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。     

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.     

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.     

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。     

铝锂合金液滴在激冷过程中冷却速度的研究

本文在理论上分析了由作者发展起来的一种两步雾化——快速凝固制粉技术,研究了某些工艺参数对铝锂合金粉末制备过程的影响。在建立热传导模型的基础上,计算了熔体液滴与冷却介质之间界面上的传热系数,并由牛顿冷却计算出了冷却速度与粉末颗粒大小之间的关系。结果表明,冷却剂不同得到的冷却速度不同。对于5～80μm的粉末颗粒其凝固时的冷却速度范围为10~4～10~7K/s。此外,本文还研究了铝钾合金粉末的形貌、颗粒大小及其分布和粉末的微观结构。     

镍基粉末高温合金FGH95的组织和性能

论文讨论了FGH95氩气雾化粉末颗粒的凝固组织，合金相组成，表面化学成分；粉末经过热等静压后的显微组织与相组成，原颗粒边界碳化物的本质和形成机制，热等静压坯再经热挤压后合金组织的改善，以及用改进的最终热处理使合金获得良好的显微组织，以提高合金的高温的拉伸，持久断裂，低周疲劳性能。     

热等静压FGH95合金组织结构的研究

国外应用Rene"95粉末高温合金已有10余年历史。本文研究在不同温度热等静压和热处理之后FGH95合金的显微组织结构。应用俄歇电子能谱和X-线电子能谱分析仪研究颗粒表面偏析和表面组织结构。采用光学显微镜、扫描电镜、透射电源观察热等静压之后合金显微组织结大构的变化,特别用扫描透射电镜详细观察萃取复型组织和金属薄模样品。证明当粉末在高于1053℃热等静压时,MC碳化物沿原始颗粒边界离散地析出,并且碳化物颗粒的间距远大于碳化物尺寸。时效热处理后,沿原始颗粒边界的多数MC碳化物转变成沿原始颗粒边界半连续分布的薄膜状M_(23)C_6型碳化物。发现γ′相的溶解温度与热等静压压力有关。俄歇能谱和X-线电子能谱分析结果表明:在粉末颗粒表面存在氧、碳、铬、钛和硫等元素的偏析,以及颗粒表面部分被氧化。     

Al-1%Si单晶制备工艺及微观组织分析

在自制的真空熔炼、氩气保护下拉式连续定向凝固设备上成功制取了具有单晶组织的φ8mm Al-1%Si合金棒材,并对其组织演变过程及稳定性进行了研究.分析了定向凝固过程中,硅颗粒在单晶组织中的分布形态,提出了使硅固溶或弥散均匀分布于铝基体中的措施.     

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.     

FGH95与Rene''''95合金粉末热学凝固参数和微观组织

大量实验证明,铸态组织中二次枝晶臂距主要受冷却速度或凝固时间的影响。本文对FGH95和Rene'95氩气雾化的、不同粒度级的粉末颗粒测定了二次枝晶臂距,计算了冷却速度(?)、完成凝的固时间tf、凝固速度R及固—液界面前沿温度梯度G。结果表明:两种粉末粒度在-60—+320目范围内冷却速度为10~3-10~4℃/s,凝固时间为10~(-1)—10~(-2)s。随着粉末颗粒减小,冷却速度增加,G/R值增大,粉末颗粒的凝固从以树枝晶为主的方式逐渐转变成以胞状晶为主的方式,用G/R值来判断凝固组织中的碳化物形态不是唯一因素。     

半固态变形对M2高速钢组织中碳化物的影响

基于半固态成型技术，采用一种新型工艺消除M2高速工具钢中大块的有害碳化物.为验证该工艺的可行性，通过控制变形温度(固液比)、变形方式等实验参数，利用金相显微镜和电子显微镜研究不同碳化物的形貌和分布，采用电子探针表征不同碳化物中元素分布，探讨新型工艺对合金凝固行为和组织中有害碳化物的影响.研究证明，在较高液相分数下变形，M2高速钢中大块的有害碳化物面积分数减小，有助于改善合金凝固组织;特别是两道次变形工艺中，分别在1345℃和1100℃变形25%和30%，样品中碳化物面积分数大幅降低，由铸态的14.3%降低至6.5%.     

Solidification microstructure formation in HK40 and HH40 alloys

The microstructure formation processes in HK40 and HH40 alloys were investigated through JmatPro calculations and quenching performed during directional solidification. The phase transition routes of HK40 and HH40 alloys were determined as L → L + γ → L + γ + M₇C₃ → γ + M₇C₃ → γ + M₇C₃ + M₂₃C₆→ γ + M₂₃C₆ and L → L + δ → L + δ + γ→ L + δ + γ + M₂₃C₆ δ + γ + M₂₃C₆, respectively. The solidification mode was determined to be the austenitic mode (A mode) in HK40 alloy and the ferritic–austenitic solidification mode (FA mode) in HH40 alloy. In HK40 alloy, eutectic carbides directly precipitate in a liquid and coarsen during cooling. The primary γ dendrites grow at the 60° angle to each other. On the other hand, in HH40 alloy, residual δ forms because of the incomplete transformation from δ to γ. Cr₂₃C₆ carbide is produced in solid delta ferrite δ but not directly in liquid HH40 alloy. Because of carbide formation in the solid phase and no rapid growth of the dendrite in a non-preferential direction, HH40 alloy is more resistant to cast defect formation than HK40 alloy.     

