热时效和辐照环境下Fe-Cr-Mn奥氏体钢晶界溶质元素偏聚和相析出

研究了含2％W和V的Fe-Cr-Mn合金经热时效处理和电子辐照条件下,溶质元素晶界偏聚和析出相的行为。实验结果表明:在含W、V合金中热时效引起Cr、Mn晶界贫化,它决定于富Cr碳化物M_(23)C_6中组元组成。辐照条件下,两种合金中Cr、Mn都发生晶界贫化,它决定于辐照产生空位浓度和空洞体胀量,辐照诱起晶界元素偏聚影响析出相成分。     

硼在奥氏体晶界的两种偏聚形式

用PTA方法研究了Fe-30％Ni合金中硼在晶界的偏聚行为。实验表明在550-1200℃保温后用不同方式冷却的试样中存在平衡与非平衡两类硼偏聚,它们各自的形成机制不同,试验条件对它们的影响不同。平衡偏聚在保温时形成,在低温区淬火时起主要作用。在高温加热后,用通常冷却速度淬火时,晶界偏聚主要来源于冷却过程中产生的非平衡偏聚,实际瘁火试样中观察到的硼偏聚是这两类偏聚的叠加。试验指出,Fe-30％Ni合金中偏聚方式有一个转折温度区,这温度受冷却速度影响,在通常冷却速度下,这个转折温度在650～750℃之间。     

21-4N(WNb)耐热钢高温加热后的晶界沉淀研究

观察研究了1200℃以上温度高温加热后的晶界沉淀特性,讨论了各种碳化物、氮化物晶界沉淀的细节及其同加热温度的关系。     

镍基变形高温合金中的弯曲晶界形成的机制

本文重点研究镍基变形高温合金中弯曲晶界形成的动力学过程。指出当晶界上存在两相(和M_6C或M_(23)C_6)时,形成弯晶的为主相随合金本质及热处理参数(温度、冷速等)而变化。提出一个两相式弯晶形成模型和一个一段晶界迁移模型。     

硼的晶界非平衡偏聚临界时间和临界冷却速度的确定

本文提出了一种确定晶界非平衡偏聚的临界时间和临界冷却速度的新方法。通过径迹显微照相(PTA),确定出含硼的Fe-30wt％Ni奥氏体合金中硼的晶界非平衡偏聚在不同温度下的临界时间t_0和从不同温度冷却时的临界冷却速度Q_c。     

304奥氏体不锈钢晶界贫Cr的数值模拟

应用基于铬扩散的半经验-半理论公式模型模拟304不锈钢的晶界贫Cr现象。运用该模型不但可以预测不同的热处理温度和时间下304不锈钢热处理过程中晶界上最小Cr的质量分数,而且还可以分析晶界附近Cr的质量分数分布,由模拟结果可进一步得到更宽范围内的温度-时间-质量分数图(TTC)。模拟结果表明:贫Cr区的宽度随敏化时间和温度的增加逐渐变宽;表征材料晶间(应力)腐蚀敏感性的TTC图与参考文献的模拟与实验结果基本一致。     

高合金钢中稀土对晶界沉淀及力学性能的研究

高合金钢中稀土含量的不同，晶界沉淀相的形貌、尺寸、数量和分布状态也不同，这直接影响合金的力学性能。本以高温合金和耐热钢为例探讨稀土元素对晶界沉淀和力学性能的影响.     

微量元素锡、砷在U_(74)重轨钢中的晶界偏聚

用Auger谱仪和X射线面扫描探测了U_(74)重轨钢在加热到1200℃奥氏体化以后再以不同冷速进行冷却的条件下微量元素Sn,As的偏聚情况。实验结果表明:在缓慢冷却的条件下,U_(74)轨钢中会发生Sn,As的晶界偏聚。600℃长时间等温可加剧钢中As元素的偏聚,但不加剧Sn的偏聚。     

热处理对Cr20Ni80型合金晶界碳化物和晶内γ＇的影响

采用ＴＥＭ观察沿界断口萃取碳复型和金属薄膜．结果表明，固溶处理后，晶界表面Ｃ／Ｃｒ比较高（或较低）的区域存在Ｃｒ７Ｃ３（或Ｃｒ２３Ｃ６），炉冷时析出大尺寸的Ｃｒ７Ｃ３；７７５℃时效，ＴｉＣ退化成Ｃｒ２３Ｃ６，片状Ｃｒ７Ｃ３析出倾向较大；８５０℃时效，Ｃｒ２３Ｃ６密集分布，数量较多．铝含量较高时，晶内γ＇的沉淀倾向和长大速度较大；第三段时效热处理时γ＇有两种沉淀机制．     

