真空感应熔炼超纯净镍基高温合金脱氮的研究

研究了真空感应熔炼Ni基高温合金过程中的脱氮行为。计算了不同真空度及加Al和Ti条件下Ni-6Cr-5Co-2Mo-6W合金在1600℃时氮的溶解度。 实验表明在CaO坩埚精炼过程中加Al脱氮有促进作用;加Ti则对脱氮有明显不利影响。提高熔炼真空度是促进脱氮的有力措施。     

镍基高温合金真空感应熔炼脱氮与脱硫

研究了采用CaO坩埚真空感应熔炼镍基高温合金过程中脱氢与脱硫行为，发现只用CaO坩埚不能脱硫；结合坩埚壁的XRD分析结果讨论了CaO坩埚脱硫机理，加Al对脱氮有促进作用，对脱硫具有重要作用，加Ti对脱氮有明显不利影响，提高熔炼时真空度是促进脱氮的有力措施。     

镍基高温合金真空感应熔炼脱氮的研究

研究了采用CaO坩埚真空感应熔炼镍基高温合金过程中的脱氮行为.试验表明在精炼过程中加Al对脱氮有促进作用;加Ti则对脱氮有明显不利影响;提高熔炼时的真空度是促进脱氮的有力措施.     

镍基高温合金的真空感应熔炼脱氧

研究了在真空感应炉中使用CaO坩埚熔炼镍基高温合金的脱氧效果，分析了加入0.02%C和0.5%Al对脱氧的影响，初步进行了在CaO坩埚中脱氧反应的热力学计算。研究表明：熔化期可以脱除大部分的氧；采用CaO坩埚，选择合适的熔炼工艺及C和Al加入量，可使氧的含量降低到小于0.0006%。     

用CaO坩埚真空感应熔炼镍基高温合金脱氧研究

研究了使用CaO坩埚真空感应熔炼Ni-6Cr-2Mo-6W-5Co合金时CAl的脱氧作用.从热力学上计算了镍合金液中C-O反应与Al-O反应的平衡值,计算结果表明,C-O反应远未达到平衡,而Al-O反应在1773K能脱氧至6×10-6以下.计算了C与Al,Al与CaO及C与 Al2O3的反应,结果表明:上述反应在真空感应熔炼条件下均可以进行,从而导致合金液精炼期Al与C的浓度下降值分别约为脱氧所需值的20-50倍和1.3-3.5倍.     

半连续式真空感应炉冶炼镍基高温合金

使用VIFL-0.5 t真空感应熔炼炉冶炼INCONEL 718高温合金。实验结果表明选用杂质含量较少、纯净度较高的氧化镁质坩埚和合理使用返回炉料以及合理选择新配炉料的化学成分,可以将高温合金中的氧含量控制在0.001 0%以下、氮、氢元素含量控制在0.005%和0.000 3%以下。在真空感应熔炼过程中,充入氩气保护、合理安排易烧损元素的加入顺序,可以实现在较低的真空度下使铝、钛等易烧损合金元素保持较高的收得率。     

高Cr镍基合金脱氮反应热力学与动力学研究

Cr作为抗热腐蚀性元素铬在高温合金中广泛添加,因其可增大氮元素溶解度,故高铬合金的冶金脱氮难度较大。合金氮含量升高可引发氮化物析出进而影响材料组织质量与力学性能,因此,非常必要澄清高Cr合金的脱氮行为与规律。本文以高Cr镍基合金为实验对象,对其在真空感应熔炼脱氮过程的热力学与动力学进行研究。结果表明,氮在高Cr镍基合金中的热力学平衡溶解度较高且主要受真空压力控制,为实现[N]≤10 ppm的纯净度指标,合金冶炼真空压力不可高于0.1Pa。脱氮反应初期氮含量迅速下降,但反应中后期需较长时间才可接近氮平衡溶解度,提高精炼温度有助于缩短脱氮平衡反应时间。动力学分析表明高Cr镍基合金脱氮符合二级反应规律,受界面化学反应过程控制,1500℃、1550℃和1600℃条件下的脱氮表观速率常数分别为0.0184m?s-1、0.0233 m?s-1和0.0397 m?s-1,表观活化能为211.4 kJ?mol-1。     

镍基高温合金的真空感应熔炼脱氧

研究了在真空感应炉中使用Cao坩埚熔炼镍基高温合金的脱氧效果，分析了加入0．02％C、0．5％Al对脱氧的影响。结果表明：采用CaO坩埚，选择合适的熔炼工艺及C、Al加入量，可使氧的含量降低到小于0.0006％。     

La和Mg对HS690镍基合金锻造裂纹敏感性的影响

采用真空感应熔炼,精选原材料,使用MgO坩埚,在HS690镍基合金中加入一定含量的稀土La和金属Mg,试验结果表明:La+Mg含量超过一定值时,铸锭锻造开坯时,在表面及其内部产生大量裂纹,致使锻件报废。因此适当控制两者的含量是十分必要的,为下一步后序加工打下基础。同时,在低硫含量范围内加入稀土,La起不到脱硫作用。     

Inconel690合金离子渗氮工艺研究

对镍基合金Incone1690进行离子渗氮处理,利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度计等对渗氮层进行表征.结果表明:经1050℃固溶处理和700℃TT处理后的试样在540℃渗氮时渗氮层以化合物CrN及贫N、Cr的铁镍奥氏体( γ-FeNi)为主;而仅经1050℃固溶处理时渗氮层以γN相为主,厚度5～7 μm,硬度提高明显.     

