通用性镍基耐蚀合金的研制

依据百分因子（APF）法，参考现今先进耐蚀合金，预设计了6种APF介干2．5～3．3的通用性镍基耐蚀合金成分，应用真空感应妒和手工电弧妒熔炼合金获得了良好的效果．在氧化性酸和还原性酸进行化学腐蚀，与1Cr18Ni9Ti的耐蚀性能对比．研究结果表明，设计合金具有优异的耐蚀性及良好的通用性，并对设计合金进行了评价；合金在固溶处理后耐蚀性能有所提高；随着APF的增大合金的抗氧化性介质的耐蚀性能提高，抗还原性介质的耐蚀性能降低．     

稀土对镍基耐蚀合金的组织和性能的影响

本文讨论了稀土元素用于改善铸造镍基耐蚀合金性能的可能性和效果。试验结果 表明，往镍基耐蚀合金中添加适量的稀土能明显地细化合金的晶粒，改善碳化物的形 态和分布，阻止碳化物的集聚，使夹杂物含量减少．改变夹杂物形态，使其细化．球 化和呈弥散分布，其结果是提高了耐蚀性能，而且还提高了强度和改善了切削加工性 能。     

镍铬合金表面的微弧氧化陶瓷膜对镍离子析出的影响

采用微弧氧化技术, 以NaAlO₂和Na₅P₃O₁₀为电解液体系, 在镍铬合金表面制备微弧氧化陶瓷膜, 研究镍铬合金表面形成的微弧氧化陶瓷膜对镍离子析出的影响.  用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对膜层进行表征,     用等离子体发射光谱仪及电化学方法检测成膜前后镍铬合金中镍离子在人工唾液中的析出量及合金的耐腐蚀性能. 实验结果表明, 镍铬合金表面形成的主晶相为γ-Al₂O₃的微弧氧化陶瓷膜可有效阻止镍离子析出, 提高了镍铬合金的耐腐蚀性能.     

镍基耐蚀合金C-276铸锭元素偏析和均匀化工艺

利用光镜、扫描电镜和能谱仪等显微组织分析方法研究了镍基耐蚀合金C-276经真空冶炼+电渣重溶后铸锭的枝晶特点和元素偏析情况,根据残余偏析指数模型计算结果选取了四种均匀化实验制度,并通过均匀化实验后的组织分析和Gleeble1500试验机热模拟锻造实验验证,最终确立了适合C-276合金的均匀化工艺.结果表明:合金中偏析程度最严重的元素为Mo;在选取的四种均匀化制度中,采用1170℃下加热20h的处理方式不仅可以较好地实现成分均匀化,还能保证晶粒尺寸不过度长大,从而确保合金的热加工塑性,是最为合理的均匀化制度.实验也证明利用残余偏析指数模型,计算结果与实验结果基本吻合,在预测和评价C-276合金均匀化工艺上是可信的.     

Q235钢双辉镍铬共渗层的组织结构和耐蚀性能

本文采用双层辉光等离子表面冶金技术在Q235钢表面制备Ni-Cr合金层,通过扫描电子显微镜及能谱仪附件、X射线衍射仪、动态显微硬度系统等测试方法表征了合金层的组织形貌、化学成分、相组成、动态显微硬度和弹性模量,并采用CHI750电化学工作站,以304L不锈钢为对比试样,通过三电极体系以0.001V/S的扫描速度研究了两者在3.5%的NaCl和0.5%H2SO4两种介质中的电化学腐蚀行为.结果表明：等离子共渗后,Q235钢表面形成了厚度约12μm的镍铬合金层,渗层均匀致密,无孔洞裂纹等缺陷,其表面晶粒结聚成团,呈颗粒状.镍、铬合金元素由表及里呈梯度分布,并在次表层达到浓度高峰,其原因在于在此工艺下沉积的表层区域原子发生逆溅射和逆扩散.合金层主要由FeCr0.29Ni0.16C0.06、Cr23C6和γ相组成,与基体呈冶金结合,表面动态显微硬度达9.72GPa.电化学腐蚀试验表明合金层在NaCl溶液中的自腐蚀电位相对于不锈钢正移25mV,并且具有比不锈钢更小的腐蚀电流密度,而在H2SO4溶液中合金层的腐蚀电位虽负移9mV,但其腐蚀电流密度依然远小于不锈钢,计算得出其腐蚀速度相对于不锈钢分别降低了2.35倍和1.30倍,因此双层辉光等离子镍铬共渗可显著提高Q235的耐腐蚀性能.     