奥氏体不锈钢在高温钠中的质量迁移效应研究

本文应用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、俄歇能谱仪分析国产316Ti和321奥氏体不锈钢在650℃流动钠中浸泡4000、5000、8000、10000n后试样表面组成相类型、化学成分和显微组织沿横截面变化及试样表面腐蚀形貌。研究结果表明,国产316Ti和321奥氏体不锈钢在高温流动钠中浸泡后有明显的质量迁移效应。液态钠中所含碳向钢中扩散,钢中Ni、Cr合金元素向流动钠中扩散,引起钢增碳和Ni、Cr元素减少,钢表面的化学成分和组成相及显微组织发生明显变化。其表面组成相为铁素体、奥氏体和M_(23)C_6型碳化物,无σ相·随浸泡时间延长,表面铁素体量增多。表面组织为粒状α+M_(23)C_6+γ;次表层组织为晶界α+M_(23)C_6+γ;心部组织为σ+γ或晶界α+M_(23)C_6+σ+γ,在晶界铁素体层和心部组织之间有一无α、无σ相的碳化物沉淀区(M_(23)C_6+γ)。随浸泡时间继续延长,表层粒状铁素体层深增加,晶界铁素体层和碳化物沉淀区向心部延伸。试样表面产生腐蚀沟槽、晶界腐蚀和腐蚀坑及腐蚀裂纹,浸泡时间再延长,腐蚀加剧。321钢比316Ti钢质量迁移效应明显,腐蚀抗力差。     

锻造工艺对易切削非调质钢析出行为的影响

利用GLEEBLE 1500热模拟试验机、电子显微镜以及化学萃取相分析等手段,较详细地研究了易切削非调质钢35MnVS的析出方式及锻造工艺对其析出行为的影响,并与35VS钢作了对比。结果表明:35VS与35MnVS钢中既有一般析出又有相间析出,析出相主要为V(C,N)和(Ti,V)(C,N)。对35MnVS钢来说,锻造温度较高及冷却速度较慢者,析出相的数量增多,外延生长较充分,尺寸变大。降低终锻温度及冷却速度,使钒的析出量增多,而对钛的析出则影响不大。     

高温注氢对钒合金微观结构的影响

研究了500℃高温条件下注氢对V-4Cr、V-4Ti和V-4Cr-4Ti三种合金微观结构的影响。在注氢实验之前,V-4Cr合金的基体清晰干净,而V-4Ti和V-4Cr-4Ti两种合金的基体中则出现很多相互平行和垂直的针状析出相,且大部分析出相周围都存在着位错。在500℃注氢实验之后,V-4Cr合金基体中出现大量的分布不均的黑色点状缺陷和缺陷簇,而V-4Ti和V-4Cr-4Ti两种合金的基体中除产生点状缺陷外,还出现高密度的气泡,且V-4Cr-4Ti合金中气泡的平均尺寸要稍小一些。另外,V-4Ti和V-4Cr-4Ti合金基体中原有的析出相在注氢实验之后都发生不同程度的溶解。在观察V-4Cr-4Ti合金基体中气泡分布规律时发现,在距离晶界25 nm的范围内几乎看不到气泡的存在,由此推断晶界的存在可以抑制氢气泡等辐照缺陷的产生。     

V、Ta微合金化12Cr低活性F/M钢的优化设计

采用Thermo-Calc热力学模拟计算与实验相结合的方法,优化设计了一种V、Ta微合金化的低活性F/M钢12Cr3WVTa,经1 050℃水淬及780℃回火后对其显微组织及析出相进行光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察以及能谱分析.实验钢淬火回火后显微组织由回火马氏体和少量δ铁素体相组成,析出相主要为M23C6和MX相(M=V,Ta;X=C,N),其中M23C6主要分布于回火马氏体板条界和相界,而MX弥散析出于回火马氏体板条内以及δ铁素体内.实验钢室温和高温(600℃)拉伸力学性能良好,600℃下材料抗拉强度为507 MPa,屈服强度为402 MPa,满足超临界水冷堆用包壳管的拉伸性能要求.     

AISI 4340钢马氏体相变的研究

采用膨胀法对AISI 4340钢在900~1 150℃几种不同温度下进行奥氏体化,以得到不同的奥氏体晶粒度(AGS),然后快速冷却到室温,得到马氏体组织.实验结果表明:奥氏体晶粒度和晶界析出相对马氏体相变动力学,尤其是马氏体转变温度(tms)产生很大影响.总的趋势是AGS越大,tms越高.在不同的奥氏体化温度段,会有不同的C,N化合物析出,对马氏体形核产生影响.在奥氏体化温度低于1 000℃时,AGS增大,tms快速增加.其原因主要是由于AlN等晶界析出相对马氏体形核的促进作用.在奥氏体化温度高于1 050℃时,tms随AGS增大而升高,这是因为TiC等溶解温度较高的化合物在晶界析出对马氏体形...     

