Zr元素对9mass％Cr-ODS合金中析出相分布特征及硬度的影响

采用机械球磨的方式制备了Fe-9Cr-1.5W-3Y2O3和Fe-9Cr-1.5W-3Zr-3Y2O3合金粉,并对其进行了真空等温热处理.利用X射线散射(X-ray diffraction,XRD)、X射线吸收精细结构谱(X-ray absorption fine structure,XAFS)、小角度X射线散射(sm...     

含Li的Al-Zn-Mg-Cu合金沉淀析出过程的定量分析

应用小角度X射线散射技术结合TEM分析定量的描述Al-Zn-Mg-Cu-Li合金时效过程中析出相尺寸分布和形貌等信息。通过分析确定合金在几种时效状态下析出相为轴比在0．2～0．4之间的扁回转椭球形。确定了析出相特征尺寸的对数正态分布和质量依回转半径的Maxwell分布。并分析分布曲线随动力强度Ks的变化特征，可以看出，析出相尺寸和质量分布曲线基本满足随动力强度增加，几何平均值增加，分布范围变宽。     

热处理对稀土5Cr钢组织及析出相的影响

以稀土5Cr钢为对象,研究了热处理工艺(870、900、930 ℃保温50 min水淬,670、690、710 ℃保温90 min回火)对其组织及第二相析出行为的影响。结果表明,试验钢经870 ℃淬火后,组织未完全奥氏体化;随着淬火温度的升高,试验钢完全奥氏体化,原始奥氏体平均晶粒尺寸从900 ℃的13.49 μm增大到930 ℃的15.01 μm,且组织均匀性明显下降。合适的淬火温度为900 ℃。在670~710 ℃回火后,组织分布为回火屈氏体、回火屈氏体+回火索氏体、回火索氏体。回火后第二相为分布在基体上的Cr₇C₃碳化物及在界面聚集的Cr₂₃C₆碳化物。随着回火温度的升高,Cr₂₃C₆碳化物比例逐渐增加。为避免回火过程中M₂₃C₆型碳化物的聚集和粗化,合适的回火温度为690 ℃。     

合金元素对SKD61钢中析出相热力学的影响

采用Thermo-calc热力学计算软件,对SKD61钢在400～1600℃存在的平衡相进行了热力学计算,探讨了不同合金元素含量对回火析出相析出行为的影响,在此基础上设计出热处理工艺,并对热处理试样中的析出相经电解腐蚀后进行扫描电镜(SEM)和EDS研究。计算结果表明:SKD61钢中平衡析出相主要为MC、M7C3、M6C和M23C6,试样回火后的稳定析出相为MC和M23C6,合金元素V、C对MC相和M23C6相影响最大。SKD61钢热处理后的结果显示,该模具钢较合适的淬火温度区间为(1040±20)℃,回火温度的确定应以不出现粗大的M23C6碳化物相为宜。     

保温温度对含Ti低碳贝氏体钢组织性能及析出相的影响

利用扫描电镜、透射电镜和能谱仪等试验方法,研究了保温温度对低碳贝氏体钢组织性能及析出相的影响。结果表明:在350~520℃,随保温温度的升高,试验钢组织由板条贝氏体逐渐演变为粒状贝氏体;试验钢的强度逐渐降低,伸长率提高;析出相体积分数有所增加。在奥氏体向贝氏体转变结束后在贝氏体铁素体基体上沉淀析出的细小析出相,其平均尺寸为4~6 nm;析出相与基体呈共格或者半共格关系,其界面能较小,具有较强的热稳定性。     

