Cr元素对Al-Ni合金凝固组织及显微硬度的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)和硬度测试等手段研究Cr元素对Al-Ni合金的相组成、凝固组织及显微硬度的影响。结果表明,AlNi2.5Crx合金凝固组织主要为α(Al)相和共晶组织Al-Al_3Ni;Cr的添加细化了合金凝固组织,当Cr的原子分数为0.2%时,α(Al)细化效果最佳,当Cr的原子分数为0.3%时,Al_3Ni细化效果最佳;随着Cr含量的增加,合金硬度得到提高,当Cr的原子分数为0.5%时,合金硬度达到最大值51.2HV,这是固溶强化、细晶强化和晶格畸变共同作用的结果。     

奥氏体化温度对Cr17Ni2钢显微组织的影响

本文研究了奥氏体化温度对Cr17Ni2钢显微组织的影响。试验结果表明,1000℃以下加热,在晶界和相界存在未溶的(Cr、Fe)_(23)C_6型碳化物,1050℃加热淬火,残留的碳化物已全部固溶,得到以板条马氏体为主的组织。用透射电镜观察发现奥氏体化温度对显微组织中孪晶数量和形态有很大影响,结合力学能分析可知,钢中存在的孪晶对韧性有一定影响。     

基于CALPHAD的耐磨堆焊合金成分优化设计

通过CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)方法,对高碳高铬耐磨堆焊合金成分进行优化设计,研究合金元素C、Ti、V、Nb对堆焊金属微观组织与相变规律的影响,并通过试验对CALPHAD设计结果进行验证。结果表明,不加入微合金元素时,耐磨堆焊合金的显微组织由初生(Cr,Fe)7C3型碳化物及共晶(Cr,Fe)7C3/γ(Cr,Fe)组成;随碳含量升高,初生(Cr,Fe)7C3型碳化物含量随之升高。加入微合金元素Ti、V、Nb后,在堆焊金属中析出M(M=Ti,V,Nb)C型碳化物,从而细化初生(Cr,Fe)7C3型碳化物,提高铁基耐磨合金的性能,延长再制造堆焊零部件表面的服役时间。     

应用JMatPro软件对比研究两种抽油杆钢的合金化特点

采用JMatPro软件对比研究了两种抽油杆钢不同温度下的平衡相及其成分.结果表明,与7Mn2SiCr钢相比,12MnSi2Cr钢铁素体、奥氏体相中将固溶更多的Cr,Mo,Si元素,而碳化物总量减少了30％,微合金元素Nb的加入提高了钢中M(C,N)碳化物的稳定性.在此基础上,对12MnSi2Cr抽油杆钢的高韧性进行了探讨.     

面向生物医用的镁合金成分及凝固组织研究

通过对镁合金铸锭后显微组织的观察,结合SEM能谱分析,研究了Ca,Mn元素对镁合金组织的影响.研究发现,Mg-2.0Mn的显微组织是由基体组织(α-Mg)和点状析出的组织(α-Mn)组成;Mg-0.5Ca的显微组织是由(α-Mg)基体组织和非平衡结晶形成的Mg2Ca相组成.Ca,Mn对镁合金的组织均有细化作用,当同时加入Ca,Mn合金元素时,镁合金的显微组织会更加细小,晶粒趋于均匀圆整,同时第二相颗粒减少.其原因是:Ca提高了Mn与镁合金的润湿性,提高了Mn的溶解与扩散能力,温度降低Mn原子从合金中析出,为合金凝固提供了大量的晶核.     

