未服役Cr35Ni45Nb合金真空渗碳行为及相演化机理

采用乙炔真空渗碳工艺对未服役的Cr35Ni45Nb乙烯裂解炉管进行了加速渗碳处理,并采用X射线衍射、扫描电镜、定量电子探针等手段对渗碳前后炉管内壁的渗碳行为及相演化机理进行了系统分析.结果表明:炉管高温渗碳过程的主要控制因素由初期的扩散控制逐渐变为扩散-表面反应综合控制;渗碳过程属多元多相反应扩散范畴,炉管内侧横截面随渗碳深度的不同依次出现了表面碳化物层、亚表层贫碳化物区、片层状碳化物层、规则几何碳化物区、扩散区、弱影响区等六个区域,这六个区域共同组成了M7C3、M7C3-M23C6混合区和M23C6的三级垂直层状分布.贫碳化物区的形成原因是表面碳化物层的形成造成亚表层贫Cr;片层状碳化物的形成源于碳在高镍铬合金中的低渗透性以及析出物进一步的阻碍效应.     

时效时间对Cr35Ni45Nb离心铸造奥氏体钢

研究1200℃时效温度下不同时效时间对Cr35Ni45Nb乙烯裂解炉管材料的微观组织、室温和高温(900℃)力学性能的影响.结果表明:在1200℃下,材料力学性能出现先增后减的趋势.当时效135.2 h后,试样抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性达到最大值.时效时间对合金显微组织具有显著的影响.析出并弥散分布的细小的二次碳化物对Cr35Ni45Nb钢综合性能具有强化作用.析出的针状碳化物、碳化物向晶界聚集并粗化、初始的连续网状碳化物结构转变成不连续的链状均导致Cr35Ni45Nb钢力学性能下降和围观组织劣化.     

Cr35Ni45钢高温长期服役过程的氧化与渗碳机理

采用扫描电镜、电子探针和X射线衍射等手段对不同服役时间(原始态、1.5a和6a)Cr35Ni45乙烯裂解炉管内壁的氧化与渗碳机理进行了系统分析.结果表明:高温长时服役后炉管内壁出现了氧化层、碳化物贫化区和碳化物富集区三个区域,其氧化行为包括Cr2O3外氧化和SiO2内氧化,且服役过程中外氧化膜发生反复破坏和重建;炉管服役过程的渗碳行为主要由内表面结焦引起,外氧化膜的反复破坏可以加重渗碳,但外氧化膜在破坏后能自动修复,所以服役态两个炉管的渗碳程度较轻;外氧化膜的反复破坏和重建使亚表层贫铬,导致形成碳化物的临界碳浓度增加,在内壁亚表层形成贫碳化物区,多余的碳原子在其内侧析出,形成碳化物富集区.     

1Cr18Ni9Ti钢热加工过程中的涂层保护

作者以SEM,TEM,EPA等分析为手段,探讨了1Cr18Ni9Ti钢热加工过程中表面出现细微裂纹的原因。结果表明:由于渗硫、渗碳及氧化的共同作用,从而使表面产生细微裂纹,而表面合金元素贫化层是氧化和硫化引起的。作者研制出三种1Cr18Ni9Ti钢加热用的防护涂层,从而有效地防止了渗硫、渗碳、氧化、合金元素的贫化及其裂纹的产生。同时用热力学的观点分析了氧化和渗硫、渗碳之间的相应关系及涂层的防护机理。     

不同氧化条件下 Cr35 Ni45 Nb合金组织特征及其与持久寿命的关系

以Cr35Ni45Nb合金为研究对象,进行不同气氛条件下高温时效及高温持久试验,并结合扫描电镜及定量电子探针对样品表面及横截面的观察分析,系统研究不同氧化条件下Cr35Ni45Nb合金组织演变与持久寿命的关系。结果表明：随着处理时间的延长,管材边缘及内部组织均逐渐发生变化。氧化序列体现为先是在样品边界不同地点形成不连续的氧化膜,随后氧化膜连成一体形成连续氧化膜,同时贫化区也逐渐形成;由于温度波动,氧化膜破裂脱落,而在氧分压较高的时效环境中,氧化膜得不到及时修复,使得贫化区晶界中出现内氧化。此外,在空气中氧化与在真空充氩气石英管中持久试验结果表明,较薄的连续氧化膜有助于提高合金的蠕变性能,而随着高温时效时间的延长,边界贫化区逐渐形成,氧化膜破裂及内氧化的发生,使得合金的蠕变性能逐渐弱化。     

调整处理对0Cr17Ni4Cu4Nb钢组织及耐蚀性的影响

运用极化曲线、循环极化曲线等电化学方法研究了0Cr17Ni4Cu4Nb钢经不同工艺热处理后的耐海水腐蚀性能,并对显微组织进行了观察和分析.实验结果表明:固溶处理后的0Cr17Ni4Cu4Nb钢加入调整处理后再进行时效处理,组织更加均匀细小且击破电位、钝化区宽度及保护电位均有明显的提高,耐海水腐蚀性能全面优于直接时效态试样.调整处理的加入及参数的变化导致加热过程中合金碳化物的析出数量和种类发生变化,从而对其组织及耐蚀性能产生了影响.     

