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。     

W，V对Fe—Cr—Mn奥氏体钢辐照诱起晶界偏析和相稳定性的作用

利用电子束辐照Fe-Cr-Mn(W,V)合金的结果表明，添加原子半径尺寸大的溶质元素W和V，可形成大量微细碳化物，增多相界面即增加基体中尾闾数目，能有效降低合金基体中点缺争过饱和浓度，减少空洞肿胀，同时有利于形成高密度位错环，减少它们相互间的间距 缩短点缺陷向尾闾移动扩散的平均自由程，导致点缺陷捕获溶质原子的机会减少，进而抑制辐照诱起晶界偏析，提高合金γ相稳定性。     

W，V对Fe－Cr－Mn奥氏体钢辐照诱起晶界偏析和相稳定性的作用

利用电子束辐照Ｆｅ－Ｃｒ－Ｍｎ（Ｗ，Ｖ）合金的结果表明，添加原子半径尺寸大的溶质元素Ｗ和Ｖ，可形成大量微细碳化物，增多相界面即增加基体中尾闾数目，能有效降低合金基体中点缺陷过饱和浓度，减少空洞肿胀；同时有利于形成高密度位错环，减少它们相互间的间距，缩短点缺陷向尾闾移动扩散的平均自由程，导致点缺陷捕获溶质原子的机会减少，进而抑制辐照诱起晶界偏析，提高合金γ相稳定性。     

高Cr高温合金中α-Cr相的析出方式

通过对高Cr高温合金INCONEL718和INCONEL625在长期时效过程中α-Cr相析出方式进行详细的微观组织分析.结果认为,随着时效时间的延长,INCONEL718合金中大部分α-Cr相随着相的析出长大依附于δ相的界面析出,而INCONEL625合金中α-Cr相则主要依附晶界M6C碳化物相界面析出,少部分依附于δ相析出,其原因可能与Cr在相δ和M6C碳化物中的溶解度随温度的下降而迅速下降有关.     

氢离子辐照对CLAM钢微观结构的影响

利用氢离子辐照的方法研究了CLAM钢的辐照缺陷形成行为.实验发现,在基本成分的CLAM钢及添加Si的CLAM钢中都产生了辐照析出现象.耐腐蚀合金元素Cr是产生辐照析出的合金元素之一,合金元素Si对于提高CLAM钢的抗辐照析出性能具有显著作用.     

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。     

Ni—Cr—Co基高温合金中微量元素镁的偏析规律

应用俄歇能谱仪(AES)研究了Ni—Cr—Co基高温合金中微量Mg的偏析规律。结果表明,偏析于晶界的Mg具有平衡偏析的特性;同时Mg的这种偏析在900℃附近速度最快。分析认为,这是由于偏析热力学和动力学共同控制的结果,也与该合金中碳化物M_6C在晶界上析出有内在联系。研究中还发现,Mg在晶界上分布是不均匀的,且这种不均匀性随时效时间的延长而增加。 研究中还应用透射电镜能谱(TEM)分析了Mg的分布,得到与AES类似的结果,进一步验证Mg在奥氏体晶界偏析的上述特性。     

Al-Cu-Mn合金铸锭均匀化工艺及组织性能分析

采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、电导率等检测手段,对铸态和均匀化态的2219合金微观组织、第二相分布及电导率进行研究分析。结果表明,2219合金铸态组织存在着枝晶偏析,在晶界上聚集大量的Al₂Cu相,并有长条状的脆性相Al₇Cu₂（Fe、Mn）穿插在晶界上。经525 ℃均匀化处理22 h后,晶界上Al₂Cu相回溶到基体中,枝晶网络被破坏,枝晶偏析消除,Cu元素从晶界到晶内的分布趋于平稳;处于亚稳态的溶质原子从过饱和固溶体中析出,在晶内呈细小、弥散地分布,基体溶质原子固溶度降低,电子散射作用减弱,电导率提高10 %IACS。     

高Ru和高Cr对镍基高温合金组织稳定性的影响

在多组元的镍基高温合金中分别和同时加入高Cr和高Ru,经固溶处理后,在800～1100℃下进行10～1300h时效处理,观察组织并分析Ru、Cr以及二者交互作用对合金组织稳定性的影响. 结果表明:在无Cr和Ru的合金中,经过1000℃/1300h时效处理后无TCP相析出;加入高Cr的合金仅20h就在晶界发现了TCP相,50h后在枝晶干出现TCP相;在1000℃时效,TCP相比其他温度更易析出. 在同时加Cr和Ru的合金中,经过1000℃/1000h时效后并未发现TCP相的析出. 这说明高含量的Cr促进了TCP相的形成,而高Ru的添加在高Cr合金中也能有效地抑制TCP相的析出,提高组织稳定性.     

