影响第二相的析出;不加稀土的高强IF钢析出的第二相呈弥散分布,且尺寸大小均匀,均在30 nm以下;加了稀土的高强IF钢析出的第二相分布在晶界处,并且伴随着团聚的现象,第二相尺寸不均匀,大颗粒在30 nm^100 nm之间;不加稀土的试验钢在810℃保温60 s下的析出相种类有FeTiP、TiC、TiN、NbN。实验结果为440 MPa高强IF钢在退火条件下第二相析出奠定了理论基础。     

硅在GH907低膨胀高温合金中的分布及析出相的影响

研究了微量硅元素在ＧＨ９０７低膨胀高温合金中的存在形式，分布特征及对第二相析出的影响，结果表明，硅促进合金中Ｌａｖｅｓ，Ｇ相沿晶界析出，细化晶内ε相并增国其数量，使晶界ε相的形貌由连续分布的薄片状态改变为离散分布的小块，第二相中的硅含量远高于合金平均硅含量，晶界上硅含量比昌内高数倍并随时效时间延长进一步富集。     

SA508-3 钢平衡相转变的热力学计算和分析

采用Thermo-Calc热力学软件计算了SA508-3钢(％:0．19C、0．01-0．22Si、1．40-1．58Mn、0．65- 0．76Ni、0．50-0．55Mo)的析出相、析出温度和各相的含量,并研究了Si和Mn-Ni-Mo含量对该钢析出相的影响。计算结果表明,SA508-3钢平衡态的析出相主要为合金渗碳体、M7C3及Mo的碳化物。Si含量变化对钢中各相析出温度和析出量无显著影响。随Mo含量降低,钢中脆性相析出减少,但对合金渗碳体析出无显著影响。SA508-3钢最佳回火温度为643-678℃。     

中温时效对022Cr21Ni2Mn5N钢析出行为及冲击韧性的影响

采用Thermo-Calc软件对022Cr21Ni2Mn5N双相不锈钢的近平衡态析出相进行了计算分析。采用光学显微镜、透射电镜、物理化学相分析方法对经中温时效处理后试验钢第二相的析出温度、种类、数量和位置进行了观察和研究,并分析了第二相析出行为对钢的冲击韧性的影响机理。结果表明:022Cr21Ni2Mn5N双相不锈钢在600~700℃中温时效时的析出相主要为六方结构的Cr_2N相和面心立方结构的M_(23)C_6相,未见σ相析出。中温时效时,受制于该钢较低的C含量,M_(23)C_6相析出位置仅局限于相界、晶界处。该钢较高的N含量促进钢中Cr_2N相析出,并在相界、晶界和铁素体晶内均有发现。时效初期M_(23)C_6和Cr_2N均具有较高的析出速度,时效时间继续延长析出量增长放缓。时效处理时间和温度直接影响钢的冲击性能:时效初期第二相的快速析出导致钢的冲击功急剧下降;时效足够长时间,第二相析出量达到饱和,钢的冲击功趋于稳定值;并且600℃长时时效时,钢的冲击功值达到最小。     

S31254超级奥氏体不锈钢析出相演变及微观表征

利用热力学计算了S31254超级奥氏体不锈钢在500~1 200 ℃温度范围内的平衡态析出相,并结合热模拟试验、扫描电镜、透射电镜等方法,对不同析出物的析出行为进行了表征和分析。结果表明,S31254不锈钢奥氏体基体中可存在的第二相包括σ、χ、Laves等金属间相,Cr₂N、π型氮化物相以及M₂₃C₆型碳化物相,高Mo、高N、高Cr含量是该钢析出相种类复杂的主要原因;试验钢具有高的第二相析出倾向,σ相开始析出温度约为1 150 ℃,而在900~800 ℃区间可发现χ相和σ相的转变,χ相更易作为一种稳定相存在;析出相的析出位置和形貌呈现不同特点,晶界析出主要为σ相、χ相和Laves相,而晶内主要有呈针状和块状分布的χ相和呈棒状析出的Cr₂N相。     

Inconel718合金δ相含量的测定及δ相析出

采用Ｘ射线衍射技术测定了Ｉｎｃｏｎｅｌ７１８合金δ相含量，研究了冷轧变形对δ相形貌、分布及数量的影响。结果表明，在ε＝２５％为形条件下，δ相首先在初始孪晶界及晶界上析出，随后在再结昌昌界上及晶内析出；在ε≥４０％变形条件下，δ相首先在初始享晶界、晶界及变形带相析出，并且随冷轧变形量增加，在变形带上的分析量增加。在９１０℃保温４ｈ条件下，随冷轧变形量增加，δ相析出形貌由针状逐渐变为颗粒状，冷轧变形促     

