镍基粉末高温合金枝晶间亚稳碳化物

对急冷凝固镍基高温合金松散粉末热等静压成型合金中亚稳碳化物及其相间反应进行了研究。随着热处理温度的升高,粉末中合金元素的分布逐渐均匀化,但枝晶间 MC 能在较高的温度下保持稳定,使 Ti 和 Zr 在该处仍有较高含量。原始粉末中枝晶间主要分布着块状和花状的 MC 型碳化物,在预热处理过程中粉末枝晶间块状碳化物分解,发生M23C6和 M6C 的析出反应,而花状碳化物的成分及形貌则保持相对稳定。成型合金残余枝晶间分布的碳化物主要由块状 M6C 和 MC 及花状 MC 组成,形变再结晶可以促进枝晶间碳化物的溶解。     

含Hf和Ta新型镍基高温合金粉末中碳化物相

对含Hf和Ta新型镍基高温合金FGH98Ⅰ等离子旋转电极(PREP)雾化原始和不同温度下预热处理粉末中的碳化物相进行了研究.结果表明:原始粉末中MC′型碳化物可分为两类,一类为富Ti、Ta和Nb,另一类为含Ta、Hf和Zr.两类碳化物均含有一定量非碳化物形成元素Co和Ni及中等强碳化物形成元素Cr和Mo,并以块状、粒状分布于枝晶或胞晶间;随着预热处理温度升高,粉末中富Ti、Ta和Nb的MC′型碳化物转变为MC型碳化物,且其所含Ti、Ta和Nb的总量增大;含Ta、Hf和Zr的MC′型碳化物发生分解和转变,析出稳定的M23C6、M6C和MC型碳化物,M23C6碳化物的析出和溶解温度为950℃和1150℃,M23C6和M6C碳化物共存温度为1000～1100℃.另外,粉末中微量元素Hf和Ta主要以碳化物和γ′相参与碳化物反应.     

DZ40M合金再结晶形核的唯象行为

以DZ40M合金为研究对象,采用金相组织观察和EBSD晶粒取向分析技术,分析了DZ40M合金的再结晶形核位置与形核后的晶粒取向之间的关系.研究表明:DZ40M合金经压痕变形后,在退火过程中发生的再结晶晶粒主要在初生碳化物周围和枝晶间形核;初生碳化物处形核的再结晶晶粒主要位于〈112〉取向上,而枝晶间形核的再结晶晶粒为〈110〉取向.合金中的二次碳化物M23C6在晶界、亚晶界和位错上析出,能够阻碍再结晶核心的形成.当退火温度低于1423 K时,M23C6的析出数量较多,尺寸小且间距小,可以有效地抑制合金的再结晶形核,降低再结晶形核率.     

喷射成形高合金Vanadis4钢微观组织及形成特点

采用喷射成形技术制备了高合金Vanadis4(V4)钢,应用金相、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、透射电镜(TEM)等实验手段分析了该钢及其雾化粉末的微观组织.结果表明:喷射成形V4钢主要由马氏体、残余奥氏体及MC、M7C3组成;其晶粒大小与碳化物的形貌、大小及分布较传统工艺组织而言都得到了明显改善;高冷速条件下得到的雾化粉末尺寸大部分在80～100 μm,其典型微观组织主要有枝晶、碎断的枝晶、枝晶及细小等轴晶的混合、等轴晶4种.喷射成形所具有的快速凝固特征是V4钢组织细化的主要原因,而在较高温度形成的大量VC对晶界的钉扎则是V4钢能得到细小晶粒的重要原因.     

硅对热处理态M2高速钢中共晶碳化物的影响

通过电渣重熔制备不同硅含量的M2高速钢铸锭(硅质量分数分别为0.3%,0.8%,1.6%和2.4%),采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）的方法研究了硅对热处理态M2高速钢中共晶碳化物的影响。研究结果表明,退火态高速钢铸锭中共晶碳化物呈连续或半连续网状分布于枝晶间,随着硅含量的增加,共晶碳化物从片层状M2C变为鱼骨状M6C。在1 165 ℃保温2.5 h的热处理过程中,片层状M2C碳化物分解为MC和M6C碳化物,在后续变形中破碎为细小的碳化物颗粒。0.8%S     

喷射成形M3型高速钢碳化物组织特征与加热过程演化

采用常规铸造和喷射成形工艺分别制备了M3型高速钢铸坯和沉积坯.利用扫描电子显微镜、X射线能谱和X射线衍射等分析方法对冷却速度对合金的显微组织的影响,加热温度对M3高速钢中M2C共晶碳化物分解行为的影响,以及热加工变形后铸态和沉积态组织的变化进行了研究.结果表明:铸态合金含有粗大的一次枝晶和M2C共晶碳化物,而喷射成形沉积坯主要为等轴晶且碳化物细小均匀;冷却速度的提高极大地抑制了碳化物的析出和晶粒长大;加热温度的提高有利于M2C共晶碳化物分解,过高的温度使得分解后的M6C长大,不利于合金性能的提高;沉积坯经恰当的预热处理和热变形可以获得理想的变形组织.     

