Mg对高温合金蠕变性能及蠕变裂纹扩展的影响

本文研究了Mg对无碳化物及第二相Ni-Cr合金的性能影响。结果表明,Mg对合金性能有显著影响。试验证明Mg在晶界产生偏聚,适量Mg使晶界能下降,晶界断裂能提高,从而减少裂纹形核率,降低裂纹扩展速率,提高合金持久和蠕变性能。 Mg对蠕变裂纹扩展也有明显影响。蠕变裂纹扩展可分为四个阶段。适量Mg延长蠕变裂纹扩展初始阶段,出现明显的加速阶段;降低裂纹扩展速率,延长蠕变裂纹扩展断裂寿命。适量Mg还使裂纹扩展转折点的C_t~*提高。试验得出了log da/dt-logC~*系曲线。     

IN-100合金的高温蠕变裂纹长大

本工作研究了IN-100合金,经不同热处理制度处理后,合金在650℃和700℃下的蠕变裂纹长大行为。研究结果表明:合金的显微组织结构对蠕变裂纹长大速率有重大的影响。没有碳化物沉淀相的波状弯曲晶界、粗大的晶内Υ′相沉淀,将显著地改善IN-100合金的蠕变裂纹长大阻力。     

铁/镍基奥氏体多晶合金晶界弯曲研究进展

对于在高温环境服役的金属材料,晶界作为组织结构上的薄弱环节常常引发晶界裂纹而造成合金失效,严重影响了材料的高温力学性能表现。因而,如何改善晶界状态、提高晶界强度,是提高合金高温性能的关键。在铁/镍基奥氏体多晶合金中,采用晶界弯曲的方法强化晶界、改善合金性能一直受到国内外研究人员的广泛关注。从弯曲晶界的获得方法、形成机制及其对材料性能的影响3个方面概述了目前国内外的研究现状。较为全面地总结了特殊热处理与材料合金化等获得弯曲晶界的方法;讨论了不同合金中晶界第二相诱发晶界弯曲的驱动力和内在机理;介绍了弯曲晶界对材料力学性能、耐蚀性能及焊接性能的影响。最后,结合当前的研究现状,围绕弯曲晶界的形成条件和机制,以及弯曲晶界对性能的影响,提出了弯曲晶界未来的研究发展方向。      

FGH95镍基合金的组织结构与蠕变行为

通过蠕变曲线测定和组织形貌观察,研究了FGH95合金的蠕变特征与变形机制.结果表明:经高温固溶及"盐浴"冷却后,FGH95合金的组织结构由细小γ'相及粒状碳化物弥散分布于γ基体所组成,由于沿晶界不连续析出的粒状(Ti,Nb)C相可提高合金的晶界强度,并抑制晶界滑移,故使其在650℃、1 034MPa条件下有较小的应变速率和较长的蠕变寿命.合金在蠕变期间的变形机制是位错切割γ或γ'相,其中,当(1/2)<110>位错切入γ相,或<110>超位错切入γ'相后,可分解形成(1/6)<112>肖克莱不全位错或(1/3)<112>超肖克莱不全位错+层错的位错组态;蠕变后期,合金的变形特征是晶内发生单取向和双取向滑移,随蠕变进行位错在晶界处塞积,其引起的应力集中致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制.     

锌锅用热轧钢板解理断裂行为分析简

 通过断裂试样断口的宏观和显微分析、显微组织表征、拉伸和冲击试验以及解理断裂应力条件,讨论分析了锌锅用低强度级别钢板弯曲成形断裂的微观解理断裂行为。结果表明,钢板发生解理断裂的微观机制与冲击试样断裂相同,即晶粒尺寸控制的穿过晶界的裂纹扩展是解理断裂的临界事件。粗大的铁素体晶粒的面积分数过高显著降低了裂纹扩展阶段所需的局部解理断裂应力σf。断口宏观分析判断在钢板边部应存在导致应力集中的初始裂纹源,这极大降低了启动解理断裂的断裂应力并同时提高裂纹源前端的正应力σyy,扩大了解理断裂活跃区至初始裂纹前端,从而不可避免地发生脆性解理断裂。     

锌锅用热轧钢板解理断裂行为分析

通过断裂试样断口的宏观和显微分析、显微组织表征、拉伸和冲击试验以及解理断裂应力条件,讨论分析了锌锅用低强度级别钢板弯曲成形断裂的微观解理断裂行为。结果表明,钢板发生解理断裂的微观机制与冲击试样断裂相同,即晶粒尺寸控制的穿过晶界的裂纹扩展是解理断裂的临界事件。粗大的铁素体晶粒的面积分数过高显著降低了裂纹扩展阶段所需的局部解理断裂应力σf。断口宏观分析判断在钢板边部应存在导致应力集中的初始裂纹源,这极大降低了启动解理断裂的断裂应力并同时提高裂纹源前端的正应力σyy,扩大了解理断裂活跃区至初始裂纹前端,从而不可避免地发生脆性解理断裂。     

