长期高温服役后HP40Nb钢炉管的组织及剩余寿命

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、拉伸及冲击试验机等对服役15a的制氢转化炉中HP40Nb钢炉管的显微组织和力学性能进行了研究,依据高温持久试验结果估算了炉管剩余寿命。结果表明:长期高温服役后,炉管钢组织中晶界粗化并有G相析出,晶内二次碳化物析出明显,近内壁、近外壁和基体中均出现蠕变孔洞,近内壁和近外壁发生氧化和贫铬,外壁形成脱碳层;与原始铸态炉管相比,长期高温服役后炉管的室温抗拉强度降幅超30%,高温抗拉强度降幅约18%,室温冲击功下降明显,剩余寿命不足1a。     

过热对HP40Nb炉管微观组织和力学性能的影响

将铸态HP40Nb合金在1050,1100,1150℃下分别热处理了100 h和200 h,模拟炉管在实际服役过程中的过热情况.使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对原始材料和过热材料进行了微观组织表征和物相分析,并对碳化物的含量和形态进行了定量分析,此外还测试了过热前后材料的室温和...     

铸态和锻态Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金的热诱发马氏体相变

采用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等设备,对比研究了铸态和锻态Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金热诱发马氏体相变及其逆转变的特征,分析了显微组织对相变过程的影响机理。结果表明:铸态合金由尺寸较大的初生NiTi相、共晶相(细小NiTi相+β-Nb相)以及分布在共晶区的(Ti,Nb)_2Ni相组成,锻造后合金中的β-Nb相和(Ti,Nb)_2Ni相弥散分布在NiTi基体相中;铸态合金中初生NiTi相和共晶NiTi相间的铌含量不同及化学成分偏析造成了相变峰和逆转变峰呈宽而扁的特征;经锻造后,NiTi相得到细化,合金的成分更加均匀,其相变峰和逆转变峰呈窄而尖的特征。     

冶炼工艺对M963合金高温持久性能的影响

研究了浇注温度、熔炼温度对M963合金高温持久性能的影响。结果表明：随浇注温度升高，持久寿命随之提高；但浇注温度过高，(γ＋γ)相聚集，晶界变宽，导致合金持久寿命下降；随熔炼温度升高，铸态组织中MC碳化物变得细小均匀，合金持久寿命显著提高。但过高的熔炼温度却使合金中氮含量急剧升高，显微疏松增多，持久寿命下降。     

轧辊用高速钢铸态组织分析

利用XRD、SEM和EDS等方法对几种轧辊高速钢铸态组织中碳化物的类型、形态和分布等进行了研究,并对碳化物的体积分数进行了测定。分析了碳化物对铸态组织的影响以及合金成分与碳化物类型、体积分数之间的关系。结果表明：轧辊高速钢铸态组织主要由马氏体基体和少量的残余奥氏体以及MC型、M6C型和M2C型碳化物组成,其中MC型碳化物是影响轧辊高速钢铸态组织的重要因素。碳化物的体积分数随合金碳含量的增加而增加,并在一定程度上受到钨当量的影响。     

裂解炉管初生碳化物分类及对高温持久性能影响

研究离心铸造25Cr35NiNb+微合金和35Cr45NiNb+微合金乙烯裂解炉管初生碳化物分类及其高温持久性能。采用光学显微镜和扫描电镜观察分析了炉管原始铸态初生碳化物形态、分布和种类,采用高温持久蠕变试验机开展了试验温度900～1 100℃、试验应力12～45 MPa条件下的高温持久试验。结果表明:离心铸造炉管初生碳化物形态可归纳为正常和异常两种类型,正常初生碳化物为晶界骨架状、细条状Cr碳化物+短棒状、颗粒状NbC,异常初生碳化物为晶界团簇状、细颗粒状、点划线状Cr碳化物+团簇状NbC(或者G相)。正常初生碳化物炉管高温持久断裂时间显著长于异常的情况。最后,为了便于离心铸造炉管行业快速判断炉管高温持久性能,给出了正常和异常两种初生碳化物的对照图谱。     

高温时效对25Cr35Ni-Nb合金碳化物的影响

25Cr35Ni-Nb合金被广泛用作乙烯裂解炉和制氢转化炉炉管材料,服役温度高达1050℃。将25Cr35Ni-Nb合金炉管在不同温度时效100 h,通过对不同温度显微组织的观察和维氏硬度测试,研究了不同温度时效后碳化物的变化规律。研究结果表明：随着时效温度的升高,晶界碳化物宽度不断增大,由原始铸态平均宽度1.5μm,增大到1200℃时效后的5.3μm;从900℃到1100℃,奥氏体晶内碳化物平均尺寸由1μm长大至2μm,然而,随着时效温度提高至1200℃,晶内碳化物平均尺寸下降至1.7μm。当时效温度从900℃增加为1100℃时,维氏硬度从173 HV10升高为192 HV10,1200℃时,维氏硬度为193 HV10。碳化物尺寸及维氏硬度与时效温度之间定量关系对炉管服役温度范围的确定提供了参考。     

