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。     

钨含量对钴-铝-钨合金中γ′强化相的影响

为了解元素钨含量对新型钴-铝-钨合金中γ′强化相的影响,用燃烧合成法制备了不同钨含量的合金,通过SEM、XRD、EPMA、DSC等方法分析了钨含量对合金中γ′强化相形貌、数量以及稳定性的影响。结果表明:钴-铝-钨合金显微组织是由富钴基体及其γ′-Co3(Al,W)强化相和少量碳化物组成;γ′-Co3(Al,W)强化相比Co3Al具有更好的稳定性,随着钨含量的增加,合金的液相线温度升高,强化相的数量也增加;当钨质量分数为26.36%时合金中γ′强化相的稳定性最好。     

铼含量对第四代镍基单晶高温合金凝固组织的影响

以第四代镍基单晶高温合金DD15为基础,将其铼含量(质量分数)分别调整为5%,6%,7%制备单晶高温合金,研究了铼含量对合金凝固组织特征与元素分布的影响。结果表明：随铼含量的增加,试验合金的γ′相析出温度、溶解温度升高,固相线温度略微下降,液相线温度无明显变化;增加铼含量,合金一次枝晶间距与二次枝晶间距均增大,(γ+γ′)共晶组织含量增多,γ′相尺寸减小,体积分数降低;铼含量的增加使得合金组织中负偏析元素铼、钨、钼、铬、钴的偏析程度降低,但正偏析元素钽的偏析程度增大。     

汽轮机高温叶片用3325YC1钢中析出相的热力学计算及钢的成分优化

利用热力学计算软件Thermo-Calc计算出不同温度下3325YC1钢中M_(23)C_6和M_2B析出相的含量,以及铬、钨、钼元素含量对这两种相析出温度和析出量的影响;在此基础上通过降低铬、钨、硼含量对钢的成分进行调整,并对成分调整前后钢的高温拉伸、疲劳和持久性能进行了对比试验。结果表明:铬是M_(23)C_6和M_2B相的主要形成元素,增加铬含量对这两种相的析出量没有影响;钨是M_2B的主要形成元素,随着钨含量增加,M_2B的析出量增加,但析出温度没有变化;硼含量增加能明显提高Cr_2B和M_2B相的析出量,但不影响它们的析出温度;钢的成分调整后基本不会影响它的高温瞬时拉伸性能和疲劳性能,其在620℃、10万h的Larson-Miller外推持久断裂强度仍高于100 MPa。     

钴对Refractoloy 26合金显微组织的影响

本文较系统地研究了钴对Fe-Cr-Ni-Co 高温合金Refractoloy 26组织结构的影响。结果表明:降低合金含钴量,使γ′析出相的重量百分数和颗粒尺寸增大,而γ-γ′相的点阵错配度减小;使合金中析出的MC 碳化物稳定性降低,从而在时效过程中形成较多的M_(23)C_6和M_6C 碳化物,使析出的碳化物总量增加;在高钴合金中,M_(23)C_6碳化物不再存在,但有μ相析出。定量金相分析结果证明钴对孪晶形成的数量和形貌均有影响。     

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。     

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。     

新型钴基高温合金成分设计及其组织与性能

设计了新型钴基高温合金的成分,并对新合金的组织及性能进行了研究.结果表明：钨作为合金的主要固溶元素,其质量分数必须控制在17.0%～18.5%的范围内,才能有效地起到固溶强化作用,过多的钨元素将与钴、碳、铬、镍等元素形成大量的μ和M6C等析出相,晶粒也因此而细化,虽然合金的室温强度会有所提高,但在1200℃的高温下变得较为薄弱的大量晶界使强度明显降低.     

奥氏体时效硬化型高温合金

TECHALLOY WASPALOY是一种镍基奥氏体沉淀硬化型合金。由于固溶强化元素钼、钴、铬和时效强化元素铝、钛的加入,使这种合金在高温下具有很高的强度。硼和锆的加入,又使之获得最佳的“应力-断裂”强度。该合金至少在1600°F下具有很高的强度和优异的抗腐蚀、抗氧化性能。     

800 MPa级钛铌析出强化高强钢焊接接头的组织与力学性能

采用混合气体保护焊,在13kJ·cm-1热输入下对3种不同钼、硼含量的800MPa级钛铌析出强化高强钢进行焊接试验,并对焊接接头的组织、强度及硬度进行研究。结果表明:低钼含量高强钢存在热影响区软化现象;随着淬透性元素钼和硼的添加,焊接热影响区的硬度增大,抗拉强度由720 MPa分别增至760 MPa和795 MPa;钼和硼元素的添加对(Ti,Nb,Mo)(C,N)第二相粒子在热影响区的行为没有显著影响。     

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。     

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...     