MA956 ODS合金微晶涂层对1Cr18Ni9Ti不锈钢氧化性能的改善

采用高频电脉冲沉积技术在1Cr18Ni9TI不锈钢表面上沉积了厚度约为50um的MA956 ODS合金纳米微晶涂层,涂层与基体之间呈现良好的冶金结合,在1000度静态空气中对1Cr18Ni9Ti试样与表面施加涂层试样进行了总计100h的恒温氧化实验,用AFM,SEM,EDX和XRD分别对涂层和氧化后试样的形貌,成分和组成进行了观察和分析,结果显示,1Cr18Ni9Ti表面沉积MA956ODS合金纳米微晶涂层促进了Cr的选择氧化,提高了1Cr19Ni9Ti表面氧化膜的粘附性,了1Cr18Ni9Ti抗高温氧化性能。     

用低氧分压法在35Cr45Ni合金表面制备

在H2-H2O所形成的低氧分压气氛下氧化35Cr45Ni合金,在合金表面形成具有抑制催化结焦能力的氧化膜;用能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、划痕仪分析氧化膜的成分、物相组成以及氧化膜与基体的结合状况,用结焦试验评价氧化膜的抗结焦性能,并用扫描电镜(SEM)分析氧化处理和未经氧化处理试样结焦后的表面形貌.结果表明:经低氧分压处理的合金表面铁、镍含量降低,在金属表面形成了以Cr2O3、 MnCr2O4为主要成分的氧化膜,氧化温度为800,900,1000 ℃时氧化膜的临界载荷分别为9.75,15.55,11.6 N,结焦抑制率分别达到了81%,93%,56%;氧化膜可有效抑制丝状催化焦炭的产生.     

硬度和碳化物形态对20Cr2Ni4A钢制轴承外圈寿命的影响

本文通过渗碳、磨损、多冲、接触疲劳等试验方法,研究了硬度和碳化物形态、分布及数量对20Cr2Ni4A钢制轴承外圈寿命的影响。试验结果表明:该轴承外圈合理的硬度范围为HRC58～62,渗碳层细小均布的碳化物能改善轴承的耐磨性,提高接触疲劳强度。     

4Cr5MoVSi(H11)钢内氧化型渗碳后性能的研究

4Cr5MoVSi(AISI H11)钢在 0.90～1.36％ 碳势下渗碳后,渗碳层组织由马氏体基体及均匀分布着的大量细小的粒状M_7C_3 型碳化物组成,致使H11钢表面硬度高达 HV1200左右,其耐磨性也明显优于 Cr12MoV钢。将 H11钢制成的 M16螺母冷冲头,经 CD渗碳处理后,其使用寿命为 Cr12MoV 钢的 2倍,且失效方式为均匀磨损。H11钢CD 渗碳的动力学受碳在奥氏体中的体积扩散控制。     

运行中渗碳的Incoloy 800H裂解管的研究

研究运行中渗碳的Ｉｎｃｏｌｏｙ ８００Ｈ裂解管的显微组织及合金元素的分布， 采用了电子探针定性定量分析微区成分。结果表明，裂解管渗碳后显微组织 发生显著变化，其内壁最高含碳量为３％，内壁基体最低含铬量为４％；渗碳 层厚度超过２ｍｍ，管内壁基体和碳化物中Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ含量不随渗碳层厚度 变化；基体Ｃｒ含量下降大于６％，合金由抗磁性的变为铁磁性的；Ｍ２３Ｃ６型碳 化物转变为Ｍ７Ｃ３型碳化物时的合金碳含量约为１．５％．     

放电等离子烧结Al20Cr20Fe25Ni25Mn10高熵合金的硬度和腐蚀性能研究

采用放电等离子烧结(SPS)技术在不同温度（800、900和200°C）下保温不同时间（4、8和12 min）合成了Al₂₀Cr₂₀Fe₂₅Ni₂₅Mn₁₀高熵合金（HEA）。通过扫描电子显微镜、能谱仪（EDS）、维氏显微硬度计、极化曲线等对合金的微观结构、显微硬度和腐蚀进行了实验研究。X-射线衍射（XRD）表征了所制备合金的成分。EDS结果显示不论烧结参数如何变化,合金均由原始合金元素组成。XRD、EDS和扫描电子显微镜的结果说明所制备的合金具有球形微观结构,呈现出面心立方结构相,这是基于固溶机制形成的。这表明SPS合金具有HEAs的特征。在1000°C保温 12 min生产的合金显微硬度最高,为HV 447.97,热处理后其硬度降至HV 329.47。同一合金表现出优异的耐腐蚀性能。烧结温度升高,Al₂₀Cr₂₀Fe₂₅Ni₂₅Mn₁₀合金可具有更高的密度、显微硬度和耐腐蚀性。     