GH128铸态合金中硼的分布

采用高分辨率的径迹显微照相技术,研究了GH128铸态合金中硼的偏析和在均匀化、正火、调质热处理过程中硼分布的变化,并且分析了硼含量、加入稀土元素以及合金中Mo等元素对硼分布的影响．硼在铸态合金中有明显的偏析现象,并随着硼含量的增加而偏析加剧,经过常规的均匀化处理之后,铸态合金中硼分布状态受Mo偏析的影响非常显著．在一定的条件下,硼相沿着奥氏体的特定结晶学平面析出,或结晶界形成粗大连续网状的硼相,从而导致沿晶界的脆性断裂,实验表明稀土元素有保护硼的良好作用．     

超纯奥氏体不锈钢00Cr25Ni22Mo2N非敏化态晶间腐蚀与磷(硅)的晶界偏聚

运用金相、电子显微镜观察及表面分析技术,研究了超纯奥氏体不锈钢00Cr25Ni22Mo2N制造的汽提管在尿素生产环境下的腐蚀形态和机理。结果表明:该钢种在生产条件下产生非敏化态晶间腐蚀。其特征是腐蚀介质不仅沿晶界向钢的内部渗入,而且同时向晶界的两侧扩展,因而在管断面上观察到的晶间腐蚀路径较宽,但深度较浅并呈现漏斗形貌。电子显微镜观察、二次离子质谱、俄歇能谱分析及计算表明,这种材料晶界不贫铬、无第二相沉淀,但有磷(硅)的高度偏聚。晶界区磷的含量(约25％)比晶内高约三个数量级。作者认为,磷的晶界偏聚造成的与晶内在腐蚀电解质溶液中的电位差,是这种超纯奥氏体不锈钢非敏化态晶间腐蚀的原因。     

钢中动态再结晶力学测定及其数学模型

采用物理模拟的方法，对W18Cr4V高速钢和H13热作模具钢热变形过程中的动态再结晶规律进行了研究，提出采用加工硬化率-应变图可以判断动态软化的开始和结束所对应的应变．与传统的采用应力-应变图的方法相比，该方法具有准确、直观的优点．采用该方法，可以判断动态软化的类型．建立了W18Cr4V高速钢和H13热作模具钢的动态再结晶的动力学、晶粒尺寸的数学模型．     

碳化物及合金元素对酸液膜中晶粒腐蚀形态的影响

选用10#钢、65#钢和W6Mo5Cr4V2Al钢为实验材料,利用光学显微镜、扫描电镜和电子探针对其在酸性环境中腐蚀后的晶粒微观形貌和合金元素的分布进行观察分析,考察合金元素和碳化物的存在形式对晶粒腐蚀形态的影响.结果表明,晶粒的腐蚀形貌与碳化物分布有关,钢中碳元素以固溶形式存在或钢中添加Cr,Al元素,可显著提高钢的耐酸蚀性;在以电化学腐蚀为主的酸性环境中,组织中各相电极电位的高低才是晶粒是否易被腐蚀的本质;晶界是否易被腐蚀也主要与晶界处物相的电极电位高低有关.     

高速钢切削刀具超低温相变对耐磨性的影响

研究了回火态W6Mo5Cr4V2高速钢刀具在超低温温度场中发生相变。占高速钢体积百分数最大的回火马内体脱溶出细小、弥散的碳化物颗粒,残留奥氏体也相继发生马氏体转变,最后残留2％左右。试验表明,超低温处理后的高速钢刀具的机械性能进一步增加,特别是耐磨性能显著提高,延长了高速钢刀具的使用寿命。     

时效处理对2205 DSS组织及力学性能的影响

首先对2205 DSS进行了1 100℃固溶处理,随后将试样分别在650,700,750,800,850和900℃下进行不同时间的时效处理,探究2205 DSS中σ相的析出规律及其对材料组织和力学性能的影响.研究结果表明:2205 DSS中σ相的析出分为有碳化物伴随和无碳化物伴随两种方式,前者发生在α-γ相界上,后者则主要发生在α相的晶内和晶界;2205 DSS在850℃时效时σ相的析出行为最严重;在析出σ相后,合金元素Cr和Mo在各相中会发生不同程度的偏聚;2205 DSS中析出少量的σ相对材料的塑性影响不大,但会显著降低材料的冲击韧性,而σ相的大量析出则会使两者均发生严重恶化;σ相的析出对材料的屈服强度影响不大,对材料的抗拉强度有略微的提高作用.     

纳米结构9Cr-ODS钢的微观结构及对氦泡形成的影响

以采用机械合金化和热等静压法制备的纳米结构9Cr-ODS钢为研究对象,利用高分辨率透射电镜和扫描透射电镜的高角环形暗场像等手段分析了9Cr-ODS钢的微观结构特征;利用400keV离子加速器向9Cr-ODS钢及无ODS的Eurofer97钢中注入4×1017/cm2氦离子,对比了氦泡尺寸.结果表明:纳米结构9Cr-ODS钢的平均晶粒尺寸约05μm,存在两种尺寸不同的析出相:超高密度弥散分布的纳米尺度Y2Ti2O7析出相和倾向于在晶界形成的尺寸较大的Mn(Ti)Cr2O4析出相.ODS钢中的氦泡尺寸明显小于Eurofer97钢,说明纳米析出相对粗大氦泡的形成有明显的抑制作用.     

超超临界机组叶片钢KT5331晶粒长大行为

通过在不同温度下等温奥氏体化,研究KT5331钢奥氏体晶粒长大行为,并探讨析出相对奥氏体晶粒长大行为的影响机理. 研究表明,KT5331钢奥氏体晶粒长大可分为三个阶段:1075℃以下,由于含W和Nb的析出相钉扎作用,晶粒长大缓慢;1075℃以上,含W和Nb的析出相溶解,钉扎作用减弱,随加热温度和保温时间延长晶粒迅速长大;1225℃及以上,δ铁素体析出,晶粒尺寸随加热温度升高而急剧减小. 通过拟合分别得到晶粒粗化温度以下( 950~1075℃)和晶粒粗化温度以上(1100~1200℃)的晶粒长大模型.