热处理制度对一种单晶镍基高温合金γ′相形貌演化的影响

研究了热处理制度对一种单晶镍基合金γ′相形貌演化的影响。结果表明：没的热地合金的γ′相形貌有很大的影响。合金经固溶处理后,γ′相细小弥散析出,一次时效处理使γ′相平均尺寸增大,一次时效温度在1200℃以上时,由于基体通道变宽,有细小的二次γ′相析出,二次时效处理对γ′相平均尺寸影响不大,只是增加γ′相的正方度。     

新型定向凝固镍基高温合金DZ445中γ′相在高温下的演变规律

通过对新型定向凝固镍基高温合金DZ445进行800～900℃热暴露试验,研究了合金中γ′强化相在高温下的演变规律。结果表明：高温下γ′相的长大受基体元素扩散控制,长大动力学遵循Lifshitz-Slyozov-Wagner熟化规律,扩散激活能为305 kJ·mol^-1;合金组织稳定,即使是在900℃热暴露10 000 h, γ′相颗粒的平均尺寸也只增大至(928±14)nm,在800～900℃下热暴露10 000 h时γ′相体积分数保持在50%上下,未观察到拓扑密堆相析出;在850,900℃热暴露过程中,γ′相形貌由类球状向立方或四方块状转变,这种转变与颗粒尺寸和晶格错配度有关。     

连铸无磁辊用X5NiCrTi2615MoAlVB钢中时效析出相的长大动力学

将一种新型连铸无磁辊用X5NiCrTi2615MoAlVB钢在1 000℃固溶处理后,再分别在660,710,760,810℃下时效0~30h,利用扫描电镜观察其析出相的形貌;然后利用Photoshop和Image-Pro Plus软件计算并统计其析出相的平均尺寸,研究了时效过程中γ′相的长大动力学。结果表明:试验钢在660~810℃时效处理0~30h后,均析出了大量白色的圆形γ′相,且随时效时间延长,γ′相的尺寸不断增大;γ′相在0~2h内迅速长大,之后其长大速率逐渐减小;在相同的时效时间下,时效温度越高,γ′相的平均尺寸越大;拟合得到的γ′相的平均尺寸与实际测量值之间的误差在10%以内。     

700℃长时时效对LF2合金组织和高温拉伸性能的影响

研究了700℃长时时效对LF2合金组织及其高温拉伸性能的影响。结果表明:合金在700℃长时时效后存在γ′相、MC相、Laves相和σ相;γ′相呈小圆球状弥散分布于晶内,MC相和Laves相未聚集长大,σ相大量析出;MC相和Laves相对合金高温强度的影响很小;γ′相是使合金具有良好高温强度的重要析出相;σ相的大量析出是合金高温屈服强度下降的主要原因。     

不同温度固溶后Incoloy825合金的显微组织与性能

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、布氏硬度计、拉伸试验机等设备对不同温度固溶后Incoloy825合金的显微组织、力学性能及耐腐蚀性能等进行了研究。结果表明:当固溶温度在980~1 050℃之间时,合金的晶粒尺寸变化不明显,当固溶温度高于1 050℃时,晶粒尺寸以较快的速率增大;随着固溶温度的升高,合金的硬度和抗拉强度逐渐降低,伸长率不断增大;晶界析出相主要是由富含铬、钼的M_(23)C_6碳化物和含铬、镍、铁、钼的金属间化合物组成,晶界析出相的数量随着固溶温度的升高呈现先增多后减少的趋势,固溶温度为1 015℃时晶界析出相最多,此时合金的耐晶间腐蚀性能最差。     

新型Ni-Co基高温合金的显微组织特点和析出相热力学计算

利用光学显微镜和扫描电镜观察新型Ni-Co基高温合金的铸态组织,采用JMatPro软件在平衡和非平衡凝固条件下对该合金进行热力学计算,研究了合金的相析出特点。结果表明：试验合金呈现枝晶形貌,偏析严重,主要组织为γ′相、η相、γ/γ′共晶组织以及MC碳化物。平衡凝固条件下,试验合金的主要析出相为γ′、η、μ、σ、碳化物以及硼化物;钛和铝含量增加导致γ′相析出量增加,析出温度升高;η相析出温度和析出量随钛含量增加呈线性增加。在非平衡凝固过程中,钛、钼元素富集在液相中,而铝、铬、钴和钨元素在液相中贫乏。     

冷变形时效对Ni36CrTiAl合金组织与力学性能的影响

研究了Ni36CrTiAl合金冷轧后经650,670,700和720℃时效以及950℃固溶再进行650℃时效处理对组织与性能的影响.结果表明：随冷变形后时效温度的升高,胞状γ＇相长大明显,650℃时效后胞状γ＇相的直径为30～60 nm,720℃时效后为60～140 nm;冷变形后时效析出的胞状γ＇相比固溶后时效析出的数量多,尺寸大;冷变形后时效合金的强度和塑性随时效温度的升高而下降;固溶时效后的抗拉强度和屈服强度分别比冷变形时效降低了26.2%和45.3%,但断后伸长率却增加了1.2倍.     