化学复合镀Ni—P—PTFE共沉积机理研究

通过测定钢试片上化学镀Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ（聚四氟乙烯）复合镀层中ＰＴＦＥ粒子沉积量及分布特征，研究各种因素对ＰＴＦＥ粒子沉积的影响规律．试验表明，表面活性剂在化学镀Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ过程中起着重要作用；同时，镀面状态及施镀工艺也有明显影响．提出了化学镀Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ复合镀层的共沉积机理，即ＰＴＦＥ粒子通过机械碰撞及静电吸附的联合作用被试件表面俘获，实现与Ｎｉ－Ｐ共沉积     

稀土元素对含铬白口铸铁中共晶碳化物生长的影响

文中研制了一套高温度梯度的区域熔化定向凝固装置,能在工业用共晶成份的含铬白口铸铁试样中,得到平整的液—固界面;并由于在液态保持的时间较短,故可保留稀土变质处理的效果.使用这种装置研究了低铬(4%Cr)白口铸铁和高铬(20%Cr)白口铸铁中共晶碳化物的生长,以及稀土元素的存在对其造成的影响.在低铬白口铸铁中,随着稀土元素的加入,使共晶凝固时的领先相由基本上是碳化物变为基本上是奥氏体,并由于生长过程中,奥氏体在碳化物前端相互搭桥,使许多板状碳化物转变成板条状和杆状,稀土元素含量愈高,转变的份额愈多;高铬铸铁的共晶凝固与低铬铸铁不同,即使在不含稀土元素的情况下,亦主要是奥氏体为领先相,加入稀土元素对共晶生长时的领先相及碳化物的形貌没有明显的影响.     

Phase-selection and metastable phase formation in highly undercooled eutectic Ni_(78.6)Si_(21.4)alloys

A large undercooling (250 K) was achieved in eutectic Ni78.6 Si21.4 melt by the combination of molten-glass denucleation and cyclic superheating. The metastable phase formation process in the bulk undercooled eutectic Ni78.6 Si21.4 melts was investigated. With the increase of undercooling, different metastable phases form in eutectic Ni78.6 Si21.4 melts and part of these metastable phases can be kept at room temperature through slow post-solidification. Under large undercooling, the metastable phases β2-Ni3Si, Ni31Si12 and Ni3Si2 were identified. Especially, the Ni3Si2 phase was obtained in eutectic Ni78.6 Si21.4 alloy for the first time. Based on the principle of free energy minimum and transient nucleation theory, the solidification behavior of melts was analyzed with regard to the metastable phase formation when the melts were in highly undercooled state.     

镍基碳化钨高温磨损特性的研究

本文用不同碳化钨含量的镍基自熔合金粉末喷焊层的试样,进行扫描电镜形貌观察和X光衍射分析,同时进行了高温磨粒磨损试验,试验结果发现粉末中碳化钨的含量对喷焊层的磨损特性及组织结构有重要的影响,其中以35%碳化钨喷焊层的高温耐磨性最佳.     

深过冷Ni-P共晶合金凝固动力学分析

根据经典的形核和生长理论，通过实验分析了深过冷Ni-P共晶合金的凝固行为．实验发现，深过冷Ni-P共晶合金的凝固组织由粒状的共晶团和棒状的规则共晶所组成．随过冷度的增加，共晶团的组织逐渐细化，同时深过冷熔体晶核生长速率很大，异质形核在凝固过程中起控制性的作用．深过冷熔体的单点形核和长大现象作为特例用以描述界面的生长速率对其凝固组织的影响。     

高黏结相硬质合金与因瓦合金焊接组织性能

为了提高硬质合金与因瓦合金的焊接性能,开发了一种新型因瓦合金的焊接工艺,利用钨极氩弧焊接方法获得因瓦合金在无填充及不开坡口条件下的焊接接头,利用光镜、扫描电子显微镜观察焊接接头界面的组织形貌,并分析了焊接接头的硬度分布.结果表明:利用开发的焊接工艺,能够实现因瓦合金焊接接头的冶金结合;焊接接头硬度为16.3~72.6HRC,且过渡平滑.     

Phase transformation kinetics in metastable titanium alloys

We investigated the phase transformation sequence,kinetics,and microstructural evolutions during heating,isothermal treatment,and continuous cooling of the metastable Ti–B19 alloy.On the basis of these results,we summarized the phase transformation characteristics of this kind of alloys,especially the metastable b-Ti alloy.We also analyzed and discussed the possibility of describing the size,morphology,and distribution of precipitates as well as the possibility of and complications in establishing relationships among the chemical composition,microstructure,processing parameters,and properties of the metastable Ti–B19 alloy.     

Effects of gravity on the microstructure of Zr41Ti14-Cu12.5Ni10Be22.5 bulk glass forming alloy

The ZrTiCuNiBe alloy is melt and solidified by Bridgman unidirectional solidification on two gravity field orientations (the gravity field orientation is parallel and opposite to solidification direction). Effects of gravity on morphology and microstructure are investigated by scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). When gravity field orientation is parallel to solidification direction, less needle-like primary phase is embedded in a matrix eutectic; when gravity field orientation is opposite to solidification direction, a large amount of coarser needle-like primary phases were observed.