EFFECTS OF CARBON AND YTTRIUM ON 500℃ AGING EMBRITTLEMENT OF ALLOY Fe-15Cr-4Al

测定了Ｆｅ－１５Ｃｒ－４Ａｌ合金在５００℃的时效脆化动力学，利用内耗，ＴＥＭ，ＥＰＭＡ和ＳＥＭ等手段研究了合金在时效后的组织变化和断裂行为。结果表明，时效脆化第一阶段（０－１００ｈ）主要是碳化物在α相晶界析出的作用，它损害界面结合，降低断裂应力，使塑性在时效０．２５ｈ后消失；第二阶段（１００－１０００ｈ）主要是富Ｃｒ－α＇相均匀析出的作用，它通过强化基体引起二次脆化。含０．２和０．４％的Ｆｅ－１５     

Fe－Cr－Al合金的碳化物析出脆化及钇对脆性的影响

通过力学性能测定、ＳＥＭ和ＴＥＭ分析发现，碳化物在α相晶界析出降低晶界结合强度，使Ｆｅ－（１５～２５）Ｃｒ－（４～５）Ａｌ合金严重脆化。在４７５℃时效时，此过程在１００～３００ｈ前起主导作用，时效时间超过１００～３００ｈ后，从α相均匀析出α＇相的作用增强，两个阶段的脆化特征不同。高温下晶粒长大通过降低晶粒间的协调变形能力减小合金的均匀应变。冷却过程中碳的偏聚和析出对高温脆化有更重要的贡献。Ｙ－Ｆｅ相微粒通过俘获α相中的碳消除碳的偏聚和析出、抑制４７５℃脆化和高温脆化。钇延缓α＇相析出和阻止晶粒长大的作用对抑制脆化也有贡献。     

Fe—Cr—Al合金的碳化物析出脆化及钇对脆性的影响

通过力学性能测定，ＳＥＭ和ＴＥＭ分析发现，碳化物在α相晶界析出降低晶界结合强度，使Ｆｅ－（１５－２５）Ｃｒ－（４－５）Ａｌ合金严重脆化。在４７５℃时效时，此过程在１００－３００ｈ前起主导作用，时效时间超过１００－３００ｈ后，从α相均匀析出α‘相的作用增强两个阶段的脆化特征不同。     

钇抑制FeCrAl合金脆性的作用与合金中铬,钇含量的关系

Ｆｅ－（１５～２５）Ｃｒ－（４～５）Ａｌ合金在９００～１３００℃加热后发生高温脆化,脆化的温度－时间关系曲线与双曲线相似,在４００～５４０℃时效后发生４７５℃脆化,脆化曲线由一次脆化的“双曲线”和二次脆化的“Ｃ曲线”组成．在含０．２％～１．４％Ｙ的ＦｅＣｒＡｌ合金中,由于Ｙ－Ｆｅ相粒子俘获碳原子的作用,高温脆化和４７５℃脆化受到强烈抑制。时效时ａ相析出过程的发展使合钇合金抵抗脆化的能力随铬含量升高而降低。合金的抗脆化性能随钇含量升高而提高,含０．３％～０．４％Ｙ时最高。     

快速凝固Al-Cr-Zr-Fe合金的时效特性

用电镜分析了快凝Ａｌ－４Ｃｒ－４Ｚ－２Ｆｅ合金的时效组织,测定了其相应的显微硬度,表明,合金在４００℃时效６ｈ后,其硬度达到峰值１３ＨＶ,此时的析出相为Ｌｌ２－Ａｌ３Ｚｒ和Ａｌ４（Ｃｒ,Ｆｅ）,时效时间过长会因析出相粗化导致硬度下降。     

中温处理对FeCrAl合金力学性能的影响

含１５％～２５％Ｃｒ,４％～５％Ａｌ的ＦｅＣｒＡｌ合金在４００～５００℃时效后发生４７５℃脆化,处理温度高于９００℃时发生高温脆化,但在中温（５４０～９００℃）处理后能获得较高的塑性和较低的硬度,σ相脆化的发展不明显。中温处理还能部分消除合金中已经产生４７５℃的脆性和高温脆性。含０２％～０４％Ｙ的ＦｅＣｒＡｌＹ合金有很宽的高塑性区（５００～１３００℃）,高温脆化几乎不发生,４７５℃脆化的发展缓慢。已经产生的４７５℃脆性在５００～５６０℃处理后完全消除。钇的这些作用与合金中碳原子被ＹＦｅ相质点俘获、不发生碳化物析出过程有关。     

中温处理对FeCrAl合金力学性能的影响

含１５％～２５％Ｃｒ，４％～５％Ａｌ的ＦｅＣｒＡｌ合金在４００～５００℃时效后发生了４７５℃脆化，处理温度高于９００℃时发生高温脆化，但在中温（５４０～９００℃）处理后能获得较高的塑性和较低的硬度，σ相脆化的发展不明显，中温处理还能部分消除合金中已经产生了４７５℃的脆性和高温脆性，含０．２％～０．４％Ｙ的ＦｅＣｒＡｌ合金有很宽的高塑性区（５００～１３００℃）高温脆化几乎不发生，４７５℃脆化的发展缓     