一种700℃超超临界电站用新型高温合金力学性能及高温时效组织性能研究

通过拉伸试验、硬度试验、冲击试验和扫描电镜(SEM)等方法,研究了一种可能用于超超临界机组的新型Ni-Fe基高温合金在固溶状态下的力学性能及700℃高温短时时效后的组织与性能。结果表明,合金在700℃的强度较室温抗拉强度有一定程度降低,断后伸长率、断面收缩率则无明显下降;700℃高温时效初期,γ′强化相大量弥散析出,材料强度和硬度快速上升,伸长率和冲击吸收能量等指标大幅下降,之后趋于稳定,超过500 h后,随着γ′强化相的粗化和晶界处M23C6等碳化物相析出量增加,强度和硬度开始缓慢下降,塑性和韧性也有进一步缓慢下降的趋势。1 000 h以上长期时效后的合金性能稳定性有待进一步研究。     

热等静压FGH96合金热处理过程的组织

对热等静压FGH96合金热处理工艺进行了研究,采用物理化学相分析方法研究了FGH96合金热处理前后析出相类型、数量和γ′相粒径分布,研究表明FGH96合金中析出相主要是面心立方晶系γ′相,微量相主要为面心立方结构的M(C,N)和四方晶系的M_3B_2;热处理冷却速度对FGH96合金中析出相结构影响不大,但对FGH96合金γ′相析出行为有很大影响,通过降低热处理后冷却速度,FGH96合金中γ′相的尺寸和大尺寸γ′相的含量大幅度增加。     

热挤压态Cu-17Ni-2.5Sn-1.5Al合金的显微组织及强化机制

对铸造态Cu-17Ni-2.5Sn-1.5Al合金依次进行930℃×2.5h均匀化退火处理和950℃热挤压,研究了热挤压态合金的显微组织和拉伸性能,分析了其强化机制。结果表明:热挤压态合金的组织发生明显细化,平均晶粒尺寸约为32μm,基体组织中存在弥散分布的球形Ni3Al相,其直径约为10nm;热挤压态合金的抗拉强度达922MPa,屈服强度为779 MPa;合金中存在细晶强化、固溶强化以及第二相析出强化等3种强化机制,且以固溶强化为主,固溶强化占总强化效果的56%;铝元素主要起固溶强化和第二相析出强化作用。     

铼含量微量调整对第三代镍基单晶高温合金组织和高温持久性能的影响

制备了名义成分为Ni-9Ta-6Al-6W-4Co-2Cr-0.4Mo-xRe(x分别为6.2,6.8,质量分数/%)的两种单晶高温合金,研究了铼含量对合金铸态显微组织和相转变温度以及热处理态显微组织和高温持久性能的影响。结果表明:微量增加铼后,铸态合金的凝固偏析程度和γ+γ′共晶组织含量均增加,固溶过程中共晶组织快速溶解的峰值温度提高;热处理态合金中的γ′相尺寸略微减小,持久加载过程中拓扑密排相的析出量增加;铼的微量增加显著改变了铼和铬的成分分配比,增强了固溶强化效果,明显提高了合金的高温持久性能。     

定向凝固K17G镍基高温合金

本文研究定向凝固K17G合金显微组织特点及其与凝固时冷却速率关系,当冷却速率在0.4～1.0℃/秒时,其尺寸、数量与冷却速率平方根成反比。热处理对显微组织和机械性能有重要影响,重新析出的细小γ′相数量与固溶温度有关,尺寸则取决于时效温度(相同时效时间)。经1220℃/4小时/空冷加900℃/16小时/空冷热处理后,760℃66公斤/毫米~2的持久寿命为300～450小时,是普通铸造K17G合金的3～4倍;持久塑性δ在15%左右,约为普通铸造合金的4倍。对蠕变过程中MC碳化物及γ-γ′共晶断裂,也作了一些探讨。     

高温长期时效对镍基单晶高温合金γ′相形貌的影响

研究了长期时效对一种镍基单晶高温合金γ′相形貌的影响。结果表明:合金在950℃时效100h后,γ′相正方度略有下降,500h后γ′相开始沿不同的[100]方向长大。合金在1050℃时效100h后,γ′相开始沿不同的[100]方向长大,长大速度明显高于950℃时效。γ/γ′相界面能和弹性应变能的降低是γ′相长大的驱动力,γ′相按Ostwald熟化方式长大,即大的γ′相长大,小的γ′相溶解,高温长期时效过程中无有害相析出,表明合金的组织是稳定的。     

