THE EFFECT OF ALLOYING ELEMENTS ON AGE BRITTLENESS OF A Cr-Mn-C-N AUSTENITIC HEAT-RESISTANT STEEL

叙述并討論了合金元素对鉻錳碳氮奥氏体耐热鋼时效变脆的影响的初步实驗結果。結果指出钼釩促使这种类型鋼的变脆,硼能改善其时效脆性,适合于設計的要求。微量混合稀土元素对改善时效脆性的作用不明显。 金相和电子显微镜及X射线研究的結果指出,晶界和沿晶界边緣組織結构的变化是影响脆性的主要因素。时效后的主要沉淀为M_(23)C_6和(Cr,Fe)_2N;含钼較高的鋼种(>1％Mo),在更长时間的时效以后,有x相及σ相的出現,当其量較多时,也可增加鋼的脆性。硼不但減緩某些相的析出,而且也可以改变它們的分布状态,使晶界发生不連續沉淀,从而对韌性的降低較少。     

鉻-錳-氮奥氏体耐热鋼的时效脆性

Cr-Mn-N奥氏体耐热钢在时效过程中有变脆的倾向,可能成为高溫长期使用的障碍.本文研究了下列三方面变脆的影响因素:(1)碳和氮含量的增加,促进时效变脆,硼防止时效变脆的作用随C+N含量的增加而減弱.在时间-溫度-等冲击值曲线上出现双C形式,它们与碳氮化物的析出和χ相生成有关.(2)碳、硼及钼等元素在晶界有偏聚现象.碳、钼等元素的偏聚促进沿晶界碳化物析出,加速钢的变脆.硼则有延缓晶界碳化物析出的作用,抑制时效脆性.(3)在长期时效过程中,碳氮化物及中间相的析出引起基体合金元素的贫化,从而降低γ相的稳定性,在形变过程中发生ε及马氏体相变,也会引起钢的变脆.     

THE AGING EMBRITTLEMENT OF Cr-Mn-N AUSTENITIC HEAT-RESISTING STEELS

Cr-Mn-N奥氏体耐热钢在时效过程中有变脆的倾向,可能成为高溫长期使用的障碍.本文研究了下列三方面变脆的影响因素:(1)碳和氮含量的增加,促进时效变脆,硼防止时效变脆的作用随C+N含量的增加而減弱.在时间-溫度-等冲击值曲线上出现双C形式,它们与碳氮化物的析出和χ相生成有关.(2)碳、硼及钼等元素在晶界有偏聚现象.碳、钼等元素的偏聚促进沿晶界碳化物析出,加速钢的变脆.硼则有延缓晶界碳化物析出的作用,抑制时效脆性.(3)在长期时效过程中,碳氮化物及中间相的析出引起基体合金元素的贫化,从而降低γ相的稳定性,在形变过程中发生ε及马氏体相变,也会引起钢的变脆.     

铁对钼脆性的影响

间隙原子(氧、氮、碳)对钼的脆性影响极为显著,在钼中合有微量的氧就足以使钼室温变脆.工业纯钼的脆性转变温度通常高于室温,这种行为限制了钼的应用范围,因此,研究改善钼脆性的途径具有实际意义。Belk指出:经过电子轰击区域提纯的铜,脆性转变温度可以降低到—180℃.Olds则系统地研究了不同合金元素对铸态钼范性的影响,指出加入Ti,Ce等脱氧剂可以降低     

EFFECTS OF TITANIUM ON THE EMBRITTLEMENT OF MOLYBDENUM

<正> 间隙原子(氧、氮、碳)对钼的脆性影响极为显著,在钼中合有微量的氧就足以使钼室温变脆.工业纯钼的脆性转变温度通常高于室温,这种行为限制了钼的应用范围,因此,研究改善钼脆性的途径具有实际意义。Belk指出:经过电子轰击区域提纯的铜,脆性转变温度可以降低到—180℃.Olds则系统地研究了不同合金元素对铸态钼范性的影响,指出加入Ti,Ce等脱氧剂可以降低     

双级时效对快凝Al-Li合金组织和性能的影响

研究了双级时效工艺对一种快速凝固 Al-Li 合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,固溶后进行170℃、4h 预时效和190℃、18h 最终时效处理的 Al-Li 合金,其塑性明显改善;基体中形成大量粒度适宜的复合沉淀相粒子(Al_3Li/Al_3(Li,Zr)),晶界上δ′(Al_3Li)无沉淀带(PFZ)的窄化,以及较多数量的 s′相(Al_2CuMg)分散沉淀,是这种合金的塑性得以改善的主要原因。     