利用小角中子核磁散射分离研究AerMet100钢中纳米析出相的形貌和成分

AerMet100超高强度钢以其优异的力学性能广泛应用于飞机起落架。其超高强度主要源于合金回火过程中产生的大量M₂C型针状析出相的二次硬化作用。由于AerMet100高强钢中的纳米析出相与马氏体基体共格且尺寸细小,无法进行萃取,很难采用传统成像手段对其尺寸和成分进行准确表征。本工作结合TEM和XRD的观测结果,采用小角中子散射（SANS）技术分别对454、482、486和498℃回火5 h的AerMet100合金钢中M₂C型针状析出相的尺寸、分布和含量进行了定量表征。通过在SANS实验时施加1.1 T横向磁场并对数据沿平行和垂直磁场方向按角度规约,实现了对数据的核、磁散射分离。对核散射曲线的模型拟合结果显示,合金中针状析出相平均长度为6～16 nm,平均直径为1～2 nm,针状碳化物相的体积分数随退火温度升高由0.54%逐渐提高至5.19%。磁散射数据得到的碳化物结构参数均大于核散射结果,说明在碳化物与马氏体基体相界面存在自旋错排的纳米磁畴区。此外,通过对碳化物和基体相中子核磁散射长度密度的对比计算,推断出针状碳化物的可能的化学组成和密度分别为：(Cr_0.4Mo_1.6)C和8.55 g/cm³。     

Ti-10Cr合金析出相对硬度的影响

测试Ti-10Cr合金经900℃固溶及400～700℃时效后的维氏硬度,采用XRD和TEM分析析出相的成分及形貌,研究硬度、析出相特征与热处理制度之间的关系。结果表明:经900℃固溶空冷后,析出相为细小、弥散的等轴ω相和少量α相,合金硬度达到HV560;经400℃时效后,ω相和α相长大,合金硬度值稍有下降;经500℃时效后,ω相消失,α相长大为片状,合金硬度明显降低;当继续升高时效温度时,片状α相会进一步长大,合金的硬度缓慢降低。     

时效处理对P92钢组织及硬度的影响

对经淬火+回火后的P92钢进行650 ℃不同时间时效处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对淬火和不同时间时效处理试样进行组织及析出相观察及分析;采用洛氏硬度计对其进行硬度测试。结果表明,P92钢淬火组织为板条马氏体+残留奥氏体+M₂₃C₆+MC。经不同时间时效处理后的基体组织均为回火托氏体,同时存在有M₃C、MC、M₂₃C₆等碳化物。时效150 h时Laves相开始析出,且随着时效时间延长,析出物尺寸增大,P92钢的硬度不断降低。时效初始硬度约为24 HRC,时效250 h后硬度约为20 HRC。     

氮对钒钢性能及析出相的影响

研究了钒钢增氮对钢性能及析出相的影响。结果表明,钢中增氮可显著提高钢的强度,每0.001%的氮可使钒钢强度增加约10MPa;钢中增氮促进了钢中细小、弥散V（C,N）强化相的析出,尤其促进了1-10mm级微粒的析出,并能细化铁素体晶粒,这是钒钢强度增加的主要原因。     

合金元素对A508-3钢平衡相转变相析出的影响

采用Thermo-Calc热力学软件计算了A508-3钢的热力学平衡相,研究了合金元素对A508-3钢平衡相转变相析出的影响。结果表明,A508-3钢平衡相转变时的析出相为渗碳体、KSI碳化物、M7C3、MoC和Mo2C,其中KSI碳化物是含Mo较多的渗碳体。综合各元素的影响,在平衡态条件下,C为0.19%时,Mn控制在中高限,Mo控制在0.47%～0.49%对力学性能的提高是有利的;C为0.17%时,Mn控制在中高限,Mo控制在0.51%～0.53%是冶炼时较为合适的成分控制范围。     

加热温度对耐火钢组织及析出相的影响

利用光学显微镜探讨了加热温度对耐火钢组织的影响,尤其是对钢中马氏体的影响,分析了马氏体在耐火钢中的作用。通过回火处理,研究了回火温度对微观组织的影响,利用透射电镜研究了回火前后钢中析出相的变化情况。结果表明:耐火钢的组织是由铁素体、贝氏体和马氏体组成;随加热温度的升高,马氏体含量先增后减,当加热温度达到770℃时,马氏体含量达到最大值;随回火温度升高,马氏体含量减少,析出相增多,并变的细小;析出相主要是Nb和Ti的碳化物。     