碳对Fe－Cr－Al耐热合金的组织和性能的影响

研究了不同含量的碳（０．０５～０．５０％Ｃ）对铸造Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ耐热合金的组织和性能的影响。结果表明，较高含量的碳对Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金的显微组织、强度和抗氧化性均有不利的影响。当碳含量高于０．１７％时，在合金晶界上有富铬的碳化物生成，恶化了铸态组织、降低了合金强度；同时，在１３００℃以上应用时，发生了异常氧化。该合金的适宜含碳量为０．０５～０．１２％。     

喷射沉积Al－3．8Li－0．8Mg－0．4Cu－0．13Zr合金的拉伸断裂行为

采用新型的喷射沉积工艺制备了Ａｌ－３．８Ｌｉ－０．８Ｍｇ－０．４Ｃｕ－０．１３Ｚｒ合金，对合金的拉伸性能及断裂行为进行了研究，实验结果表明，喷射沉积Ａｌ－Ｌｉ合金经１９０℃，１０ｈ时效后达到峰时效状态，此时材料的综合性能最优（ＵＴＳ为５３４ＭＰａ，０．２ＹＳ为４８０ＭＰａ，延伸率为１０％）．固溶淬火态实验合金拉伸断口为完全穿晶韧窝型。时效态合金的断裂方式为穿晶和沿晶混合型实验合金沿晶断裂的主要原因是晶界无析出区和晶界平衡相的析出。     

Fe_3Al电热合金抗渗碳性能的研究

通过分析Ｆｅ３Ａｌ合金渗碳后显微组织、电阻率及力学性能发生的变化,并与０Ｃｒ２５Ａｌ５合金进行比较,发现碳的渗入使０Ｃｒ２５Ａｌ５和Ｆｅ３Ａｌ合金的室温电阻率都有所升高;在相同的实验条件下,０Ｃｒ２５Ａｌ５合金比Ｆｅ３Ａｌ合金更容易在晶内和晶界析出碳化物,使得合金的力学性能下降;Ｆｅ３Ａｌ合金晶界析出碳化物会使合金发生沿晶开裂,强度与塑性同时下降。     

氮对Fe－Cr－Ni高温合金组织与性能的影响

在所设计的高碳Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ合金中，添加０．２０～０．４０％的氮，可以固溶强化合金基体，延迟晶粒粗化，抑制碳化物沿晶界过量析出与长大，改善碳化物形貌与分布以及碳化物与晶粒基体间的结合，强化合金的晶粒与晶界，从而提高合金的高温强度。氮含量不超过０．４５％时，对合金的工艺性无不良影响。     

Fe－Cr－Al合金在纯SO_2气氛中的高温热循环腐蚀行为

研究了Ｆｅ－２０Ｃｒ－５Ａｌ和Ｆｅ－２０ＣｒＳＡｌ－０．５Ｙ合金在１２００℃ｌａｔｍＳＯ２气氛中热循环条件下的高温腐蚀行为，并与恒温腐蚀相比较．测定了腐蚀动力学曲线，观察腐蚀产物表面，横截面和脆断断口的形貌，并分析元素的分布，确定腐蚀产物相组成．结果表明，在５０００小时实验周期内，不含钇的合金遭受氧化／硫化腐蚀，腐蚀动力学呈直线规律．含钇合金只发生高温氧化反应，腐蚀动力学与恒温腐蚀时的差别不大，仍大体符合抛物线规律．加钇有效地抑制了Ａｌ３＋在α－Ａｌ２Ｏ３中的扩散，合金表面氧化膜依赖氧的传质而成长，发展出粘着性好的柱状晶，在交变热应力作用下不易开裂和剥落，显著提高了合金的耐蚀性．     

Fe－28Al合金中相转变

应用电镜及Ｘ射线衍射技术研究了含Ｃｒ及不含Ｃｒ的Ｆｅ－２８ａｔ．－％Ａｌ合金中相变结果表明，１０８０℃淬火过程中，Ｂ２结构热畴已开始形成；缓冷通过Ｂ２相区，沿晶界出现α相；对Ｆｅ－２８Ａｌ－５Ｃｒ合金还出现细小的ＣｒＮ相沉淀，板状合金中Ｂ２→Ｄ０３是一缓慢转变过程．     

快速凝固Al－Fe－Ti－C合金的显微结构及退火过程中的相变

研究了快速凝固Ａｌ－Ｆｅ－Ｔｉ－Ｃ合金的显微结构及退火过程中的相变。初始快凝态组织由α－Ａｌ微胞晶组成，在胞晶边界分布着较大并拉长的非晶相；在胞晶内部则为细小弥散的球状亚稳Ａｌ_６Ｒｅ相（底心正交结构），Ｔｉ和Ｃ全部过饱和固溶于α－Ａｌ中。当７７３Ｋ退火５ｈ时，非晶相转变为α_Ｔ－ＡｌＦｅＳｉ相（斜方结构），Ａｌ_６Ｆｅ相部分转变为片状Ａｌ_３Ｆｅ相（底心单斜结构），部分长大但仍保持球状和底心正方结构过饱和固溶于α－Ａｌ基体中的Ｔｉ和Ｃ则以ＴｉＣ形式弥散析出。     