制氢转化炉管服役过程中组织性能研究

研究了制氢转化炉用25Cr35NiNb+微合金炉管服役过程中组织演变及其对性能的影响。采用场发射电子显微镜(FE-SEM)对炉管微观组织进行表征,并通过室温拉伸试验机和高温持久试验机对炉管的力学性能进行测试。结果表明,初期服役过程中,晶界骨架状碳化物粗化,向链状转变,NbC向G相(Ni_(16)Nb_6Si_7)转变,晶内析出二次碳化物。随着服役时间延长,二次碳化物在晶界聚集,晶界碳化物继续粗化至块状;炉管服役过程中抗拉强度和屈服强度逐渐降低,断后伸长率显著下降;服役8年的炉管,高温持久断裂时间较未服役炉管下降了约90%。     

铸造高铬钢变质处理研究

本文采用含Ｒｅ、Ｍｇ、Ｔｅ的复合变质剂，研究变质处理对高铬钢碳化物形态的影响及元素对变质效果的影响，试验结果表明，变质微量元素的使高铬钢铸态组织细化，出现大量离异共晶，经高温热处理后的网状碳作物明显断网。粒化，且均匀分布，其中急冷元素Ｔｅ的作用最显著；合金元素Ｓｉ对碳化物形态有明显影响，硅量增加，使铸态下共晶碳化物数量增多且粗大，经变质处理及热处理后，共晶碳化物沿晶界断继分布，一般控制在０．８％以     

服役5年后乙烯裂解炉管的组织与性能研究

采用场发射扫描电子显微镜、维氏硬度计和高温持久试验机等对服役5年后25Cr35NiNb+微合金和35Cr45NiNb+微合金炉管的组织与性能进行了研究。结果表明:经过5年的高温服役,25Cr35NiNb+微合金炉管外壁时效区组织为G相(Ni_(16)Nb_6Si_7)和M23C6型碳化物,内壁渗碳区组织为颗粒状NbC和M_7C_3型碳化物;35Cr45NiNb+微合金炉管外壁时效区组织为G相和M_7C_3型碳化物,内壁渗碳区组织为颗粒状、块状NbC、G相和M7C3型碳化物。相较于外壁时效区,两种材料内壁渗碳区硬度值升高约10%~15%,内壁渗碳后的炉管材料高温持久性能显著下降。     

粉末冶金Ti-22Al-25Nb合金的真空热压烧结工艺

以气雾化法获得的Ti-22Al-25Nb（at.%）预合金粉末为初始原料,采用真空热压烧结工艺方法制备组织致密、成分均匀的粉末冶金Ti-22Al-25Nb合金。应用有限元软件MSC.Marc对Ti-22Al-25Nb（at.%）预合金粉末的致密化过程进行数值模拟,分析了温度和压力对Ti-22Al-25Nb粉末致密化过程的影响,揭示了粉末相对密度随温度和压力变化的规律,得到优化的烧结工艺参数,以指导热压实验烧结。通过热压烧结实验制备了组织致密、成分均匀的Ti-22Al-25Nb合金,发现1 050 ℃/35 MPa/1 h条件下烧结的合金具有最优的室温和650 ℃高温综合力学性能。     

喷射成形工艺对高速钢组织和性能的影响

研究了喷射成形工艺对高合金化高速钢组织和性能的影响,结果表明:喷射成形工艺制备T15高速钢沉积坯件,坯件经过热加工后,致密度都达到99%以上,无宏观偏析,碳化物呈现均匀弥散分布在晶界和晶内,主要有M6C和MC两种碳化物相,经过热处理后,合金的抗弯强度平均达到4673MPa。在1250℃淬火后,最高硬度可达67.6HRC。     

Y对ZA84镁合金显微组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、电子万能试验机、扫描电镜和X射线等手段,研究了添加Y含量(0%～1.5%)对铸态Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,随稀土元素Y的加入,合金的铸态组织的变化趋势为先细化后粗化。适量稀土元素Y(0.5%)的加入使ZA84镁合金的组织明显细化,网状的τ-Mg32(Al,Zn)49相变成颗粒状。当Y含量0.5%时,网状的τ-Mg32(Al,Zn)49相重新出现,组织又逐渐粗化。合金的硬度值随Y含量的增加先升高后降低,且Y含量1.0%时达到最大值。稀土Y的加入,以固溶形式和形成强化相2种方式极大改善了合金的力学性能。当Y含量为0.5%时,获得最佳室温和高温力学性能,其常温抗拉强度和高温抗拉强度分别为206MPa和182MPa。与基体合金相比,分别提高了15%、14.4%。     