冷却速度对Al-Cu-Li系合金析出相及其硬度的影响

对Al-Cu-Li系合金在不同固溶冷却速度下的析出相进行了研究。结果表明：在固溶后的冷却过程中会有第二相析出,随着冷却速度的提高,第二相析出量减少,第二相的尺寸减小,在以18℃/s的冷却速度从520℃冷却到室温时,合金中仍有δ′相和T1相的析出,但合金在快速水淬过程中几乎没有第二相的析出。通过硬度测试发现,合金的硬度随冷却速度的增加而增大,这是因为过冷固溶体的固溶度随冷却速度的增大而增大,因此,固溶强化是实验合金固溶处理的主要强化机制。     

冷却速度对Al-CU-Li系合金析出相及其硬度的影响

对Al-Cu-Li系合金在不同固溶冷却速度下的析出相进行了研究。结果表明：在固溶后的冷却过程中会有第二相析出，随着冷却速度的提高，第二相析出量减少，第二相的尺寸减小，在以18℃／s的冷却速度从520℃冷却到室温时，合金中仍有δ’相和T1相的析出，但合金在快速水淬过程中几乎没有第二相的析出。通过硬度测试发现．合金的硬度随冷却速度的增加而增大，这是因为过冷固溶体的固溶度随冷却速度的增大而增大，因此，固溶强化是实验合金固溶处理的主要强化机制。     

时效温度对Super304H钢析出相的影响

利用扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射和透射电镜研究了新型奥氏体耐热钢Super304H在高温时效条件下析出相的变化.结果表明,Super304H钢经700～1250℃时效后,组织中出现4种析出相:Nb(C,N)、富Cu相、M_(23)C_6和NbCrN.随时效温度的不同,析出相发生析出或溶解的变化,同时它们的形态、分布和数量随温度变化呈现出不同的变化规律,其中M23C6在700～900℃主要沿晶界析出,这将会降低钢的高温蠕变强度及抗晶间腐蚀性能.     

低氮低钒D36船板钢中析出相的特征及沉淀强化作用

通过透射电镜观察了低氮低钒D36船板钢的析出相特征,并讨论了其沉淀强化作用。结果表明:实验用钢的组织均为铁素体-珠光体组织,珠光体中未见析出相,仅在铁素体中观察到析出相。VCx析出相为矩形片状形貌,在铁素体基体上均匀弥散沉淀,析出相以{100}α-Fe为惯习面,与基体存在Baker-Nutting取向关系;少量球状V6C5析出相(单斜结构)与铁素体基体存在一定取向关系,可能是共格VCx相通过碳原子重新分布转变而成。低氮低钒钢中加入0.05%V,沉淀强化值约为63 MPa,加入微量铌后在铁素体内形成一定密度的位错能有效发挥钒的沉淀强化作用。     

S元素含量对IF钢热轧析出物的影响

在Gleeble-3500热模拟试验机上,利用模拟轧制和卷取方法研究了不同S含量Ti-IF钢热轧成品第二相粒子的析出行为。试验结果表明,Ti-IF钢的析出物类型随着S含量的增加出现明显变化,当S质量分数为140×10^-6时,大尺寸析出物中出现TiS单独析出情况,同时随着钢中S含量的增加,大尺寸析出物(200 nm以上)逐渐增多,主要析出物类型为TiS和Ti₄C₂S₂;而小尺寸析出物(20 nm以下)逐渐减少,主要析出物类型为TiC。结合钢种的热力学分析可知,当S含量增加时,基体内固溶的C原子,首先满足Ti₄C₂S₂形成的需要,其次再以TiC的形式析出,可见S元素对固定间隙C原子有明显作用,由此提出钢种设计时S元素含量按下限设定的理论。     