新型单晶高温合金长期高温时效后的显微组织和高温拉伸性能

对一种新型单晶高温合金进行高温(1 100℃)时效,研究了不同时效时间(0,200,400,600,800,1 000h)对其显微组织和高温(1 100℃)拉伸性能的影响。结果表明:时效前后,该新型单晶高温合金的组织均主要由γ基体和γ′相组成;随着时效时间的延长,γ基体通道的宽度及γ′相的尺寸均增大;时效600h后,合金中析出与基体有明显取向关系的细针状TCP相,TCP相的析出量随着时效时间的延长而增加;单晶高温合金的高温屈服强度和抗拉强度均随着时效时间的延长而降低,断后伸长率和断面收缩率则先增大后减小;时效前后,单晶高温合金的拉伸断口均具有颈缩和韧窝特征,断裂机制均为韧窝断裂。     

GH4720Li合金的枝晶间相与均匀化工艺

GH4720Li合金中Ti、Al含量较高,同时加入了Zr元素。铸态合金在枝晶间存在γ+γ′相共晶、MC型碳化物相、一次η相和Ni5Zr相。合金的凝固顺序为:L→γ;L→MC;L→γ+γ′;L→η;L→Ni5Zr。将铸态合金进行1130℃/20h+1180℃/10h两阶段均匀化处理可以消除枝晶间γ+γ′相共晶、一次η相和Ni5Zr相。     

时效温度对LF9合金组织与性能的影响

研究了在不同温度时效后LF9合金组织与性能的变化。结果表明：在相同保温时间下,随着时效温度的升高,合金的室温和高温拉伸强度均升高,塑性、冲击功均下降;时效后合金的主要析出相为γ＇、M23C6、MC相;主要强化相γ’的析出量随时效温度的升高而增加,当温度低于720℃时,γ’相析出量增加显著,温度高于720℃时,析出量的增...     

TG700A镍基合金在持久过程中的晶界析出相转变及断裂行为

在770℃、不同应力(160,200,260MPa)下对TG700A镍基合金进行持久试验,研究了该合金的显微组织及持久断裂行为。结果表明:试验合金的原始显微组织为等轴奥氏体,晶粒内部析出有均匀分布的细小球状γ′相,晶界处存在颗粒状的富铬M_(23)C_6碳化物;持久断裂后组织中未发现新析出相,晶界附近出现严重粗化的γ′相,晶界上存在γ′相贫化区;试验合金的持久断裂模式以沿晶断裂为主,晶界处的局部塑性变形导致了局部应力集中,促进了蠕变空洞或裂纹的形成,裂纹沿γ相和γ′相界面或γ′相贫化区扩展。     

新型Ni3Al基单晶高温合金的显微组织和拉伸性能

采用液态金属冷却(LMC)法制备了新型Ni₃Al基单晶高温合金并进行1 290℃×4 h固溶处理和1 000℃×4 h时效处理,研究了合金的显微组织与不同温度(23～900℃)下的拉伸性能。结果表明：经固溶与时效处理后,试验合金组织中的γ′相呈规则的立方体形状,平均尺寸约为0.55μm,体积分数约为72%;合金的抗拉强度与屈服强度随着温度升高先增大后减小,且均在800℃时达到峰值,分别为856,808 MPa;合金断后伸长率的变化规律与强度相反,在800℃达到最小值11%;在600℃及以下温度拉伸时合金的断裂模式为纯剪切型断裂,在760℃拉伸时为纯剪切断裂与微孔聚集型共存的混合型断裂,当拉伸温度在800～900℃范围内时为微孔聚集型断裂。     

扩散退火对Inconel 783合金显微组织及力学性能的影响

对Inconel 783合金铸锭先进行扩散退火处理,再进行热锻、固溶、时效处理,分析了扩散退火对该合金最终显微组织(主要是析出相)及力学性能的影响。结果表明:未经扩散退火处理的合金,最终显微组织中会生成较大尺寸的带状或枝晶状晶界β相及大块状的含铌碳化物,而经扩散退火处理合金中的析出相主要由细小且弥散分布的γ′相、颗粒状晶内β相和短棒状晶界β相组成;经扩散退火处理合金的室温屈服和抗拉强度分别比未扩散退火合金的提高近100MPa,伸长率提高近30%,650℃时的拉伸强度显著增加,塑性提高1倍多,这主要归因于扩散退火处理后显微组织中均匀弥散分布的细小析出相。     

舰船锅炉过热器用GH984合金中Al、Ti、Nb成分的研究

研究了不同Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ含量对ＧＨ９８４合金性能及γ′相析出的影响。结果表明，随Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ含量增加，合金的室温拉伸强度、７００℃持久寿命和γ′相数量不断增加。Ｎｂ含量为１．３５％时出现持久寿命峰值。在该合金中Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ含量（％）分别控制在０．６５、１．２４和１．３５附近时综合性能最佳。合金管材经舰船海上１０年运行考核，完全可以满足舰船长期使用要求。