碳含量及铝+硼复合添加对低碳钢抗时效性能的影响

采用Thermo-Calc热力学软件计算不同碳含量与复合添加铝、硼后低碳钢的热力学平衡相图,研究了碳、铝、硼元素在试验钢中的固溶、析出行为以及试验钢的显微组织、力学性能和抗时效性能。结果表明:当碳质量分数由0.003%增至0.020%时,试验钢基体中固溶的自由碳原子含量增加;而当碳质量分数增至0.053%时,钢中渗碳体的析出量增加,固溶的自由碳原子减少;复合添加铝+硼后,钢中的氮原子以AlN与BN形式析出,固溶的自由氮原子减少;碳含量以及铝+硼的复合添加对试验钢室温拉伸性能影响较小;随着碳含量的增加,试验钢的晶粒尺寸减小,时效指数先增大后减小;当碳质量分数为0.020%时,试验钢抗时效性能最差,复合添加适量硼+铝有助于改善低碳钢抗时效性能。     

微合金碳氮化物的结构与析出形态

研究了含钒、钛元素的Ｆｅ－Ｃ合金中碳氮化物的析出相形貌、结构和化学组成的关系,指出了方形和球形析出相结构为（ＴｉｘＶ１－ｘ）Ｃ（Ｎ）,等温温度较高时形成碳氮化钒中富集较多钛,而等温温度较低时形成碳氮化钒中含有极微量或不含钛,片状相结构为ＶＣ（Ｎ）。碳氮化物析出相有弥散析出、相间析出、纤维状析出及等温变温度较低时,碳氮化物在铁素体晶内沿位错处弥散析出等形态。本工作出现的纤维状析出可能是细小片状碳氮化     

固溶温度对LF9镍基合金中η和γ′相尺寸、数量及冲击性能的影响

用SEM、TEM、EDS和ICP-AES等方法进行微观组织分析,用冲击试验机测定冲击性能,研究了LF9镍基合金经(800～1 040)℃×1 h固溶水冷处理后γ′相和η相的变化及对合金冲击性能的影响.结果表明:合金中的γ′相在高温下发生长大,原始锻态γ′相的平均尺寸约20 nm,980℃固溶时平均尺寸约120 nm,而1 020℃时γ′相完全溶解;820℃时次生析出η相沿晶界平行往外生长,在η相两侧形成贫γ′区,约980℃时析出量达到最多,约1 040℃时完全溶解;贫γ′区的微塑性区能减缓裂纹的扩展速率,改善合金的冲击性能;η相的析出数量增多和尺寸增大降低了合金的冲击性能.     

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。     

高温合金的车削加工

<正>用高速钢、硬质合金车刀车削镍基合金(例如Inconel 718、Hastelloys和Waspaloy等),钴基合金(例如Stellite和Mar-M302等)和铁基合金(例如incoloy、A-286和Greek、Ascoloys)等奥氏体高温合金是切削领域中的最大难题之一。这是因为含有铝、钛、铌等γ相形成元素和钼、     

铸态K480和DD407高温合金在长期时效过程中γ′相的稳定性

研究了两种典型铸态K480及DD407高温合金在870℃下经3 000 h时效过程中γ′相的稳定性,探讨γ′相的粗化机制。结果表明:K480合金和DD407合金经过长期时效后组织中均无TCP相析出,γ′相发生轻微粗化现象,合金组织稳定性良好,其中DD407合金中γ′相长大趋势大于K480合金的;随着时效时间的延长,K480合金中晶界逐渐变宽,碳化物沿晶界长大,最终连结成链状,并有成膜趋势;K480合金中γ′相长大符合二次方定律,而DD407合金的符合三次方定律;该两种合金γ′相长大方式分别为界面控制和扩散控制。     

不同成分及热处理态无镍钛基合金的物相组成

采用真空电弧炉熔炼不同成分的Ti-Mo、Ti-Nb系合金,研究了铝、铁、锡、铌、钼等元素对淬火态和退火态合金物相组成的影响。结果表明:随钼含量增加,退火态Ti-Mo合金中α相含量减少,β相含量增加,淬火态Ti-Mo合金中依次形成α′、α″和β_M相;铝和锡元素使淬火态Ti-12Mo和Ti-33Nb合金中α″相增加,为α稳定剂;在退火态Ti-12Mo和Ti-33Nb合金中,锡能够抑制β相向ω相的转变,表现出β稳定剂倾向;铝可以使退火态Ti-12Mo合金中α相增加,但在退火态Ti-33Nb合金中却表现出β稳定剂倾向;铁为强β稳定剂,可使Ti-33Nb合金及淬火态Ti-12Mo合金组织中β或β_M相增加,但由于退火态Ti-12Mo-2Fe合金中的β相易发生共析分解,其α相有所增加;铌、钼同样为β稳定剂,作用效果比铁的作用效果弱。     

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。