镍基690合金的动态再结晶行为研究

通过热物理模拟实验研究了690合金在热变形过程中的再结晶行为,使用定量金相的方法建立了690合金的再结晶图。结果表明:热变形过程中690合金发生明显的动态再结晶行为,变形参数对690合金热变形后的显微组织具有重要影响;应变速率为1s-1是非常重要的应变速率临界点,在该临界点进行热变形时动态再结晶程度最小;所建立的再结晶图能够对690合金的热加工成形工艺参数的制定提供重要依据。     

690合金铸锭和锻件的镦粗过程数值模拟

利用单向压缩实验分别获得了以柱状晶和等轴晶为初始组织的690合金高温流变曲线,并将其导入Deform有限软件中,模拟了两种状态下合金的锻造镦粗工艺过程,重点对比了原始组织对镦粗峰值载荷的影响。结果表明:铸态和锻态690合金在热压缩过程中均发生了动态再结晶,在相同变形条件下,锻态合金再结晶比例大。镦粗过程中的峰值载荷随锻压速度的增大和坯料预热温度的减小而升高,且一般情况下铸态合金的峰值载荷更大。两种合金不同温度下应变速率敏感因子的差别导致了二者镦粗峰值载荷随工艺参数变化的规律不同。     

690镍基合金真空感应熔炼脱硫

采用真空感应熔炼,精选原材料,分别利用预制MgO坩埚和预制CaO坩埚,其中在MgO坩埚中加入稀土镧,在CaO坩埚中加入金属铝,采用这两种不同的工艺分别对690镍基焊接材料进行脱硫.结果表明,在低硫含量范围内(S≤0.003%,质量分数),前一种工艺起不到脱硫作用,而后一种工艺却大幅度脱硫,铸锭硫含量降低到0.0004%...     

Role of lead in electrochemical reaction of alloy 600, alloy 690, Ni,Cr, and Fe in water

It has been reported that lead causes stress corrosion cracking (SCC) in the secondary side of steam generators (SG) in pressurized water reactors (PWR). The materials of SG tubings are alloy 600, alloy 690, or alloy 800, among which the main alloying elements are Ni, Cr, and Fe. The effect of lead on the electrochemical behaviors of alloy 600 and alloy 690 using an anodic polarization technique was evaluated. We also obtained polarization curves of pure Ni, Cr, and Fe in water containing lead. As the amount of lead in the solution increased, critical current densities and passive current densities of alloy 600 and alloy 690 increased, while the breakdown potential of the alloys decreased. Lead increased critical current density and the passive current of Cr in pH 4 and pH 10. The instability of passive film of steam generator tubings in water containing lead might arise from the instability of Cr passivity.     

Inconel 690合金的固溶处理制度

研究了1050～1200℃固溶处理对Inconel 690合金微观组织的影响。结果表明:固溶温度对合金微观组织的影响比较大,当固溶温度为1050℃时,晶粒由初始约10μm长大到19μm,当温度超过1125℃时,晶粒长大速度加快,当温度达到1150℃时,晶粒迅速长大到66.1μm。合金中的富铬碳化物含量随固溶温度的升高而逐渐减少,在1125～1150℃进行固溶处理时,碳化物全部溶解。由公式计算,结合扫描电镜结果,确定出合金中富铬碳化物的完全溶解温度为1136℃左右。     

Intergranular corrosion resistance of nickel-based alloy 690 weldments

This study focused on the temperature distributions and thermal histories of alloy 690 weldments, as well as the residual stress, grain boundary character distribution, degree of sensitization, and carbide precipitation, to evaluate the combined effects of these factors on the intergranular corrosion resistance of the weldments. Both laser beam welding and gas tungsten arc welding were performed for comparison. The results show that laser beam welding, with its narrower temperature distribution and rapid heating/cooling, resulted in more low energy Σ (1 ≦ Σ ≦ 9) boundaries, lower residual stress, and considerable suppression of Cr₂₃C₆ carbide formation. Therefore, laser weldment had a low degree of sensitization, and thus the intergranular corrosion resistance was significantly improved.     

铸态690合金的热压缩变形行为

针对铸态690合金,利用单向热压缩实验研究了外力与柱状晶垂直时材料的热变形行为,并对流变曲线进行了本构分析,对变形显微组织进行观察。结果表明:在工程应变量50%范围内,铸态690合金的变形抗力随着应变量的增大而持续增长,变形结束时仍没有达到峰值应力。硬化率曲线存在3个线性区域,而动态再结晶区域只在应变速率为0.01 s-1时出现。变形温度的升高和应变速率的降低均会使流变应力减小。组织分析表明,柱状晶条件下材料的动态再结晶主要有3种形核方式:应变诱发晶界迁移、碳化物颗粒诱发形核和形变带亚晶转化形核。再结晶软化作用的弱化和亚晶的形成是导致铸态690合金变形抗力持续增加的主要原因。     

工艺参数对高温合金Inconel 690管坯扩孔热成形影响的有限元模拟

通过高温压缩实验获得Inconel 690合金的应力-应变曲线,并构建了在高温下塑性变形的本构关系。针对Inconel690管坯扩孔质量缺陷,结合热变形本构关系,建立了扩孔过程的二维轴对称有限元模型,分析了不同工艺参数对扩孔热成形的影响。结果表明,扩孔头锥角过大使得缩径量加大,坯料同心度和管壁厚尺寸稳定性下降,扩余增加;锥角过小,管坯头部不平整度增大,增加了端面的修磨和清理,并且增加了扩孔头长度,与扩孔杆装配难度增大。当润滑不好时,扩余高度显著增大,材料利用率降低,内孔表面更加粗糙,易产生折叠缺陷,且加剧了扩孔杆的磨损。