Ti-18Nb-10Zr-(2, 4, 6)Cr合金显微组织和力学性能的研究

不含有毒元素的β钛合金,具有较低的弹性模量和良好的生物相容性等特点,成为近年来研究的热点。采用电弧熔炼制备Ti-18Nb-10Zr-(2, 4, 6)Cr钛合金,均匀化处理后在室温冷轧,随后在800 ℃固溶1 h后淬火。采用光学显微组织（optical microstructure, OM）和X射线衍射仪（X-ray diffractometer, XRD）分析合金显微组织与物相组成,采用维氏硬度计测试合金硬度,采用万能材料试验机进行拉伸测试。结果表明：合金固溶后均显示为单一β相。随着Cr含量的增加,合金的抗拉强度从690 MPa增加到776 MPa,维氏硬度从186增加到235。Ti-18Nb-10Zr-4Cr合金具有较高的强度（699 MPa）、较低的弹性模量（74 GPa）、良好的塑性（19%）和耐磨性,具有良好的生物应用前景。     

固溶处理对Inconel 690合金组织影响

通过研究不同固溶温度对Inconel690合金硬度、晶粒度和析出相的影响,以期确定Inconel690合金固溶工艺.研究结果表明:固溶温度对Inconel690合金硬度有比较明显的影响,而对晶粒度影响很大.温度超过1 070℃时,发生晶粒显著长大现象.从理论计算和扫描电镜分析得出Inconel690合金中(Fe,Cr,Ni)23C6碳化物的完全溶解温度范围为1 070～1 090℃.     

热处理对蒸汽发生器用国产690合金管显微组织和显微硬度的影响

为改善蒸汽发生器常用国产690合金管的抗微动磨损性能,通过实验研究不同的热处理条件对合金显微组织和显微硬度的影响规律.首先,对690合金管进行固溶处理和TT处理(也称脱敏处理),以改变690合金管的晶粒平均直径和晶界碳化物形貌;然后用光学显微镜观察晶粒平均直径的大小,用场发射扫描电子显微镜观察晶界碳化物的形貌;最后,用显微硬度计分别测量690合金管基体和晶界的显微硬度.结果表明:对于国产690合金管,当固溶处理温度为1 080℃时,晶界的碳化物未完全溶解,基体的显微硬度低于晶界;当固溶处理温度达到1 090℃后,晶界的碳化物完全溶解进入基体;升高固溶处理温度和延长处理时间,晶粒平均直径会增大,基体和晶界的显微硬度都会降低,并且基体的显微硬度高于晶界的显微硬度.对固溶处理后的国产690合金管进行TT处理时,晶界碳化物尺寸和间距都随着TT处理温度升高和处理时间的延长而增大,晶界碳化物逐渐变得离散;基体的显微硬度基本不变并低于晶界,晶界的显微硬度在TT处理温度715℃、时间5 h都会出现一个峰值.研究表明,通过固溶处理可调整690合金管的晶粒度,TT处理获得不同的晶界碳化物形貌,进一步影响材料的显微硬度,进而可能改善材料在蒸汽发生器中应用的抗微动磨损性能.     

固溶处理对Mg-6Al-5Pb-1Zn-0.3Mn阳极组织和性能的影响

为了改善铸态Mg-6Al-5Pb-1Zn-0.3Mn(质量分数,%)阳极的加工性能,对其进行固溶退火处理。采用浸泡法、恒电流和动电位极化扫描法及电化学阻抗法,研究不同固溶时间对其在3.5%(质量分数)NaCl中自腐蚀和电化学行为的影响;采用光学显微镜、扫描电镜对其显微组织和腐蚀形貌进行观察。研究结果表明:经400℃固溶24h,粗大的β-Mg17Al12相完全回溶于基体中,枝晶偏析基本消除;与铸态合金相比,晶界附近富Al区的消失使得固溶态合金耐蚀性能降低,晶体缺陷的减少使得放电性能变差;随着固溶时间延长,阴极β-Mg17Al12相的减少使得合金耐蚀性能提高,合金元素固溶度的增大使得合金放电性能提高;在放电过程中,放电产物层不断脱落,维持了镁合金阳极的放电活性。     

AM60-xNd合金T4固溶时间的确定

对真空电阻炉中制备的AM60-xNd试样在不同实验条件下固溶处理。结果表明,Nd的质量分数为0.6%,经20 h的固溶处理,可得到晶粒度为32μm、Al11Nd3球化、显微硬度HV70左右的性能最佳的镁合金材料。同时,分析了固溶时间、Nd元素含量对AM60合金组织与性能变化的作用机理。