W6 Mo5 Cr4 V_2钢真空离子渗碳的研究

本试验利用 X 射线物相分析、电解萃取、化学相分离和扫描电镜对 W6Mo5Cr4V2钢进行了真空离子渗碳的试验研究.结果指出,随着渗层碳浓度增加,碳化物数量明显增加:同时碳化物由低碳相(M_6C)向高硬度高碳相(M_2C,MC)转化.这两者均使渗碳层耐磨性提高;渗层淬火奥氏体量增加.在渗层含碳量为1.08～1.45%的范围内,耐磨性随含碳量的增加而提高。     

12Cr2Ni4A钢高温真空低压脉冲渗碳工艺

与传统气氛渗碳相比，高温真空渗碳在提高渗碳效率、产品质量和节约能源方面均表现出明显优势.本文分析了12Cr2Ni4A钢的奥氏体晶粒长大行为、扩散系数及奥氏体饱和碳质量分数等关键参数的影响，结合真空低压脉冲渗碳工艺原理，对高温真空低压脉冲渗碳工艺进行实验验证.结果表明:实验钢在930，950，980℃渗碳温度下，渗碳层的硬度梯度曲线和碳质量分数梯度曲线的实测值与预期值吻合较好.此外，随着渗碳温度的升高，碳的扩散系数和奥氏体饱和碳质量分数增加，高温真空渗碳可显著提高渗碳速率，温度每提高10℃约使渗碳效率提高14%~17%.     

Cr3 C2含量对Cr3 C2/Ni3 Al复合材料摩擦磨损性能的影响

采用热等静压法制备Ni3 Al合金和Cr3 C2含量不同的Ni3 Al基复合耐磨材料,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机,系统地研究Cr3 C2含量对材料组织特征、硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明：Cr3 C2/Ni3 Al复合材料中,Cr3 C2颗粒与Ni3 Al颗粒之间发生互扩散作用,使部分Cr3 C2颗粒转变为M7 C3( M=Cr, Fe, Ni)结构;在特定的摩擦磨损条件下,随着Ni3 Al基体中Cr3 C2比例增大,Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的耐磨性能显著提高,达到了Ni3 Al合金耐磨性能的4~10倍。此外,随着Ni3 Al基体中Cr3 C2比例的增大,Cr3 C2/Ni3 Al复合材料对对磨盘的切削、刮擦作用减弱,对磨盘的磨损量减少。     

23Co14Ni12Cr3MoE超高强度钢中痕量元素P分析方法

 随飞机性能的不断提高，对制造关键承力件所用的高强度钢提出了更高的要求，向着超高强、高韧性和耐蚀的方向发展，相继蕴育而生了Co-Ni超高强度钢Hy-180、AF1410和AerMet100。AerMet100（23Co14Ni12Cr3MoE）具有优良的综合性能，使用强度达到1965MPa，断裂韧性不低于110MPa·m1/2。同时还具有良好的抗疲劳、抗应力腐蚀性能。为保证合金的综合性能，对合金中的杂质元素的含量要求严格，特别是痕量元素P要求达到双零级（P≤0.001%）。本文通过对目前国内外对合金中痕量元素P分析的主要分析标准比较，结合23Co14Ni12Cr3MoE超高强度钢不含W、Nb、Ta、V、Ti、Zr、As等干扰元素的特点，制定了以乙酸丁酯萃取磷钼蓝光度法进行分析，不经沉淀分离，一步萃取的简便测试方法，测定痕量元素P下限为0.001%，相对标准偏差RSD小于30%。     

倾斜式剪切冷却制备1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态材料

利用自制的实验装置对倾斜式剪切冷却技术制备1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态合金进行了研究.倾斜式剪切冷却技术使熔融1Cr18Ni9Ti不锈钢合金在剪切冷却作用下形成组织优良的半固态材料;在冷却板的冷却作用与重力的剪切作用下1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态合金逐渐由树枝晶演化为细小的球形晶;倾角、冷却板长度、冷却板表面性质对合金组织具有重要影响;在倾角为45°,冷却板长度为650mm,冷却板采用紫铜材质的条件下可制备出细小球形的1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态材料.     

Effect of Columnar Crystals on Fatigue-Creep Failure Behaviour of Fe-Ni-Cr Alloy

研究了在交变应力与平均应力迭加条件下，柱状晶体对铁镍铬金的疲劳－蠕变失效行为的影响，结果表明，疲劳－蠕变应力迭加对合金产生交互作用，使其循环断裂寿命大大降低．具有横向柱晶界的试样受到了最强烈的交互作用．断口形貌观察揭示了沿柱晶界脆断是具有横向晶界试样的主要疲劳－蠕变断裂机理．而沿柱晶界断裂附带塑性撕裂结构以及二次裂纹形成所表示的脆－塑性断裂相混合的机理是其它取向试样的主要断裂机理沿柱晶界分布的脆性夹杂物引发沿晶微裂纹并加速沿晶界扩展