高温合金导板的析出相与使用寿命的研究

采用OM、SEM对国内外铸造成型的热轧无缝钢管孔型控制用导板进行组织观察,对其基体和析出相的化学成分进行了EDS分析,发现直接铸造成型工艺制备的导板无法形成典型Cr的碳化物,从而直接影响了导板的使用寿命。这说明形成典型碳化物能提高导板的使用寿命。     

WC/W_2C_P在NiCrBSi合金中的分解机理及其表面渗碳改性

为了抑制铸造碳化钨颗粒(WC/W2C P)在复合材料制备过程中的过度分解,利用SEM、EDS和XRD等测试手段对WC/W2C P在Ni Cr BSi合金中的分解机理及其表面改性渗碳处理进行了研究。结果表明,铸造碳化钨由WC和W2C两相组成,在Ni Cr BSi合金中WC相比W2C相具有更好的化学稳定性。在熔烧法制备WC/W2C P增强Ni Cr BSi基复合材料涂层的过程中,基体熔液和WC/W2C P发生元素互扩散;WC/W2C P中的化学稳定性差的W2C相与从基体熔液中扩散过来的Ni、Cr等元素反应生成了富W、Ni的碳化物,而化学稳定性好的WC相几乎完整的保留下来;基体中的Ni、Cr元素与从WC/W2C P中扩散过来的W、C元素形成了富W、Ni、Cr的碳化物在凝固过程中析出。经渗碳表面改性后,WC/W2C P表面形成了化学稳定性好的WC壳层,该壳层能有效抑制WC/W2C P在基体中的扩散分解,减少基体中碳化物的析出。     

铝含量对Fe-12Cr-1.5B-Al合金凝固组织和硬度的影响

用真空感应炉熔炼含0-8.0%Al的Fe-12Cr-1.5B-Al合金。采用光学显微镜、扫描电镜、XRD、洛氏、维氏硬度计,研究了铝含量对Fe-12Cr-1.5B-Al合金凝固组织和硬度的变化规律。结果表明:无铝Fe-Cr-B合金凝固组织由基体和硬质相组成。基体主要是马氏体和少量奥氏体组织。硬质相有M2(B,C)、M7(C,B)3和M23(C,B)6。铝的加入使Fe-12Cr-1.5B-Al合金基体转变为珠光体和铁素体组织,而对硬质相类型无明显影响。当铝含量超过6.0%时,部分铝元素与铁结合形成铁铝金属间化合物。Cr元素主要存在于硬质相中,基体中也含有一定量的Cr元素。Al元素主要存在于基体和铁铝金属间化合物中。B元素主要存在于M2(B,C)相中。无铝Fe-Cr-B合金洛氏硬度达到61.1 HRC,随着铝含量的增加,Fe-12Cr-1.5B-Al合金的洛氏硬度以及维氏硬度呈现先急剧下降后缓慢升高的趋势。     

回火对新型机械工具钢碳化物析出行为的影响研究

采用箱式电阻炉对试验工具钢进行了不同工艺的回火处理。用扫描电镜对钢中碳化物的形貌进行了观察,用化学方法对析出的碳化物的含量和成分进行了分析。结果表明,试验钢在900℃淬火后的组织为马氏体+碳化物,有较多未溶碳化物在原奥氏体均匀分布;200℃×2 h回火对于组织中碳化物的析出不明显,300℃×2 h回火时析出相严重粗化,造成性能明显下降,而当采用160℃×10 h低温回火工艺时,析出相含量大大增加,呈细小弥散分布,性能得到明显提高;在各种工艺回火后,组织中M_3C的含量均较淬火态明显增加,而MC含量较淬火态无明显差别,M_3C析出相中主要以Fe、C、Cr三种元素为主,MC析出相中主要以V、C、N三种元素为主,还含有少量的Nb、Ti、Cr、Mo等元素。     