蠕变时效制度对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响

基于回归再时效(RRA)工艺,提出一种新的回归－应力时效制度(RSA)用于Al-Zn-Mg-Cu合金。系统研究了应力时效制度(时效时间和应力)对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响。透射电镜(TEM)观察结果表明：在回归处理后,合金内部存在大量的基体析出相(MPts)和轻微不连续的晶界析出相(GBPs)。时效时间和应力对回归态合金析出相的影响十分显著。随着时间和应力的增加,基体析出相的尺寸增加而密度减少;同时,晶界析出相的尺寸、间距和无沉淀的宽度也增加。相比于回归再时效工艺,回归-应力时效工艺使得晶内析出相尺寸增加,无沉淀析出带变窄且晶界析出相更不连续。     

蠕变时效制度对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响（英文）

基于回归再时效(RRA)工艺,提出一种新的回归-应力时效制度(RSA)用于Al-Zn-Mg-Cu合金。系统研究了应力时效制度(时效时间和应力)对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响。透射电镜(TEM)观察结果表明:在回归处理后,合金内部存在大量的基体析出相(MPts)和轻微不连续的晶界析出相(GBPsi时效时间和应力对回归态合金析出相的影响十分显著。随着时间和应力的增加,基体析出相的尺寸增加而密度减少;同时,晶界析出相的尺寸、间距和无沉淀的宽度也增加。相比于回归再时效工艺,回归-应力时效工艺使得晶内析出相尺寸增加,无沉淀析出带变窄且晶界析出相更不连续。     

Cu-20Ni-20Mn合金连续/不连续时效析出及其相互作用研究

通过扫描电镜、透射电镜和小角散射研究了Cu-20Ni-20Mn合金在573~698 K温度下的时效析出行为,确定不连续析出和连续析出之间的相互作用。结果表明:当时效温度低于623 K,沉淀相析出主要以不连续析出为主导。时效温度大于673 K时,沉淀相析出则主要由连续析出和不连续析出共同控制。时效过程中,沉淀相优先在晶界形核长大,形成由Ni Mn相和贫溶质原子基体组成的片层状不连续析出胞状组织。然而连续析出沉淀相的存在会抑制不连续胞状组织的长大,当沉淀相直径约大于5 nm时,将能有效阻碍不连续析出胞状组织界面前沿的迁移。利用Aaronson-Liu模型估算出不连续析出的晶界化学扩散混合积sδDb,进一步通过Arrhenius方程分析得出不连续析出胞状组织的激活能为77.3~110.9 kJ/mol。界面激活能要远低于Ni、Mn元素在Cu中扩散所需的激活能,表明沉淀相易于在晶界处形核析出。     

超细α相析出对Ti-55531合金力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和透射电镜等研究了Ti-55531合金经890℃固溶2 h后再经过单级时效(580℃×1～12 h)和双级时效(400℃×12 h+580℃×1～12 h)处理后α相的析出粗化行为,并探讨了α相形貌对其室温拉伸力学性能的影响。结果表明:固溶合金组织包含β相和纳米无热ω相,裂纹主要沿着β相内滑移带扩展,导致准解理面的形成,合金强度较低,为755 MPa;而单级时效合金组织由微米条状α相、晶界α相和β相组成,空洞沿着晶内长条α相形核并连接成准解理面,强度和伸长率分别为1352 MPa和5. 3%;双级时效合金由纳米条状α相、晶界α相和β相组成,脆性裂纹主要沿β晶界扩展,强度高达1648 MPa,伸长率仅为1%。     

烧结含镝钕铁硼永磁体时效后的微观组织分析

本文采用场发射扫描电镜、能谱仪和金相显微镜等研究了时效对烧结含镝钕铁硼永磁体的相组成和显微组织的影响。实验结果表明,烧结含镝钕铁硼永磁体经一级、二级时效后,组成相有Nd2Fe14B主晶相和在晶界交隅处析出的较多富钕相及少量富硼相。时效后Nd2Fe14B主晶相的晶界较烧结态变得清晰、平直,这是其内禀矫顽力明显增高的主要原因。     

