小角X射线散射法对GH4096高温合金中γ'相的尺寸分布分析

通过物理化学相分析的方式,电解提取了5种冷却速率下生产的GH4096高温合金在高温蠕变前、后的γ'析出相,并制样以后进行小角X射线散射(SAXS)分析,得到了γ'析出相的尺寸分布,辅以扫描电子显微镜(SEM)手段,比较了5种冷却速率对γ'相析出的影响以及经高温蠕变后γ'相所发生的变化。研究结果表明:不同的固溶冷却速率对γ'析出相的尺寸分布存在影响。较慢的冷却速率使得γ'析出相在较小过冷度时长大,而在较大过冷度时又大量析出,各个尺寸段的γ'析出相质量分数分布相对平均,没有含量特别高的某一段。较快的冷却速率,析出的γ'相尺寸相对较小,且尺寸较为接近。绝大部分γ'相都分布在10～96 nm之间。经过高温蠕变以后,不同冷却速率下制备试样的γ'相平均尺寸和尺寸中位数不同程度地变大。经高温蠕变后,γ'析出相的尺寸分布也发生了一些变化。冷却速率相近的3个试样经过高温蠕变过程后,60～96 nm尺寸范围段的γ'析出相质量分数显著大于其他段,而36～60 nm尺寸范围段的γ'析出相显著减少。冷却速率最快和冷却速率最慢的试样经过高温蠕变后,200～300 nm尺寸范围段的γ'析出相质量分数都较大幅度增加,但发生减少的尺寸范围段不一样。SAXS法得到的数据有统计性意义和趋势性,未来结合图像法的定量结果相互印证可以展现更好的γ'相形貌,助力材料研究。     

变形FGH96合金涡轮盘物理化学相分析

通过采用物理化学相分析方法对镍基变形FGH96高温合金涡轮盘盘心部分厚度方向上不同位置所取的样品进行分析,在不同的电解液和电解条件下进行电解提取出析出相,然后借助X射线衍射仪(XRD)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等手段对相及各相的元素含量进行分析,确定了合金的析出相类型、含量和组成结构式,并将其与各位置的高温蠕变性能差异进行比较和分析,得到涡轮盘厚度方向上微观相的信息并推测其对材料性能的影响,进而探讨指导对工艺生产的改进。研究结果表明:变形FGH96合金涡轮盘厚度方向上γ′相粒径和含量、碳化物和硼化物含量变化较大;在变形FGH96合金涡轮盘厚度方向上,各部位的γ′相质量分数都在30%左右。而且各个部位的γ′相含量存在波动,从目前测得的结果来看,质量分数最高和最低的地方相差约5.7%。各个位置处γ′相的含量和粒径,在涡轮盘厚度方向上越靠近中心处γ′相的粒径越大,但相应位置处的高温蠕变性能则呈现相反趋势;此外,在γ′相粒径最大的地方,γ′相的含量也呈现较大值。     

堆焊区域成分、组织和显微硬度的统计分布表征

采用激光诱导击穿光谱原位分析仪、全自动金相和显微维氏硬度分析仪对X80管线钢堆焊融合区的成分、显微组织和硬度进行了统计分布表征。发现堆焊区域不同元素含量分布具有较大差别,Ti在母材与焊材的融合区上有一个环状富集带,而融合区内C的分布没有明显变化。不同融合区域显微组织各异,管线钢基体组织晶粒细小,主要由条块状的铁素体和少量珠光体组成。在热影响区基体的组织发生再结晶,出现较多的粒状贝氏体,在熔敷金属交界处,出现了大量板条状马氏体和贝氏体,且晶粒组织粗大。母材的维氏硬度较焊材低,在融合区内出现了一个硬度较高的环状区域,这与管线钢焊接区域的成分和组织分布密切相关。     

不同固溶冷速GH4096高温合金在高温蠕变测试中γ′相的演变行为

采用5种常见的冷却方式对析出强化型GH4096高温合金进行固溶冷却,分别制备了5种冷速下的标准尺寸涡轮盘挡板件。试样在700 ℃、690 MPa下进行高温蠕变测试,比较了5种冷却工艺下GH4096高温合金的性能。通过引入一种新颖的原位统计表征手段,以图像的形式跨尺度地实现了对合金材料中的强化相——一次、二次、三次γ′相的原位观察和统计定量分布观察,并比较和探讨了高温蠕变前后材料中γ′相形貌和尺寸分布的变化。结果表明:5种冷速方式得到的GH4096高温合金均展现较好的高温蠕变性能。5种工艺下的材料中γ′相分布密度为210~260个/μm²,经过高温蠕变测试以后,γ′相数量显著减少,γ′相分布密度降为150~200个/μm²。其中γ′相密度的降低,主要是由直径小于36 nm的γ′相减少所导致。     

高通量(场发射)扫描电子显微镜技术进展

本文重点阐述高通量扫描电镜概念与发展的过程，具体介绍了高通量扫描电镜拟要解决的问题和对应的设计思路，给出了综合数据通量的定义和影响因素。同时阐述了相应的实现手段，分别从重要模组角度介绍高通量扫描电镜的核心性能。通过实际案例计算，分析比较了高通量扫描电镜与标准场发射扫描电镜间的结果差异。探讨了高通量扫描电镜适合应用的领域，同时指出了目前的设计还存在的不足并展望该技术今后的发展前景。