铪对FGH97合金平衡相影响的评估

利用材料相图计算和材料性能模拟软件JMatPro,计算了粉末高温合金FGH97热力学平衡相及相组成,研究了不同Hf含量对平衡相和相组成的影响,并结合物理化学相分析实验和显微组织观察进行了验证分析,进而揭示FGH97合金在750℃下各相析出和Hf在相间分配的规律,认清Hf在FGH97合金的作用.结果表明:FGH97合金在750℃下的平衡相包括γ、γ’、MC、M23C6、M3B2和μ相,Hf主要存在于γ’和MC相中,并且随着Hf含量的增大,Hf在γ’和MC相中分配不同.     

合金元素对新型镍基粉末高温合金的热力学平衡相析出行为的影响

通过热力学平衡相计算方法,系统研究了某新型镍基粉末高温合金时效温度下合金元素对热力学平衡相析出行为的影响.计算结果表明:René104合金析出的主要平衡相为γ′、MC、M23C6、M3B2和TCP相.Cr和Co含量主要影响TCP相的析出行为及γ′相的析出温度,Cr含量对M23C6和M3B2的析出行为有一定的影响,Cr的建议质量分数为13%;Mo和W含量影响TCP相和M3B2的析出行为.质量比Al/Ti和Nb/Ta影响γ′相的析出行为,建议控制Al/Ti和Nb/Ta比平衡,以使γ′相起到理想的强化效果.C和B含量显著影响碳化物和硼化物的析出量,还可间接抑制TCP相析出;Zr含量对MC和M23C6碳化物的析出有影响;增Co降Cr和调节合金元素含量以获得小的点阵错配度是第3代涡轮盘用粉末冶金高温合金成分优化设计的趋势.     

GH105合金元素含量对析出相的影响

采用Thermo-Calc及JMatPro软件,对GH105合金在600～1 600℃的相图进行计算,并对C,Cr,Co,Mo,Zr,Ti,Al以及微量B对GH105合金主要析出相MC,M₂₃C₆,M₃B₂,μ,σ和γ''的影响进行探究。结果表明：C的增加提高了M₂₃C₆和MC相的析出量和M₂₃C₆相的析出温度,降低了σ相的析出量和析出温度,同时μ相的析出温度明显下降;Cr的增加显著提高了σ相的析出量和析出温度;Co的增加提高了μ相和σ相的析出量和析出温度,降低了M₂₃C₆相的析出量和析出温度;Mo的增加显著提高了μ相和σ相的析出量和析出温度;Zr的增加提高了σ相的析出量和析出温度,提高了MC相的析出量,降低了M₂₃C₆相的析出量和析出温度;B的增加显著提高了M₃B₂相的析出量;Al,Ti和m（Al）：m（Ti）的增加,提高了γ''相的析出量,其中Al和m（Al）：m（Ti）相的增加还提高了γ''相的析出温度。     

一种单晶高温合金中g?相的析出行为

研究了固溶冷却速度和时效时间对一种镍基单晶高温合金中γ′相的析出的影响。合金经1 250℃固溶处理4 h,从炉中快速取出,分别进行空冷、油冷和水冷,以考察冷却速度对γ′相析出的影响。随后对固溶处理后试样进行时效处理,以考察时效时间和固溶冷却速度对γ′相长大的影响。结果表明,合金在固溶处理后,γ′相尺寸随固溶冷却速率的升高而下降。在时效处理时,γ′相尺寸的增大率随固溶冷却速度的增大而减小;随着时效时间的增加,γ′相的尺寸增加。     

热处理工艺对热挤压变形粉末高温合金FGH95组织与性能的影响

对比研究了FGH95合金在不同热加工工艺和热处理制度下合金的组织及γ′的分布,用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了不同热处理制度处理后合金的组织及时效后γ′的中心暗场相,测试了室温(20℃)和高温(650℃)材料的拉伸性能,并对高温瞬时断裂区断口进行了对比分析. 结果表明:相同热处理工艺,HIP温度越高,时效析出的γ′相尺寸越大;不同热处理制度均能够改变γ′的分布;盐浴冷却明显增大中等尺寸γ′相数量,显著提高合金高温塑性.     

含铌高温合金液相中铌偏聚行为

利用热力学相计算方法并结合相应的Ni基数据库对含Nb高温合金液相中Nb偏析规律进行系统的计算分析,计算结果与文献报道的测试结果相符性较好.计算结果表明,液相中Nb偏聚度和最大偏聚量随合金中Nb含量的增加并非单调的增加,而是先增加到一定值后再趋于下降或不变.Nb偏聚度与液固相间的温度差却有单调增加的关系,在此规律的理论指导下,提出了减小Nb偏析的合金设计思路并进行了对比分析.     