Al添加量对Fe-22Cr-25Ni奥氏体耐热钢析出和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)配合能谱仪(EDS)分析了添加1.5%、2.5%和3.5%(质量分数)Al的Fe-22Cr-25Ni奥氏体耐热钢在750℃时效不同时间后的显微组织和析出相变化规律,并对比分析了时效处理对拉伸性能的影响。结果表明:含铝奥氏体耐热钢固溶处理后的组织由奥氏体与微量细小的NbC相组成。铝含量对奥氏体耐热钢析出相稳定性影响较大,含铝奥氏体耐热钢在750℃时效后析出相主要为以δ铁素体相、σ相和NbC相为主。添加1.5%Al试样时效后晶界析出δ相,晶内析出NbC相。当铝含量达到2.5%和3.5%时,时效后δ铁素体相开始在晶内析出,晶界处δ相随时效延长部分转变为σ相,且析出相数量随着Al含量增加呈上升趋势。时效处理后耐热钢的抗拉强度明显高于固溶处理试样,而伸长率却显著降低,尤其时效时间为72 h试样,这与晶界上呈网状分布的σ相相关;同时耐热钢的强度随着Al含量的增加不断提高,塑性不断降低。耐热钢的硬度的变化规律与强度的变化规律一致。综上所述,1.5%Al试样其脆性相最少,拥有最佳的力学性能。     

Cu-2.0% Be合金中晶界析出相对弹性性能的影响

对Cu-2.0%Be(质量分数)合金晶界处不连续析出相的形貌及其与热处理参数之间的关系进行了研究,利用正交试验设计的方法选取热处理参数,制备微观结构差距较大的样品,从中筛选所需样品研究了晶界反应物对滞弹性行为的影响。不连续析出相主要存在于晶界处,主要由γ相和α基体相组成。根据极差分析结果,影响晶界反应量的热处理参数主要为二级时效温度,其次为一级时效时间和二级时效时间。滞弹性行为分析表明,晶界反应量对样品加载过程中的变形量影响较大,这是由于不连续析出形成的γ相与基体为非共格关系,在γ相周围存在原子无序区域,位错在此处的湮灭引起原子重排,因此晶体产生滑移,造成合金塑性变形。而无晶界反应物的晶界两侧交错排列着γ′相,位错容易在此处塞积,阻碍晶体滑移。     

新型奥氏体C-HRA-5耐热钢时效过程中的沉淀相演化

对新型奥氏体C-HRA-5耐热钢(22Cr25Ni3Cu4W2Co)进行700℃/0～15 627 h时效试验,采用OM观察时效样品晶粒尺寸和孪晶的变化,采用SEM+EDS、TEM+EDS+SAED分析了时效样中沉淀相析出顺序及粗化特性。结果表明,试验钢在700℃/15627h时效过程中先后析出M23C6、Z相、富Cu相和Laves相等第二相,其中M23C6相主要在晶界析出,其它第二相主要分布在晶内,未发现σ相的析出。在时效过程中,富Cu相和Z相尺寸比较细小稳定,尤其是富Cu相,时效至15 627 h时直径约10 nm,它们是提高C-HRA-5钢热强性的主要强化相。晶界M23C6碳化物粗化速率较快,时效817 h时已在晶界形成断续状分布,时效至15 627 h时,其在晶界宽度增长至550 nm;而晶内M23C6碳化物粗化相对缓慢。由于添加W元素,在时效后期有大量针状Laves相在晶内析出,主要沿长度方向长大;另有少量颗粒状Laves相在晶界M23C6内部或其附近析出,尺寸较稳定。在长期时效过程中,未发现σ相的析出,这与C-HRA-5钢增加Ni和添加Co元素可以抑制或延迟其析出有关。     

纳米SiC参与下亚快速凝固镁合金沉淀相析出行为

采用铜模喷铸与等温热处理相结合,研究了加入2%纳米SiC的AZ91合金的亚快速凝固及其时效析出行为,揭示了SiC对快冷镁合金中晶粒细化与沉淀相形成的影响。结果表明,采用铜模激冷和添加SiC可有效促进镁合金晶粒细化,降低溶质偏析,抑制晶界离异共晶β相。经200℃×2h时效,由于SiC提高了快冷合金中的位错密度和晶格畸变能,沉淀相以不连续颗粒状形式沿晶界析出,原始过饱和固溶体中溶质含量下降。当时效时间延长到16h,原子扩散充分,合金中出现不连续析出和连续析出共存模式,其中前者形成垂直于晶界分布的长条状沉淀相,后者在晶粒内部形成无方向性的颗粒或短棒状沉淀相,并导致合金基体硬度显著提高。     