M963合金的显微组织和性能

研究了Ｍ９６３合金的组织和力学性能。结果表明,Ｍ９６３合金的高温强度较高,但塑性较低;合金的组织主要由γ基本相、细小γ＇析出相、分布在枝晶间的大块γ＋γ＇共晶以及富Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ的Ｍ－６Ｃ和富Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ的ＭＣ碳化物组成：碳化物呈骨架状、针状分布在枝晶内和断续网状分布在晶界和枝晶间。裂纹在碳化物周围形核并沿碳化物与基体的界面扩展。碳化物的形态严重影响合金的性能,晶界和枝晶间的碳化物膜是造成该合金塑性低的根本原因。     

粉末高温合金平衡相析出行为的热力学对比

利用热力学平衡相计算方法及相应的高温合金数据库对René95,Rene88DT和эп741нп三种合金在平衡相析出温度范围和析出量以及之间的关联性进行了系统的热力学计算对比分析.结果表明:三种粉末高温合金的平衡相种类基本相同,主要平衡相为γ,γ'和碳化物M23C6,MC,M6C.René95合金中的碳化物含量要高于其他两种合金.3п741нп有着较高的γ'相析出温度和较大的析出量.随温度降低,Co和Nb从γ'相中析出,在其周围富集,其中3п741нп合金中尤为明显.合金元素的偏聚度也和合金的初熔点与终熔点之差的大小有关,其熔解区间越大即初熔点和终熔点之差越大,合金元素的偏聚度越大.     

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.     

钒含量对高碳高钒高速钢组织与性能的影响

对高碳高钒高速钢的显微组织、硬度及热处理工艺进行了试验研究 ,结果表明 ,其显微组织中存在有MC、M6C和M2 C型三种类型的合金碳化物 ,其中MC型碳化物起主要作用。随着含钒量的增加 ,钢中MC型碳化物数量增加 ,其形态由不连续网状向颗粒状转变。     

浇注温度对GH625 合金铸态显微组织的影响

基于Thermo-Calc热力学模拟软件、扫描电镜和能谱仪等实验手段,研究GH625合金铸态试样棒的显微组织,并对比讨论浇注温度对其显微组织的影响规律. GH625合金的铸态显微组织为发达的树枝晶,枝晶间可见δ相与M6C型碳化物伴生析出. 一次枝晶臂间距λ1 和二次枝晶臂间距λ2 均随着浇注温度的升高而增大,而枝晶偏析程度则同时受扩散时间和扩散距离两方面因素的共同作用,综合相互作用导致1420℃浇注试样里Nb元素高度偏析,为枝晶间δ相的大量析出提供有利的浓度条件. 因此,在制定浇注工艺时,需要综合考虑扩散时间和扩散距离的影响程度,选取合适的浇注温度(或者冷却速率).     

基于原位观察的H13钢中液析碳化物高温行为研究

使用原位观察方法研究了不同凝固条件H13钢铸锭样品中液析碳化物的高温行为.实验发现连铸锭及电渣锭两种样品在所研究的枝晶间存在明显的合金元素偏析,其中Cr、Mo、V、C的偏析较为明显,液析碳化物存在于凝固枝晶间偏析最严重的区域,成分为V、Mo、Cr、Ti的液析碳化物.连铸锭及电渣锭两种样品分别在1200℃ 及1250℃ 围绕液析碳化物周围出现局部液相,理论计算的局部液相出现温度与实验观察到的接近;随着温度的升高,局部液相范围扩大,与电渣锭相比,加热至相同温度时,连铸锭液析碳化物周围的局部液相范围更大.液析碳化物周围局部液相的出现加快了枝晶间合金元素的扩散,对液析碳化物的高温行为具有重要影响.     