硼对S31254不锈钢固溶处理过程第二相溶解行为的影响

采用固溶处理研究了不同硼含量对S31254钢中析出相固溶时间、固溶温度的影响。得到了不同硼含量条件下的S31254钢第二相完全固溶所需的时间和温度。结果表明,随着硼含量的增加,所需固溶温度下降,所需固溶时间减少。当钢中硼含量为0.002%时,析出相的固溶温度为1200℃,固溶处理4h可得到相对纯净的奥氏体组织,热加工过程在晶内和晶界析出的第二相均已重新固溶到基体中。固溶处理时,晶内第二相优先溶解,随着时间的增加,晶界处的第二相逐步溶解。     

4Cr14Ni14W2Mo耐热钢的热力学分析与改性研究

为研究碳化物的类型、数量和分布对4Cr14Ni14W2Mo耐热钢使用性能的影响，采用Thermo—Cale软件分析了该钢在不同温度下各平衡相数量、组成与钢中W、Mo含量之间的定量关系。计算结果表明，此钢中的碳化物在1135℃几乎完全固溶，在750℃时效析出量选最大；适当提高W、Mo含量，即当Mo（％）＋0．7W（％）≥5.0时，可使钢在时效处理后其晶界上形成颗粒状M6C碳化物，减少沿晶界析出的M23C6碳化物，从而就能减少渗氮层剥落倾向。上述分析鲒果与前人所得的经验数据基本吻合，为该钢的改性起一定的理论指导作用。     

超级奥氏体不锈钢254SMo的均质化工艺研究

试验用超级奥氏体不锈钢254SMo(/%:0.011C,0.30Si, 0.46Mn, 20.25Cr, 17.75Ni, 6.13Mo, 0.64Cu, 0.212N)采用20 t电弧炉+AOD+LF精炼的工艺冶炼,研究了254SMo钢的铸态组织,发现枝晶间存在大量的析出相,其临近冒口钢锭头部中心的析出相尺寸最大,且呈网状分布。钢锭经1240℃8～40 h均质化处理后,锻造成Φ204 mm棒材,检验其析出相数量和点腐蚀速率。试验结果表明：随着均质化时间的延长,其析出相尺寸减小,数量减少,钢的点腐蚀性能提高;均质化12 h+镦粗拔长+均质化12 h为最优均质化工艺。     

时效制度对Al–Zn?Mg合金组织和抗应力腐蚀性能的影响

采用慢应变速率拉伸应力腐蚀、室温拉伸、透射电镜等检测方法,研究传统T5、T73时效处理,以及新型T5I4、T5I6断续时效处理对Al–Zn?Mg合金微观组织、室温拉伸性能及抗应力腐蚀性能的影响。结果表明:断续时效T5I4处理后材料抗拉强度为400.0 MPa,明显高于传统T5及T73态样品,但材料抗应力腐蚀性能变差,应力腐蚀敏感系数为5.7%;而经断续时效T5I6处理后,材料的抗拉强度为408.5 MPa,较T5I4态相比有所提升,与此同时抗应力腐蚀性能也得到明显改善,应力腐蚀敏感系数为3.2%,该值明显小于T5I4及T5态;T5I4态晶内析出相平均粒径为2.0 nm,体积分数为8.8%,均明显小于其他3种时效制度,其晶界析出相为细小且连续分布的点状析出相;而经T5I6时效处理后晶内析出相体积分数为24.6%,明显大于其他3种时效制度,晶内析出相平均粒径（4.1 nm）较T5I4态有所增大,但依然小于T5、T73态,其晶界处析出相与T5I4态相比更加粗大,呈断续分布形貌。      

ZrC粒子对低碳微合金钢的强化作用

真空条件下,在低碳微合金钢中添加微米级ZrC颗粒,使其成为钢在热轧时奥氏体的形变核心及其形变诱导铁素体的再结晶核心以细化晶粒,获得了屈服强度为518 MPa的低碳微合金高强度钢,对钢中第二相粒子包括碳化物析出相及外加ZrC颗粒对钢的强化作用进行了讨论。采用化学相分析及X射线小角散射法研究了钢中析出相的成分、数量及粒度分布,同时用扫描电镜和透射电镜对钢中第二相粒子的形态和微观结构进行了观察,发现尺寸小于18 nm的MC析出相含量较少,未发现小于10 nm的析出相。研究结果表明:细晶强化是试验钢的主要强化方式,位错强化次之,而沉淀强化和固溶强化较小,外加ZrC颗粒在细晶强化和位错强化中产生重要作用。