硼对装饰用不锈钢组织与耐蚀性的影响

通过金相显微镜、扫描电镜和电化学工作站等设备,研究了固溶态和时效态无硼和含硼(质量分数0.004%)不锈钢的显微组织和耐蚀性。结果表明：固溶态无硼不锈钢和含硼不锈钢的组织都为单一奥氏体,时效态不锈钢中会析出σ相,硼的添加有助于改善不锈钢中富钼σ相的存在形式;相较于无硼不锈钢,含硼不锈钢的自腐蚀电位更正,腐蚀电流密度、点蚀电位和腐蚀速率更小,表明其具有更好的耐蚀性;与无硼不锈钢比,相同热处理条件下含硼不锈钢的容抗弧半径和相位角更大、钝化膜电阻更小;随着时效时间延长,无硼不锈钢与含硼不锈钢的电荷转移电阻和钝化膜电阻都逐渐减小,双电层电容和钝化膜电容都逐渐增大;含硼不锈钢的耐点蚀性能优于无硼不锈钢,这主要与硼加入后改善了不锈钢中σ相的存在形式,提高了钝化膜的致密度和稳定性有关。     

EFFECT OF TRACE Cr ON PRECIPITATION AND MICROSTRUCTURAL PARAMETERS OF A COMMERCIAL PURITY Al-5.0Zn-1.8Mg ALLOY

本文利用硬度、显微镜和透射电镜系统地研究了微量Cr对工业纯Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程、临界形核温度T_c~′和组织参数的影响。结果表明,Cr是促进不均匀沉淀和提高T_c~′温度的元素。低温时效(T_a≤160℃)能抑制晶界沉淀桕(GBP)、无沉淀带(PFZ)和基体沉淀相(MPt)的长大;但高温时效(T_a≥180℃)它又能促进这些参数的强烈长大。这些变化特点,可用Cr与过剩空位交互作用的双重性机理来说明。     

微量Cr对工业纯Al-5.0Zn-1.8Mg合金沉淀过程和显微组织参数的影响

本文利用硬度、显微镜和透射电镜系统地研究了微量Cr对工业纯Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程、临界形核温度T_c~′和组织参数的影响。结果表明,Cr是促进不均匀沉淀和提高T_c~′温度的元素。低温时效(T_a≤160℃)能抑制晶界沉淀桕(GBP)、无沉淀带(PFZ)和基体沉淀相(MPt)的长大;但高温时效(T_a≥180℃)它又能促进这些参数的强烈长大。这些变化特点,可用Cr与过剩空位交互作用的双重性机理来说明。     

快速凝固钼合金的显微结构与时效硬化

采用电弧熔化熔体,单辊急冷和锤-砧急冷技术制备了一系列高熔点钼基合金箔与薄带试样,研究其力学性能、表面形貌和显微结构。快速凝固Mo-B,Mo-Zr-B系合金具有强的晶粒细化和时效硬化效应。造成时效硬化的相应沉淀相分别为Mo_2B(C16,BCT)和ZrB_2(A_3)。ZrB_2沉淀相有更高的稳定性。这些以硼化物为强化相的快速凝固钼合金具有很高的强度与硬度,表明可以采用快速凝固技术发展新的高强度钼合金。     

MICROSTRUCTURE AND AGE HARDENING IN RAPIDLY SOLIDIFIED Mo ALLOYS

采用电弧熔化熔体,单辊急冷和锤-砧急冷技术制备了一系列高熔点钼基合金箔与薄带试样,研究其力学性能、表面形貌和显微结构。快速凝固Mo-B,Mo-Zr-B系合金具有强的晶粒细化和时效硬化效应。造成时效硬化的相应沉淀相分别为Mo_2B(C16,BCT)和ZrB_2(A_3)。ZrB_2沉淀相有更高的稳定性。这些以硼化物为强化相的快速凝固钼合金具有很高的强度与硬度,表明可以采用快速凝固技术发展新的高强度钼合金。