新型铁基高温合金成分及组织分析

研究了新型铁基高温合金中各合金元素的成分含量及作用,通过理论分析和实验过程找到各种合金元素的最佳配比,并进行合金化设计。运用X-射线衍射仪、光学显微镜、硬度计等测试手段和电化学分析方法,探讨了合金成分、热处理工艺对新型铁基高温合金的组织及性能的影响。结果表明:奥氏体型耐热钢经固溶—时效处理后,其组织为奥氏体基体以及弥散分布的碳化物M6C,M23C6,MC和金属间化合物Laves相而M6C和Laves相为主要的高温强化相。     

稀土对激光重熔合金化层组织与性能的影响

本文研究了加稀土与不加稀土的FeBSi非晶粉末涂层经激光重熔后的组织与性能。结果发现,两者相比,前者合金化层的硬度和耐磨性均比后者提高一倍左右。显微组织分析表明,加入稀土的激光重熔合金化层有马氏体相变发生,其组织为奥氏体及部分马氏体枝晶,碳化物、合金化合物与奥氏体及马氏体枝晶,碳化物、合金化合物与奥氏体及马氏体共晶组成。层内晶粒细小,共晶化合物多,形态规整、分布均匀。未加稀土的激光重熔合金化层中没有马氏体相变发生,其组织为奥氏体枝晶和枝晶间的枝杈状、锯齿状碳化物和合金化合物等共晶组成,层内晶粒粗大,共晶化合物大小不等且分布不均。     

含Hf镍基粉末高温合金快速凝固粉末颗粒特性

采用扫描电镜、透射电镜及其附带的能谱仪和碳复型萃取技术等多种手段研究了不同Hf含量的FGH96合金粉末颗粒显微组织、枝晶间合金元素偏析和析出相.发现Hf含量可以改变粉末颗粒内部树枝晶、胞状长大晶和微晶凝固组织的比例,粉末的快速凝固组织形态主要取决于冷却速率和固液界面前沿温度梯度与长大速度的比值.不同Hf含量的FGH96合金粉末颗粒中,Nb、Ti、Zr和Al均富集于枝晶间,Co、Cr、W和Ni均富集于枝晶轴.当Hf质量分数为0.3%时,Ti、Nb、Zr、Hf等强碳化物形成元素的枝晶偏析程度最小.在快速凝固粉末颗粒中,Hf对氧含量比碳含量更敏感,优先形成更稳定的氧化物HfO2.     

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%.     

钴对Fe-Cr-Ni-Co基Refractoloy26合金显微组织的影响

本文比较系统地研究了钴对Fe-Cr-Ni-Co基Refractoloy26合金组织结构的影响。实验采用光学显微镜,电子显微镜,X射线衍射分析及化学相分析等方法对不同含钴量合金的显微组织进行了观察和分析。结果表明:减少Refractoloy26合金中的含钴量将使γ析出相的重量百分数和γ′相颗粒尺寸增加,而使γ-γ′相之间的点阵错配度减小;使合金中析出的MC碳化物稳定性降低,从而使合金在时效过程中形成较多的M23C6和M6C碳化物,并使析出的各类碳化物总量增加,在高钴合金中,M23C6碳化物不再存在,但有μ相析出。另外,定量金相分析结果证明合金含钴量对孪晶形成的数量和形貌也均有影响。     

镍基高温合金氩气雾化粉末颗粒中相的研究

松散粉末中的组织状态以及相组成,直接影响,等静压的成型工艺。热处理后的组织与性能。本文采用X射线物相鉴定和透射电子显微镜研究了氩气雾化的FGH95合金松散粉末颗粒内部的相组成,并与Rene'95粉末颗粒进行对比。结果指出MC型碳化物是雾化松散粉末中主要析出相。FGH95合金粉末中为(Nb、Ti)C、并含少量的Cr、Ni、Mo等元素,而Rene′95粉中主要为NbC。MC碳化物的形态与其成分、凝固条件密切相关。在FGH95热中发现少量Laves相,一次γ′相和硼化物相,而且Laves相和硼化物相往往与MC碳化物以共生形态出现。     

一种铸造镍基高温合金的显微组织和冲击性能

通过金相显微镜、扫描电镜研究了试验K4648合金的显微组织及其冲击断口形貌,并分析了试验合金冲击吸收功偏低的原因.结果表明:试验K4648合金试棒经过1180℃×4 h空冷+900℃×16 h空冷热处理后,显微组织由γ基体和在γ基体上析出的捆编织针状α-Cr相和细小颗粒状M23 C6型碳化物以及分布在晶界和枝晶间的初生...     

700℃超超临界锅炉材料617B合金铸态组织及均匀化工艺

利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析对采用真空感应熔炼和保护气氛电渣重熔双联工艺生产的617B合金电渣锭进行组织分析、析出相和元素偏析情况研究.依据残余偏析指数模型通过Dictra热力学软件计算提出七种不同的均匀化制度,并结合均匀化后的组织分析和热模拟压缩试验,确定了617B合金的最终均匀化制度.结果表明:经双联工艺生产的617B合金电渣锭中存在枝晶和元素偏析,其中Mo和Ti是主要的偏析元素;电渣锭组织的晶内存在较多的块状碳化物,表现为多种碳化物共生生长.经过1210℃保温48h均匀化处理后,枝晶和元素偏析基本消除,晶内的块状碳化物部分溶解,且均匀化后的合金表现出良好的塑性.