Cr含量对单晶高温合金显微组织和力学性能的影响（英文）

在真空定向凝固炉中制备Cr含量分别为2%和4%(质量分数)的两种单晶高温合金,保持其他合金元素含量不变,研究Cr含量对单晶高温合金组织、相稳定性、1100°C拉伸性能和1070°C、160 MPa条件下持久性能的影响。结果表明,随着Cr含量的增加,合金中γ′相尺寸减小,其均匀化和立方化程度稍有增加。经1100°C长期时效处理后,两种合金的γ′相都发生了粗化和筏排化,且筏排化速率随着Cr含量的增加而增加。两种合金中都有针状TCP相析出,并沿固定的方向生长,且TCP相的析出速率和析出量随着Cr含量的增加而增加。随着Cr含量的增加,合金的高温拉伸性能提高,而持久性能降低。Cr含量的增加提高了TCP相形成元素Re、W和Mo在γ基体中的过饱和程度,因而Cr含量的增加降低了合金的高温组织稳定性。     

镍基耐蚀合金028平衡相的析出行为

为了给冶炼成分设计、热加工工艺和热处理制度提供理论依据,利用扫描电镜(SEM)和热力学计算软件Thermo-Calc对028合金中析出相的特征进行观察和元素含量变化对其影响进行计算分析,并给出主要元素的合理控制范围。结果表明:不同状态的028合金晶内和晶界会析出σ相,720℃时效1 000 h后会析出大量针状σ相;028合金的主要平衡相为γ、M23C6、σ和α-Cr相;碳含量的增加可以显著地提高M23C6的析出量和析出温度,碳含量应控制在0.02%(质量分数)以内;随着Cr和Mo含量的增加,σ相的析出量增多,析出温度升高,由于σ相是有害相,Cr和Mo的含量需分别控制在26.5%和3.5%以内;初始Cr和Mo含量增加,基体γ相固溶的Cr和Mo含量也增加,初始Cr和Mo含量应分别控制在26.5%~27.5%和3.0%~4.0%之间。     

CALPHAD技术在Co基粘结层合金制备中的应用

利用CALPHAD方法预测了Co基粘结层合金元素对相组成的影响,计算结果表明:Al对β′和γ相的析出量影响显著,Cr对σ相的析出量影响显著,从而确定了Al和Cr元素合适的成分范围分别于13%和22%附近。在此基础上计算了设计成分合金的相组成随温度的变化规律,结果表明:合金于1208℃开始从基体β′相中析出γ相,974℃时,γ含量达到最高,随后将析出脆性的σ相。依据此相转变规律建议给出了合金的热处理工艺,1300℃固溶,结合1000℃时效处理。采用真空感应熔炼制备合金样品,铸态合金经上述热处理后得到β′+γ的两相组织,合金元素的偏析明显改善,非晶组织基本消除,得到较为理想的热障涂层粘结层用Co基合金靶材。     

α-Cr precipitation behavior and its effect on high Cr-containing superalloys

为了对不同Cr含量高温合金中α—Cr相析出行为进行对比研究，优化高Cr合金中α—Cr相的组织形态，通过微观分析手段对不同Cr含量的GH169，GH625，GH648及两种高Cr实验合金进行α—Cr相析出行为的对比分析，同时通过特殊热处理对高Cr合金α—Cr相组织优化进行了初步研究．结果表明，Cr含量低于25％的GH169和GH625合金在标准热处理后均没有α—Cr相析出，但经过长期时效后α—Cr相依附于δ相和M6C的界面析出；而Cr含量大于30％的GH648合金以及更高Cr含量的两种实验合金，α—Cr相已直接从奥氏体基体中析出，并有不同的析出存在形态，随Cr含量增加，α—Cr相从短棒状和颗粒状向长片条状和层片状的析出方式变化．同时，通过特殊热处理优化α—Cr相组织分布形态，获得细小弥散分布的α—Cr相，为高Cr合金的发展奠定研究基础，     

430不锈钢轧制过程中析出物的研究

应用Gleeble-1500热模拟试验机,对C含量分别为0.029%和0.100%的两种铁素体不锈钢SUS430进行热模拟试验,然后通过扫描电镜对析出物进行观察。结果表明,富Cr的析出物沿晶界分布较多,晶界内部基本均匀分布,少量试样中出现圆球形的析出相,经能谱仪分析可见其含有Si、Cr和Fe元素,其中的Si含量较高,为夹杂,因其尺寸较小,并弥散分布,对基体起到强化作用。在试样中发现少量富Cr相,经能谱仪分析可见,其含有Cr和Fe元素,与基体材料相比Cr含量较高,为α相。     

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.