700℃时效对9Cr ODS钢微观组织和力学性能的影响

为探究近服役温度时效行为对ODS钢微观组织和力学性能的影响,通过SEM、TEM和拉伸性能测试等方法,研究了9Cr ODS钢在700℃时效不同时间后的碳化物(M₂₃C₆)、纳米氧化物演变和力学性能变化。结果表明：在时效初期(≤200 h),M₂₃C₆在晶界处呈条带状快速析出并聚集长大,纳米氧化物无明显变化;在时效中期(200和1000 h),M₂₃C₆和纳米氧化物稳定长大;在时效后期(2000和3000 h),M₂₃C₆达到亚微米级,纳米氧化物的平均尺寸和数密度趋于稳定,与初始态相比,其平均尺寸的增长率为19.7%,数密度的下降率为27.1%。因纳米氧化物对不断增殖位错的钉扎,在部分晶粒内出现了位错胞和回复亚晶。9Cr ODS钢的拉伸强度在时效初期快速下降。在时效中后期,虽然纳米氧化物平均尺寸增加、数密度降低,但其钉扎作用仍然显著,以及基体中不断增殖的位错使得材料的拉伸强度维持稳定,延伸率在时效1000和2000 ...     

热等静压成型温度对雾化合金粉制备的9Cr-ODS合金钢组织及拉伸性能的影响

以雾化合金粉为原料采用热等静压成型制备了9Cr-ODS合金钢。首先,使用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了雾化法制备的合金粉的表面形貌和化学成分。利用电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)、小角X射线散射(SAXS)等研究了9Cr-ODS合金钢的晶粒形貌及平均尺寸、析出相的形貌及分布密度。结果表明：随着热等静压温度的升高,9Cr-ODS合金钢样品的晶粒逐渐长大,抗拉强度逐渐降低;900℃成型制备的9Cr-ODS合金钢的平均晶粒尺寸为0.62μm,其强度高于其他两个成型温度制备的样品。9Cr-ODS合金钢中各类型析出相的分布密度随着成型温度的升高而降低,尺寸则呈现长大的趋势。测试温度越高样品的抗拉强度越低,700℃测量时3个样品的抗拉强度比较接近。测试温度的升高会使样品的伸长率升高,但900℃成型制备的样品的伸长率在700℃测量时出现下降的现象。     

热处理工艺对9Cr2Mo钢硬度的影响

实验中首先设计了不同温度的淬火工艺,得出了9Cr2Mo钢得到最大洛氏硬度下的淬火工艺,同时得出9Cr2Mo钢在水和油中都能淬透;再研究不同回火工艺对9Cr2Mo钢洛氏硬度的影响,得出结果:9Cr2Mo钢的洛氏硬度随回火温度的升高先缓慢下降,当回火温度高于300 ℃时,随着回火温度的升高明显降低.     

Laves相析出对P92钢合金元素再分布的影响

对P92钢进行650℃,0~5000h时效实验,采用萃取复型和电化学萃取2种方法分离时效样品中的沉淀相,采用电感耦合等离子体发射光谱仪和EDS测定萃取物中合金元素的含量,揭示Laves相析出引起的合金元素再分布规律.利用Brinell硬度计测试P92钢时效过程中的硬度变化.根据合金元素再分布特性,建立基体溶质原子贫化损伤演化方程,采用基于物理本质的CDM模型评价其析出对P92钢蠕变寿命的影响.结果表明,时效前P92钢中约86%的W和Mo固溶于基体,剩余的14%分配在M23C6中.P92钢时效过程中由于Laves相析出发生合金元素的迁移,其析出主要夺取基体中的W和Mo原子,对时效前已析出的M23C6和MX相的成分影响很小.Laves相完全析出后,基体中W和Mo的分配量均降至50%左右.Laves相的析出还消耗基体的一部分Cr,使其分配量减少约3.6%.Laves相析出明显削弱溶质原子的固溶硬化作用,CDM计算表明,其析出使P92钢在650℃,100MPa下的蠕变寿命缩短24%左右.