包覆镍CNTs/AM60复合材料铸态显微组织与力学性能

采用机械搅拌铸造法制备了包覆镍碳纳米管(CNTs)/AM60复合材料,研究了包覆镍CNTs加入量对铸态复合材料力学性能的影响规律,并用扫描电子显微镜观察了复合材料的拉伸断口形貌以及显微组织。结果表明:复合材料显微组织为等轴晶,包覆镍的CNTs主要分布在-αMg共晶相内和晶界处,不仅起到细化晶粒的作用,而且还起到搭接晶粒和强化晶界的作用;复合材料的力学性能随CNTs加入量的增多呈现先增大后减小的趋势,当其质量分数为1%时,抗拉强度、显微硬度、伸长率同时达到最大,比AM60镁合金分别提高了46.23%,41.82%,74.52%,弹性模量在其质量分数为1.2%时达到最大。     

钇元素及固溶处理对AZ31镁合金组织和性能的影响

通过力学性能检测、SEM和XRD分析,研究了钇元素及固溶处理对AZ31镁合金组织和性能的影响,并分析了其断裂方式。结果表明:稀土钇元素能够细化铸态α-Mg基体组织,对镁合金具有较好的细晶强化作用;钇元素和铝元素形成的Al2Y化合物,在细化晶粒的同时均匀分布于晶界处,可强化晶界,提高合金的力学性能;钇元素质量分数为1.0%时,合金的力学性能最佳;进行440℃×10h的固溶处理能使加入0.5%(质量分数)钇元素的合金组织最为均匀;加入钇元素后,合金以韧性断裂和准解理断裂相结合的方式断裂。     

均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响

采用电导率测试、室温拉伸性能测试、扫描电镜和透射电镜分析等方法,研究了不同的均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响。结果表明:铸态铝锌镁钪合金为过饱和固溶体,合金元素在晶界偏析,形成了富锌、镁的非平衡共晶T相和富铁、硅、锰的杂质相;当均匀化温度为350℃,过饱和基体析出平衡相η-MgZn2;随着均匀化温度的升高,非平衡共晶T相逐渐溶入基体,电导率下降,晶内析出大量Al3(Sc,Zr)粒子,合金的热加工性能提高;470℃×12h是试验合金较适宜的均匀化制度。     

Ca对Mg-6Al合金微观组织和力学性能的影响

通过采用合金制备、组织分析、力学性能测试等手段,研究了Ca的加入对Mg-6Al合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,适量Ca的加入能够细化合金组织,随着Ca加入量的增加,β-Mg17Al12相逐渐消失,并沿晶界析出了高熔点的Al2Ca相。同时,Ca的加入使得相形貌从细骨骼状逐渐演变为连续网状。3种工作温度的力学性能检测结果表明,随Ca的加入,试验合金的拉伸性能先增加后降低,且在Ca含量为0.5%、1%时,分别获得最佳室温和高温性能,但Ca的加入降低了整体的合金塑性。     

时效工艺对新型铸造铝铜合金微观组织和性能的影响

对不同时效工艺条件下新型铸造铝铜合金的力学性能、微观组织结构进行了分析,结果表明:新型铸造铝铜合金有很好的时效硬化特性,当保温时间为4 h时,硬度可达到较高值;经时效处理后试样的晶粒尺寸明显减小,晶界和晶粒内部均有大量析出相析出且分布均匀。     

25-12型奥氏体耐热铸钢时效后的组织与性能

研究了经N，Nb和Re微合金化的25－12型奥氏体耐热铸钢的显微组织。该钢淬火时效后的组织由树枝状初晶奥氏体及分布于枝晶间的M23C6共晶碳化物组成，奥氏体中析出了二次M23C6，共晶碳化物附近存在无析出区现象；测试分析了材料的常温力学性能。     

喷射成形高速钢中碳化物的类型与形貌

采用OM、SEM、XRD、EPMA、AFM等方法,对利用喷射成形技术生产的高速钢组织中碳化物类型与形貌进行了分析.结果表明:该钢显微组织为细小、均匀的等轴晶,其中主要存在M6C和MC两种类型的碳化物,其中骨骼状M6C型碳化物分布于晶界处,较大的颗粒状MC型碳化物主要分布于晶界交界处,细小的笋状MC型碳化物均匀分布于晶粒内部.