铁—铬—锰奥氏体合金辐照诱起相界面合金元素偏析

研究了含有W、V的Fe-Cr-Mn奥氏体合金,经电子线辐照后析出相—基体相界面诱起溶质原子偏析行为。实验结果表明:合金中析出相为富Cr的M_(23)C6型碳化物。晶内析出相经辐照相界面处Cr的浓度增加,Mn的浓度降低。而晶界上和晶界近傍析出相的相界面Cr的浓度降低。合金元素Cr浓度的不同变化是与辐照诱起晶界偏析机构改变有关。 本文对此现象,应用辐照诱起晶界偏析理论,提出两种偏析机构的模型,较好的解释上述实验结果。     

Corrosion behavior of ferritic stainless steel with 15wt% chromium for the automobile exhaust system

The effect of chloride ion concentration, pH value, and grain size on the pitting corrosion resistance of a new ferritic stainless steel with 15wt% Cr was investigated using the anodic polarization method. The semiconducting properties of passive films with different chloride ion concentrations were performed using capacitance measurement and Mott-Schottky analysis methods. The aging precipitation and intergranular corrosion behavior were evaluated at 400–900℃. It is found that the pitting potential decreases when the grain size increases. With the increase in chloride ion concentration, the doping density and the flat-bland potential increase but the thickness of the space charge layer decreases. The pitting corrosion resistance increases rapidly with the decrease in pH value. Precipitants is identified as Nb(C,N) and NbC, rather than Cr-carbide. The intergranular corrosion is attributed to the synergistic effects of Nb(C,N) and NbC precipitates and Cr segregation adjacent to the precipitates.     

钒对高铁制动盘钢中碳化物析出及力学性能的影响

随着列车时速不断提高,制动盘承受的热负荷不断增大,这对制动盘材料提出了更高的要求.为了提高制动盘钢的机械性能及耐热疲劳性,钒元素被添加到制动盘钢中.本文研究了不同淬火温度时V含量对Cr-Mo-V系制动盘钢组织及力学性能的影响,并通过Thermo-Calc热力学软件、碳复型、透射电镜、能谱分析等方法对不同V含量时析出相的演变规律进行研究.结果表明,增加钒含量使高温析出的V(C,N)含量增加,细化奥氏体晶粒和回火马氏体组织.淬-回火态析出相主要为V(C,N)、(Mo,V)C、M7 C3和M23 C6.随钒含量增加,大尺寸M23 C6和M7 C3的析出被抑制,对韧性损害降低;小尺寸(Mo,V)C含量增多,析出强化效果增强.淬火温度为880～900℃时,增加钒含量能细化马氏体和减少大尺寸碳化物,弥补了析出强化对韧性的损害,故冲击功变化不大.淬火温度为920～940℃时,提高钒含量促使(Mo,V)C量急剧增加,冲击功快速下降.实验钢淬火温度不应超过900℃.     

Minor-alloyed Cu-Ni-Si alloys with high hardness and electric conductivity designed by a cluster formula approach

Cu-Ni-Si alloys are widely used due to their good electrical conductivities in combination with high strength and hardness. In the present work, minor-alloying with M =(Cr, Fe, Mo, Zr) was conducted for the objective of further improving their hardness while maintaining their conductivity level. A cluster-plus-glue-atom model was introduced to design the compositions of M-alloyed Cu-Ni-Si alloys, in which an ideal composition formula[(Ni,Si,M)-Cu_(12)]Cu_3(molar proportion) was proposed. To guarantee the complete precipitation of solute elements in fine δ-Ni_2 Si precipitates, the atomic ratio of(Ni,M)/Si was set as 2/1. Thus the designed alloy series of Cu_(93.75)(Ni/Zr)_(3.75)Si_(2.08)(Cr/Fe/Mo)_(0.42)(at%) were arc-melted into ingots under argon atmosphere, and solidsolutioned at 950 ℃ for 1 h plus water quenching and then aged at 450 ℃ for different hours. The experimental results showed that these designed alloys exhibit high hardness(HV 1.7 GPa) and good electrical conductivities(≥ 35% IACS). Specifically, the quinary Cu_(93.75)Ni_(3.54)Si_(2.08)(Cr/Fe)_(0.42)Zr_(0.21) alloys(Cu-3.32 Ni-0.93 Si-0.37(Cr/Fe)-0.30 Zr wt%) possess both a high hardness with HV = 2.5-2.7 GPa, comparable to the highstrength KLFA85 alloy(Cu-3.2 Ni-0.7 Si-1.1 Zn wt%,HV= 2.548 GPa),and a good electrical conductivity(35-36% IACS).     

MOSSBAUER STUDIES OF MAGNETIC PROPERTIES AND ANISOTROPIES FOR THE HYDR

本文首次报道了我国Ａｎ晕勘查法和实现该技术方法研制出的微机化仪器和测量 技术．