Waspaloy合金碳化物和γ′相析出规律的热力学计算

利用热力学计算软件Thermo-Calc对Waspaloy合金中可能析出的平衡相以及元素含量变化对其影响进行了计算分析. 结果表明:碳含量的增加可以明显地提高碳化物的析出量,但对碳化物的析出温度的影响较小;γ′的析出量和析出温度均随Al、Ti含量的增加而增加,Al的影响尤为明显;Ti是MC的主要形成元素,Ti含量的增加可以提高MC的析出量,但对其析出温度无太大影响;M23C6的析出量不受Cr含量的影响,而析出温度却随着Cr含量的增加而提高.     

T122铁素体耐热钢析出相热力学模拟计算

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对T122铁素体耐热钢钒含量变化对平衡析出相及A3、A4点的影响进行了研究.结果表明,T122钢的主要平衡析出相为M23C6、MX和Laves相.当钒质量分数在0.15%以下时,将析出极少量的Z相,且其随着钒含量的增加析出量呈直线下降;当钒质量分数在0.28%以上时,将析出两种不同的MX相,随着钒含量的增加MN相的比例下降,而M(C,N)相的比例增加.钒含量的变化对M23C6和Laves相的影响甚小.钒作为封闭奥氏体元素,增加钒含量,铁素体与奥氏体的转变区域将变小.     

FGH95合金再结晶界面与晶内析出γ′相的作用

研究了高体积百分数γ＇相强化的粉末镍基高温合金在形变过程中发生再结晶行为。实验表明:在γ＇相溶解温度以上再结晶以应变诱发界面迁移方式进行。在γ＇溶解温度以下,γ相再结晶以亚晶粒粗化形核方式进行。在γ相再结晶的内界面上可能发生γ＇相的分解和随后的再析出。计算了γ相再结晶内界面迁移激活能为635kJ/mol     

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.     

V-Ti-N微合金非调质无缝油井管钢中碳氮化物的热力学计算

用包括奥氏体γ相和两个碳氮化物相三相溶解度间隙平衡处理的方法计算了V-Ti-N微合金非调质油井管钢中的碳氮化物析出. 计算结果表明,此钢奥氏体中的析出模式为1 473 ℃时TiN即开始析出;其后部分TiN逐渐转变为复合(TixV1-x)(CyN1-y)颗粒,而其他的TiN直到低温仍保持其化学性质;最后富V-C的V(CxN1-x)在846 ℃开始析出. 实验数据验证了这种析出模式. 计算结果支持了中碳含钒微合金钢中800 ℃以下奥氏体中的析出对其后的奥氏体分解相变具有明显的调控作用的观点.     

合金元素对R5系泊链钢中平衡析出相的影响

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对R5系泊链钢在400～1600℃存在的平衡析出相进行了热力学计算,并讨论了合金元素对平衡析出相的影响. 结果表明,R5系泊链钢中平衡析出相主要为M_(23)C_6、M_6C、MX和AlN,其中M为Cr、Fe、Mn、Mo、Nb、Ni和V等,X为C、N和空位Va等. 在此基础上讨论了合金元素C、Cr、Mo和Nb对M_(23)C_6相、M_6C相及MX相的平衡摩尔含量和平衡析出温度的影响,优化了新型R5系泊链钢的合金体系及热处理工艺,提出新型R5系泊链钢的最佳热处理工艺为920±30℃淬火和600±30℃回火,其中金属元素Mo的质量分数以0.45%为佳.     

最小能量函数法求解多元相平衡

根据孤立系统平衡时熵最大原理,利用已有的优化工具包,在一定温度和压力下,使系统吉布斯自由能最小化,求解多元相平衡问题.作为实例,给出了绿色制冷剂R32与R134a混合体系在不同压力(20 kPa～5MPa)下平衡组分的计算结果;该结果同已有的实验数据吻合.由于该方法的基础性和一般性,有望成为包括流体流动、浓度扩散、物质相变以及化学反应在内的复杂过程的统一的热力学处理方法.     

注过热蒸汽井热力计算

以蒸汽压力和比焓作为求解变量,根据能量守恒和动量守恒建立井筒注过热蒸汽的热力计算模型,对井筒内分别采用普通油管和隔热油管两种工况进行注汽热力计算,并分析井内蒸汽热力参数分布情况。该模型将注过热蒸汽、湿蒸汽和注热水热力计算统一起来,克服了传统计算方法需要根据蒸汽在井中的相态切换求解变量和微分方程的缺点。结果表明,采用普通油管注过热蒸汽时,井内蒸汽一般会凝结变成气液两相流。计算结果与测试结果和文献结果的对比验证了所建计算模型和方法的可行性。