GH220合金的基本组织

GH220合金正常热处理组织有γ基体。γ′、MC、M_6C和M_3B_2相。第一阶段晶粒长大温度1150℃—1170℃,第二阶段为1210℃。碳化物相M_6C最大析出峰在1000℃左右,并发现不同成分的二种M_6C相。 正常热处理得不到大小二种γ′,等温弯晶热处理能得到大小γ′和弯曲晶界组织。 长期时效,低W、Mo、Al、Ti(17.61％)合金析出M_(23)C_6相。当W+Mo大于12％(如12.31％)正常热处理会析出少量μ相;等于12％时,时效后才出现μ相。 合金中加入微量元素Mg可改变碳化物形状,使之细化。     

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.     

GH3625合金中析出相的热力学计算

利用JMatPro金属材料相图与性能计算软件和相应的镍基高温合金数据库,计算GH3625合金中析出的平衡相,研究不同合金元素C、Al、Ti、Fe质量分数的变化对主要析出相的影响,并分析各相的析出规律.结果表明:GH3625合金中的主要平衡相有γ相,Ni_2M相,μ相,δ相,γ′相以及3类碳化物相(MC、M6C、M_(23)C_6);C质量分数的增加使3类碳化物的析出温度和最大析出量显著提高,但当C质量分数大于0.04%时,MC的析出温度无显著变化;Al、Ti质量分数的增加对γ′相的析出规律有明显影响,且Al的影响明显大于Ti;Fe质量分数升高对M6C、M_(23)C_6相的析出温度影响显著,分别下降115、102℃,但对碳化物的最大析出量无明显影响,随Fe质量分数的增加,Ni_2M相的析出温度下降82℃,析出量减少31.28%.     

长期高温服役CO转化炉炉管的损伤

采用光学显微镜和扫描电子显微镜,对长期高温服役CO转化炉炉管材料HP40Nb合金进行微观组织的观察和相组成的能谱分析,并在900℃条件下对炉管材料的高温力学性能进行测试。结果表明:在长期高温服役过程中,炉管已受到一定程度的损伤。HP40Nb合金晶界上存在单个和链状的蠕变孔洞及微裂纹,沿晶分布的骨架状共晶碳化物逐渐发生分解,形成蠕虫状和块状碳化物,基体中弥散析出二次碳化物。在相演变过程中,部分碳化铌(NbC)转变成富含Ni、Nb、Si的脆性G相(Ni_(16)Nb_6Si_7),G相转变过程中释放出的C元素与Cr元素结合,使得晶界处的富Cr碳化物(M_(23)C_6)数量不断增加并粗化长大。微观组织的改变、G相的形成和晶界处新析出M_(23)C_6碳化物的增加,导致材料的高温力学性能发生变化。     

GH36合金中的VCM_(23)C_6和高温持久缺口敏感性

使用薄膜TEM直接观察了成分相近热处理制度不同的两个炉号GH36合金的基本组织,使用SAD和DF技术做物相分析。结果表明,合金经正常热处理后析出细小弥散分布的VC,尺寸约在2nm～12nm,还有M_(23)C_6和N_6C、其中VC和M_(23)C_6与合金基体的取向关系是[011]_(vc)∥[011]_M∥[011]M_(23)C6,(111)_(VC)∥(111)_M∥(111)M_(23)C_6,(200)_(VC)∥(200)_M∥(200)M_(23)C6,通过补充时效后合金中VC颗粒聚集长大,晶界析出的M_(23)C_6更多,这种组织及晶界状态有利于改善合金的持久缺口敏感性。     

高W,Mo的GH220合金X光定量相分析

应用X光定量相分析方法测出了高W、Mo含量的GH220合金中不同热处理状态下各析出相的含量,从晶体结构角度区分了M_6C和μ相,从而解决了化学相分析中由于M_6C和μ相主要元素组成及电化学性质相近而难以分离的困难,为研究合金性能变化,确定最佳W,Mo量提供了依据。     

Nb对转K2弹簧钢中MX析出相的影响

采用Thermo-Calc热力学软件,对转K2弹簧钢在400～1600℃存在的平衡析出相及Nb、V在奥氏体相中的固溶规律进行了计算,探讨了各合金元素含量对析出相析出规律的影响,并利用碳萃取复型与透射电镜(TEM)分析了Nb含量对析出相的影响.结果表明:转K2弹簧钢中平衡析出相主要为MX、M7C3、M3C2和AlN;Nb能显著提高MX相的稳定性.TEM分析表明,析出相尺寸变化范围为几纳米到100纳米以上,形态多呈近似球形或圆片状;随Nb含量增加,从低温铁素体中析出的细小颗粒所占比例显著增大,未溶解碳氮化物比例也有所增大,总体而言析出相平均颗粒尺寸得到细化;大颗粒析出相为富Nb的碳化物,而小颗粒为富V的碳化物,这与热力学计算结果相一致.     