Ni-Cr-Mo-Cu-Mx合金耐晶间腐蚀及点蚀性能

向镍基耐蚀合金中添加Ti、Fe元素,采用手工电弧炉熔炼制备新型Ni-Cr-Mo-Cu-Mx耐蚀合金,用化学浸泡法、电化学法(极化曲线法、循环伏安法)对其耐晶间腐蚀和耐点蚀能力进行研究.结果表明:在Ni-Cr-Mo-Cu合金中加入Ti元素可以增强其耐晶间腐蚀能力,减弱其耐点蚀的能力;加入Fe元素会降低Ni-Cr-Mo-Cu合金耐晶间腐蚀的能力,但提高该合金耐点蚀的能力;实验合金晶间腐蚀与点蚀的电化学行为和特征与其浸泡腐蚀的结果是吻合的.     

电沉积镍—钨非晶态合金耐蚀性研究

本文研究了电沉积法制备的镍—钨非晶态合金的耐蚀性能,通过对镍—钨晶态和非晶态镀层进行浸渍实验及阳极极化曲线测量,可知非晶态镀层比晶态镀层具有更高的耐蚀性.     

Ni基大块非晶合金的玻璃形成能力

计算已开发的镍基大块非晶合金玻璃形成能力的表征参数Trg、γ、δ、和φ.线性回归表明,这4个参数值与合金的临界直径Dmax之间不存在线性关系,说明它们不能很好地表征镍基非晶合金的GFA.计算镍基大块非晶合金的GFA预测参数λn和ε.结果发现,组元原子尺寸相差不大的镍基非晶合金的λn值大多集中在0.2附近.另外,Dmax与ε之间存在一定的线性关系,说明镍基大块非晶合金的临界直径Dmax与它的ε值成正比.在开发新的镍基非晶合金时,可以参考ε值来确定最佳的合金成分.     

柱塞激光熔覆镍基合金工艺与组织结构分析

本工作针对高压匀质机柱塞应用背景,在奥氏体不锈钢为基材的柱塞上激光熔覆镍基硬面合金,对其工艺、微观组织结构和性能进行了较深入的分析研究．通过扫描电镜、Ｘ光衍射、金相等微观分析方法,对快速凝固激光熔覆合金层的非平衡态微观组织特性与其性能关系进行研究．结果表明：在激光熔覆柱塞表面获得了镍基硬面合金层与不锈钢基材的优良冶金结合;合金层微观组织为超细的共晶组织,在含Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃ、Ｂ元素的过饱和γＮｉ（Ｆｅ）奥氏体基体中,均匀分布着细密的树枝状碳化物、硼化物及硅化物;这是它具有良好的力学性能和耐磨耐蚀使用性能的关键．还对热喷涂柱塞进行了微观组织结构和性能的对比分析     

稀土-镁-镍基贮氢合金的研究进展

综述了近几年稀土-镁-镍基贮氢合金电极材料相结构与电化学性能等方面的研究进展。介绍了改善合金电化学性能的方法,包括合金组成的改进、热处理、表面处理、制备复合合金等方法。讨论了稀土-镁-镍基贮氢合金研究中的几个重要问题以及发展方向。     

Ni-Cr-Mo-Cu合金介质腐蚀和电化学腐蚀的性能

在Cr、Mo成分一定的情况下,通过改变Cu的质量分数(1%～5%),研究新型Ni-Cr-Mo-Cu高镍耐蚀合金在氧化性介质、还原性介质、氧化-还原性介质和质量分数6%的FeCl3中的耐蚀性能及其在H2SO4、HCl和FeCl3中的电化学行为.实验结果表明,w(Cu)=1%～5%的Ni-Cr-Mo-Cu合金具有优良的耐介质腐蚀、电化学腐蚀性能,在质量分数80%的H2SO4中钝化明显,在质量分数30%的HCl中自腐蚀电流低,在质量分数6%的FeCl3中有钝化区且未发生点蚀.4种实验材料中w(Cu)=3%的合金综合耐蚀性能最好,在质量分数80%的 H2SO4中有更宽的钝化平台和更低的维钝电流.     

Effect of Mo content on microstructure and stress-rupture properties of a Ni-base single crystal superalloy

The additional 1.5 wt% Mo was added in a Ni-base single crystal(SC) alloy with the composition of Ni–6.5Al–8.0Mo–2.4Cr–6.2Ta–4.9Co–1.5Re–(0.01–0.05)Y(wt%) to study the effect of Mo content on the microstructure and stress-rupture properties. The creep and stress-rupture tests under the conditions of 850 °C/500 MPa and 1100 °C/130 MPa were conducted, and the microstructure of as-cast, heat treated and stress ruptured specimens were analyzed. It was found that the 1.5 wt% Mo addition enhanced the stress-rupture lives at both intermediate(850 °C) and high(1100 °C)temperatures. The microstructure analysis showed that adding 1.5 wt% Mo in the basic alloy affected the microstructure dramatically, i.e., the Mo-rich phases formed in the specimens of as-cast and stress-ruptured specimens. It is considered that the improvement of the stress-rupture lives is duo to the strengthening effect of Mo to both γ and γ'phases and the decrease of stacking fault energy, diffusion constant and dislocation spacing. The Mo-rich phases precipitated under condition of 1100 °C/130 MPa did not affect the creep and stress-rupture properties obviously in the present study.     