立弯式板坯连铸机中微合金钢产生横向角裂的原因

在一些立弯式板坯连铸机上生产的微合金经常可以观测到横向角裂并且极难预防。通过详细检查酸洗表面和宏观检验的板坯固定（外部）侧角通常发现这些裂纹。在最近研究中,调查了板坯表面显微构造,其结果显示裂纹形成的原因是板坯弯曲时奥氏体晶界链式析出物和膜状先共析铁素体。起初,当板坯固化后温度降低时,Nb,V或前碳化物和／或氮化物以链式方式析出,然后固定在奥氏体晶界上。此工艺阻止了晶界滑移和降低了晶界上受的力。其次,由于在弯曲操作期间基体和细小析出物之间的应力错位,晶界上析出的链式碳化物和／或氮化物增加了板坯形成的裂纹趋势。同时,在奥氏体一铁素体转变过程中沿奥氏体晶界析出的膜状先共析铁素体中断了奥氏体基体的连续性。鉴于先共析铁素体膜的强度低于奥氏体晶粒的强度这一事实,当板坯经受弯曲应力时,沿膜状先共析铁索体就产生了裂纹。     

FTSC中碳硼微合金钢热轧板卷边部裂纹分析

唐钢FTSC薄板连铸机生产中碳硼微合金钢热轧板卷存在边部裂纹缺陷。通过对SS400B钢进行高温热塑性研究,发现弯曲矫直温度为750℃时热塑性最差;由于铸坯边角部冷却速度快,温度低,塑性较差,边角部振痕处存在可见裂纹;在对存在边部裂纹的铸坯取样分析时发现晶界间有非金属元素析出,同时晶界间存在裂纹。轧制时形成边部裂纹缺陷。     

连铸板坯表层网状裂纹的成因研究

统计分析了攀钢所产管线钢、梁板钢等200 mm×1300 mm连铸坯表层网状裂纹的影响因素;发现钢中碳、锰硫比、合金元素（Al,Ti,V）、连铸机设备和浇注状况对其形成和扩展都有重要影响。通过金相显微镜、SEM、TEM和EDS等手段,研究了铸坯表层网状裂纹的形貌特点,认为此裂纹是连铸坯表面冷却不均匀而产生γ→α→γ反复相变,并伴有各种碳氮化物在晶界析出,连铸坯在外力(热应力、弯曲矫直应力等)作用下沿晶界开裂所致。     

在10Cr-15Co-Ni基高温合金中弯曲晶界形成的研究

本文研究了热处理因素对W+Mo含量达12%的10Cr-15Co-Ni基高温合金弯曲晶界形成的影响。指出在固溶处理后以1-10℃/分冷却和固溶处理后空冷至1020-1130℃并在这一温度范围保温一定时间均可获得弯曲晶界。
在弯曲晶界上同时并存有参与热处理过程的两种性质不同的r'和M_bC型碳化物相,M_bC型碳化物的生核并迅速长大是该类型合金引起晶界弯曲的主导因素,这一观点与传统的看法即在高合金化Ni基合金中r'相的不连续沉淀引起晶界弯曲是截然不同的。
同时提出了在该类型合金中弯曲晶界形成的模型以及讨论了弯曲晶界形成的机理。     

镁对GH 698合金蠕变性能的影响

本文研究了不同Mg含量的GH698合金的蠕变性能、断口形貌和组织形态。结果表明:经小炉冶炼的GH698合金,当镁含量在最佳成分范围内(0.0038～0.0065％)时,合金蠕变速率最低,蠕变断裂寿命最长,而且蠕变第Ⅲ阶段呈现出较好的塑性,持续时间较长;不含镁或镁含量过高的合金,其蠕变性能均有所下降。在蠕变过程中,Mg作为晶界强化元素,改善了晶界状态,协调晶界与晶内的变形,减缓裂纹的扩展能力,使合金的强度和塑性达到最佳的配合,从而使合金的蠕变性能明显地改善。     

连铸坯表面网状裂纹

对连铸坯和热轧厚板表面网状裂纹附近的化学成分及其组织进行了分析,发现裂纹附近存在Cu和Cr元素,裂纹沿着晶界延伸.可见裂纹形成的原因为:结晶器镀铬层磨损导致铜板与连铸坯粘结,液态铜通过奥氏体晶界向铁基体内渗透.富集在奥氏体晶界的铜极大地恶化了钢的塑性是导致裂纹形成的主要原因.在此基础上提出了控制连铸坯和热轧厚板表面网状裂纹的措施.     