10Cr-15Co-Ni基高温合金相分析的研究

本文对10Cr-15Co-Ni基高温合金多种热处理状态下的析出相进行了鉴定,着重对比了标准热处理及等温弯晶热处理后的合金相,证明经上述两种不同热处理后相的种类、数量、组成基本相同,主要存在四种相:γ′、MC、M_6C及M_3B_2,无M_(23)C_5。探讨了MC-M_5C-M_3B_2的化学分离条件,同时辅之以相应的x射线衍射法。研究表明分离结果基本可靠。     

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。     

X70管线钢中含Nb相的析出行为

以首钢生产的某X70管线钢成分为基础,利用Thermo--Calc软件计算了不同温度下钢中析出相的组成、相的析出温度及Nb元素的析出规律,研究了钢中Nb和C含量对Nb析出规律的影响,利用热模拟和扫描电镜等手段分析了钢中Nb合金相的析出温度.结果表明,平衡态下该X70管线钢中的析出相主要为Ti、Nb的碳氮化物、合金渗碳体、Ti4C2S2、MnS、AlN、M7C3和Mo碳化物.Nb析出相主要以Nb和C元素为主,其中固溶Ti和N元素.随Nb和C含量的增加,Nb合金相的析出温度升高,在同一温度下Nb的析出量增加.     

开轧温度对铌微合金化热成型钢氢致延迟开裂性能的影响

通过动态充氢恒载荷、氢渗透等实验研究轧制工艺对铌合金化热成型钢的氢致延迟开裂性能的影响。随着开轧温度从1000益降低到950益,热成型钢的氢扩散系数降低,氢致延迟开裂性能提高,耐腐蚀性能下降。透射电镜观察发现开轧温度为1000益时MX型析出相尺寸为30 nm;开轧温度为950益时热成型钢的MX型析出相尺寸为5 nm左右,可以观察到直径为50 nm Cr2 C3析出相。作为氢陷阱的纳米析出相是提高实验钢氢致延迟开裂性能的主要因素。析出相不同的原因是开轧温度为1000益时MX型析出相发生熟化现象,进一步抑制Cr2 C3的析出。     

Microstructure evolution of T91 heat-resistant steels after long-time aging

To investigate the evolution of microstructure damage degree and the precipitated phases of heat-resistant metal in power plant under high temperature and stress environment, the high-temperature aging tests were conducted to investigate the aging behavior of T91 steel at different temperatures and stress. The optical microscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy were used to investigate the structure and precipitated phases, the results showed that the orientation characteristics of tempered martensite was dispersed, and the grain size is obviously increased. The density of dislocation decreased with increasing temperature and stress. The important strengthening phase of M23C6 (M=Fe, Cr) was coarsened by the diffusion of main alloying elements Cr, while the smaller size MX (M=Nb,V; X=C, N) phase distributed in the grain is relatively stable in the aging.     

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.     

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.     

Effect of aging temperature on the microstructures and mechanical properties of ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB ferritic heat-resistant steel

The effect of aging on the mechanical properties and microstructures of a new ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB ferritic heat resistant steel was investigated in this work to satisfy the high steam parameters of the ultra-supercritical power plant. The results show that the main precipitates during aging are Fe(Cr, Mo)₂₃C₆, V(Nb)C, and (Fe₂Mo) Laves in the steel. The amounts of the precipitated phases increase during aging, and correspondingly, the morphologies of phases are similar to be round. Fe(Cr, Mo)₂₃C₆ appears along boundaries and grows with increasing temperature. In addition, it is revealed that the martensitic laths are coarsened and eventually happen to be polygonization. The hardness and strength decrease gradually, whereas the plasticity of the steel increases. What’s more, the hardness of this steel after creep is similar to that of other 9%–12%Cr ferritic steels. Thus, ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB can be used in the project.     

长期高温时效12Cr1MoV钢中碳化物组织结构

12Cr1MdV低合金耐热钢在540℃运行20万h后，材料中碳化物的组织结构发生显著变化．研究结果表明：材料中大量的碳化物沿晶界析出并聚集粗化，析出的碳化物主要为M23C6，同时存在少量的M6C，碳化物的沿晶界析出及其粗化是材料结构和性能发生恶化的主要原因；弥散的细小的富Ⅴ碳化物MC（V4C3）在铁素体晶体内沉淀析出，有助于12cr1MoV低合金耐热钢的性能和组织结构的稳定；珠光体组织中Fe3C发生球化和分解，但无明显聚集长大，并由原先的M3C型分解转变为MC型．     

一种核级316LN钢的相图计算与微合金化设计

用热力学方法计算了一种核级316LN钢及其在Nb、V微合金化条件下的伪二元平衡相图,研究了不同温度下钢的平衡相组成。结果表明,316LN钢中的主要析出相为Cr2N、M23C6、和相,Nb微合金化316LN钢中会形成含C的MX,有望提高材料的力学性能和耐晶间应力腐蚀性能,V微合金化316LN钢中会形成VN,但对稳定C的作用不大。     

工艺参数对Ni-Cr-Mo-Nb离子多元共渗的影响

采用二次正交回归方法分析研究了工艺参数对Ni-Cr-Mo-Nb离子多元共渗的影响,实验结果表明,渗层表面合金元素质量分数w和渗层厚度d与宏观工艺参数之间存在明确的对应关系,并建立了两者之间的数学模型,确定了工艺参数源极功率密度Ps,气压P和极间距D对渗层表面合金元素的w和d的影响。     

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。