奥氏体型Fe—Cr—Mn（M,V）合金相稳定性研究

通过形变加工和长期时效热处理，研究了（Ｃ＋Ｎ）复合强化的Ｆｅ－１３Ｃｒ－１７Ｍｎ（Ｍ，Ｖ）奥氏体合金的稳定性和相平衡特点，结果表明：在５００℃以下合金奥氏体稳定，不发生γ→α转变。采用（Ｃ＋Ｎ）复合添加晶粒细化，可有效抑制ε马氏体形成和σ相析出。５００～７００℃长期时效后形变诱发大量碳化物析出，Ｍｓ点提高，加快形变诱发α马氏体分解和再结晶，促使γ→α转变和σ相析出，合金奥氏体变得不稳定。     

定向凝固NiAl－Cr、NiAl－（Cr，Mo）共晶合金的显微结构研究

利用ＴＥＭ研究了两种定向凝固共晶合金ＮｉＡｌ－Ｃｒ和ＮｉＡｌ－（Ｃｒ，Ｍｏ）在不同状态下的显微结构特征，以能了解其复相强韧化作用。它们的显微结构分别呈棒状和层状形态。共晶两相间的界面呈半共格，存在不可动的位错网。此外，在（Ｃｒ，Ｍｏ）相上分布着细小的共格ＮｉＡｌ析出相。经形变后，ＮｉＡｌ相中的位错被界面位错网钉扎，（Ｃｒ，Ｍ０）相中未发现位错。经１３００Ｋ×５００ｈ热处理，共晶形态稳定不变，ＮｉＡｌ析出相稍显粗化。     

快速凝固Al－8．32Fe－3．4Ce合金中弥散合金相的TEM测定

用常规电子显微术及ＥＤＡＸ能谱分析方法，对压制的快速凝固Ａｌ－８．３２Ｆｅ－３．４Ｃｅ合金热暴露过程中存在的弥散合金相进行了测定，确定出一种新相属于三角晶系，点阵常数为ａ＝１．ｎｍ，ｃ＝０．７ｎｍ（用六角点阵表示），ＥＤＡＸ能谱定量分析表明此相相组成约为Ａｌ_８Ｃｅ。     

Ni_3Al－Cr－Zr－B－Mg合金的高温晶界脆性SCIEI

应用电镜及Ｘ线衍射技术，研究了高温下Ｎｉ_（７５）Ａｌ_（１６．６）Ｃｒ_（７．８４）Ｚｒ_（０．４５）Ｂ_（０．１）Ｍｇ_（０．０１）合金晶界失效行为。经１１８０℃保温，由于偏聚晶界区Ｍｇ含量（ａｔ．－％）达１５－１９。同时Ｚｒ含量（ａｔ，－％）明显增大可达２８－３３；并观察到局部晶界共晶熔化现象。通过１０００℃固溶及变温热循环处理，合金中晶内出现ＣｒＮ相沉淀，沿晶界有Ｃｒ２（Ｃ，Ｎ）相析出。     

Ni_3Al－Cr－Zr－B－Mg合金的高温晶界脆性

应用电镜及Ｘ线衍射技术，研究了高温下Ｎｉ_（７５）Ａｌ_（１６．６）Ｃｒ_（７．８４）Ｚｒ_（０．４５）Ｂ_（０．１）Ｍｇ_（０．０１）合金晶界失效行为。经１１８０℃保温，由于偏聚晶界区Ｍｇ含量（ａｔ．－％）达１５－１９。同时Ｚｒ含量（ａｔ，－％）明显增大可达２８－３３；并观察到局部晶界共晶熔化现象。通过１０００℃固溶及变温热循环处理，合金中晶内出现ＣｒＮ相沉淀，沿晶界有Ｃｒ２（Ｃ，Ｎ）相析出。     

机械合金化Al－Fe－Ni亚微晶合金的性能及热稳定性

测定了机械合金化（ＭＡ）及热静液挤压工艺制备Ａｌ－４．９Ｆｅ－４．９Ｎｉ合金的室温及高温拉伸性能。采用透射电镜观察了４００～５００℃热处理后合金的微观结构。研究结果表明，合金具有较好的高温强度及热稳定性、合金强度和稳定性的改善是由于细小晶粒，以及弥散分布于基体中的Ａｌ＿３（Ｆｅ，Ｎｉ）导致的强化及对晶粒的稳定化作用。经５００℃×２０ｈ热处理后，Ａｌ＿３（Ｆｅ，Ｎｉ）金属间化合物没有明显的粗化。此外，超细晶粒（约０．１５μｍ）使合金产生加工软化，导致变形不均匀性增加，延伸率减少，经热处理后，晶粒长大，加工软化减弱。