高Ru和高Cr对镍基高温合金组织稳定性的影响

在多组元的镍基高温合金中分别和同时加入高Cr和高Ru,经固溶处理后,在800～1100℃下进行10～1300h时效处理,观察组织并分析Ru、Cr以及二者交互作用对合金组织稳定性的影响. 结果表明:在无Cr和Ru的合金中,经过1000℃/1300h时效处理后无TCP相析出;加入高Cr的合金仅20h就在晶界发现了TCP相,50h后在枝晶干出现TCP相;在1000℃时效,TCP相比其他温度更易析出. 在同时加Cr和Ru的合金中,经过1000℃/1000h时效后并未发现TCP相的析出. 这说明高含量的Cr促进了TCP相的形成,而高Ru的添加在高Cr合金中也能有效地抑制TCP相的析出,提高组织稳定性.     

真空铸造下镍基高温合金铸件氧化膜缺陷分析

通过扫描电镜观察镍基高温合金试棒断口是否存在膜状氧化物。对断口区域是否为氧化物的判断采用能谱仪和波谱仪，研究表明，氧化膜夹杂缺陷引起合金内部氧化膜周围的含碳量增加，产生微观裂纹，严重影响铸件的整体性能及使用寿命．平稳浇注情况下，采用过滤网对炉内的氧含量、惰性气体及真空度加以严格控制可有效避免镍基高温合金铸件的双氧化膜缺陷产生．     

镍基高温合金的脱氮与脱硫

研究了采用CaO坩埚真空感应熔炼镍基高温合金过程中脱氮与脱硫行为。发现只用CaO坩埚并不脱硫 ;根据坩埚壁成分分析数据 ,讨论了CaO坩埚脱硫机理 ;加A1对脱氮有利 ,对脱硫具有重要的作用 ,加Ti则对脱氮有明显不利影响 ;计算了不同真空度及加A1和Ti条件下Ni- 6Cr- 5Co - 2Mo- 6W合金在 1 60 0℃时氮的溶解度 ;提高熔炼真空度是促进脱氮的有力措施。     

带中心孔的镍基高温合金GH4049的高温疲劳短裂纹扩展规律

对疲劳试样GH4049镍基高温合金在同一载荷与不同温度下的疲劳短裂纹扩展进行了试验，利用复型技术和光学显微镜观测了裂纹形态演化全过程。发现应力集中条件下的高温疲劳短裂纹扩展主要是单裂系统破坏，随着温度升高，短裂纹逐渐变为多裂系统，并以多裂纹的合并形式进行最终破坏；扩展方式由穿晶到沿晶和穿晶的混合方式进行，温度越高，短裂纹起裂越早，裂纹平均长度越短，短裂纹扩展速率反而越慢。     

镍基高温合金GH4049高温疲劳小裂纹扩展规律的试验观察

对镍基高温合金GH4049在不同载荷与不同温度下疲劳小裂纹萌生和扩展进行了试验,利用复型技术和光学显微镜观测了裂纹尺寸演化全过程,发现高温疲劳损伤是一个多裂纹系统,且损伤起始于晶界,寿命前期是以裂纹萌生为主的均匀损伤,后期则为以裂纹扩展、合并为主的局部化损伤。     

拉伸载荷下镍基粉末高温合金中夹杂物行为

采用扫描电镜原位拉伸方法,跟踪观察了人工植入A12O3夹杂物的镍基粉末高温合金P/MRene95中夹杂物导致裂纹萌生、扩展乃至断裂的过程.结果表明,在单轴拉伸载荷下,裂纹首先萌生于脆性非金属夹杂物A12O3处,大于一定尺寸的夹杂物,还会使该裂纹扩展成为导致合金断裂的主裂纹,从而大大降低合金的屈服强度及断裂强度.     

镍基合金激光表面Y_2O_3合金化研究

用电子探针和扫描电镜研究了预涂粉末量和激光辐照工艺参数对 GH49 合金表面熔掺层中 Y_2O_3 分布的影响及熔掺层的组织特征。结果表明,当功率密度为 17.6kW/cm~2,扫描速度为 0.36 m/min时,熔掺区Y_2O_3 弥散均匀分布,对0.05g/cm~2 涂层粉末量,Y_2O_3 含量达(1.2～1.5)wt％。过热处理后,熔区枝晶组织消失,晶粒细化,晶界弯曲.γ′相与Y_2O_3 粒子共同弥散分布,从而使一般镍基合金实现了表面ODS合金化。