C晶界偏析对α-Fe纳米晶高温力学性能的影响

纳米晶在常温下具有很高的强度,然而其高温力学性能往往低于其对应粗晶。C是钢中的重要成分,由于其原子半径较小,容易在纳米晶中发生晶界偏析。通过分子动力学模拟,探讨了利用C的晶界偏析来提升纳米晶高温力学性能的可能性。在不同温度和应力水平下模拟了Fe-C与纯Fe纳米晶的拉伸蠕变试验,得到对应的应变速率,并根据Mukherjee-Bird-Dorn (MBD)公式得到了蠕变激活能和应力指数。通过对比Fe-C与Fe纳米晶的蠕变参数和缺陷结构,揭示了C晶界偏析影响α-Fe纳米晶塑性变形机制的影响机制。研究将有助于理解晶界偏析对不同温度下纳米晶力学性能的影响机制,启发优化合金高温力学性能设计的新思路。     

高氮不锈轴承钢高温旋弯疲劳性能及损伤机制

40Cr15Mo2VN高氮不锈钢在300、400℃条件下旋转弯曲疲劳试验,结果表明,300℃条件下安全疲劳极限强度为787 MPa,400℃条件下疲劳极限强度为860 MPa,300℃条件下安全疲劳极限较400℃下降8.5%。通过SEM观察断口发现,疲劳破坏类型均为表面缺陷起裂、夹杂物起裂及基体孔洞起裂。高温下,碳化物、晶界等在热力耦合作用下成为孔洞形核的位置,孔洞长大连接成微裂纹,成为裂纹萌生扩展的主要原因,300较400℃条件下安全疲劳极限下降的主要原因是蠕变孔洞聚集程度高,容易连接成微裂纹,导致疲劳失效。     

碳化物对热连轧403Nb钢位错组态及蠕变行为的影响

对热连轧403Nb钢进行了蠕变试验,并对其蠕变前后的组织进行了研究,结果表明:403Nb钢在轧制过程中发生了动态回复及动态再结晶,组成相中,Cr23C6主要为二次碳化物,而NbC则主要源于一次碳化物。在连轧过程中,一次碳化物通过阻碍位错滑移制约动态回复,其分布影响回复后的组织结构。蠕变期间,晶内碳化物阻碍位错运动,晶界碳化物"钉扎"晶界,阻碍晶界滑动,由此提高钢的蠕变抗力。     

高氮不锈轴承钢高温旋弯疲劳性能及损伤机制

摘要：40Cr15Mo2VN高氮不锈钢在300、400℃条件下旋转弯曲疲劳试验，结果表明，300℃条件下安全疲劳极限强度为787MPa，400℃条件下疲劳极限强度为860MPa，300℃条件下安全疲劳极限较400℃下降85%。通过SEM观察断口发现，疲劳破坏类型均为表面缺陷起裂、夹杂物起裂及基体孔洞起裂。高温下，碳化物、晶界等在热力耦合作用下成为孔洞形核的位置，孔洞长大连接成微裂纹，成为裂纹萌生扩展的主要原因，300较400℃条件下安全疲劳极限下降的主要原因是蠕变孔洞聚集程度高，容易连接成微裂纹，导致疲劳失效。     

耐候钢板表面微裂纹研究

通过金相观察和扫描电镜分析等,对连铸坯热轧耐候钢板表面微裂纹进行了研究,发现裂纹附近存在Cu和Cr元素,初期裂纹沿晶界形成和延伸。Cu在γ晶界的偏聚以及Cr在基体和氧化铁层问的富集,是导致表面微裂纹的主要原因。生产耐候钢板应合理控制加热温度和时间,加强高压水除鳞。     

D36龟裂的成因分析及对策

韶钢1#连铸机生产的D36轧制龟裂缺陷比例偏高。通过系统分析,认为该缺陷主要源于铸坯表面存在的晶界裂纹。晶界裂纹的产生与钢种成分和铸机设备状况等有密切关系。通过控制[N]和[Als]、优化铸坯冷却制度、保证关键设备的控制精度和良好的运行状况能有效减少晶界裂纹的产生。     

连铸板坯网状裂纹成因及影响因素的研究

采用金相显微镜、SEM、TEM和EDS等方法,分析了因连铸板坯表面冷却不均匀引起γ→α反复相变导致碳氮化物在晶界析出,并在外力(热应力、弯曲矫直应力等)作用下产生沿晶界开裂的网状裂纹的形成机理,以及钢中[C]、Mn/S、[Al]、[V]、连铸冷却强度等对连铸板坯网状裂纹的形成和扩展的影响.     

Fe-23Mn-2Al-V奥氏体热轧板表面裂纹研究

介绍了Fe-23Mn-2Al-V奥氏体钢成分、性能以及生产工艺。通过光学显微镜,扫描电镜以及能谱分析,对该钢种钢板热轧裂纹进行分析。结果表明,晶界氧化是导致热轧表面裂纹的主要原因。控制加热炉残氧量可以显著防止晶界氧化,减少裂纹发生率。同时,可以考虑改善连铸工艺,增加钢坯表面激冷层厚度以增强抗氧化性。