镍—铬合金与O2—SO2—SO3反应机理

本文研究了Ni16Cr,Ni16Cr3AI、Ni16Cr3Ti及Ni16Cr2Nb等合金在700℃,常压下于O_2-10％(SO_2+SO_3)环境条件下硫化-氧化行为.通过X-射线衍射及扫描电镜技术对腐蚀产物组成及形貌进行了观察。在含有SO_3的情况下,Nil6Cr合金腐蚀速度较快,加入2％的Nb,对其抗腐蚀性能无太大影响,加入3％的Al或Ti时的腐蚀速度明显下降。主要腐蚀产物以初始合金表面为界分为内、外两层。外层是NiO和Ni_3S_2的混合物,内层包括所有合金元素的氧化物和硫化物。整个反应中包含Ni由合金基体向腐蚀产物的外层扩散,以及硫和氧在相反方向上的迁移。腐蚀产物层中传质分析表明,氧化物-硫化物混合产物层的组织形态,对控制整个传质过程起着主要作用。     

无钴马氏体时效合金

对含铜无钴马氏体时效合金系列进行了研究。固溶处理时第2相Fe_2Mo完全溶解的温度不能低于950℃。含钼量为≤6％的合金,高温逆转奥氏体再结晶处理温度为950℃;含钼量大于6％的合金,再结晶处理的温度,随钼含量增加而提高。再结晶的光学显微组织呈长方块状,未再结晶的光学显微组织呈细条束状。540℃时效处理,主要沉淀相为Ni_3Mo和Fe_2Mo,前者为棒状,后者是圆点状。Fe-Ni15Mo6-Cu1-Ti合金,经950℃固溶和再结晶处理,540℃时效3h,常规力学性能相当于18Ni(250)的水平。     

GH4169合金惯性摩擦焊接头的高温持久性能

通过显微硬度、SME和TME对直接时效态和固溶态的GH4169高温合金惯性摩擦焊接头焊态和焊后时效态的高温持久性能进行了分析。结果表明，对于上述两种合金在焊态下焊接接头的显微硬度出现明显的软化现象，经焊后时效处理，焊接接头的显微硬度分布较为均匀，并以焊合区的显微硬度最高。高温持久实验表明，经焊后时效处理的上述两种合金都呈现出典型的韧性断裂，并以直接时效态的ZSGH4169高温合金焊后＋时效惯性摩擦焊接头的高温持久性能量佳，并高于直接时效态的母材。     

固溶处理对Al-Zn-Sn-Ga合金腐蚀行为的影响

采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪及投射电子显微镜分析了Al-Zn-Sn-Ga阳极合金铸态及固溶态的组织结构和成分差异,对比观察了试样合金点蚀微区在中性腐蚀环境下的发展行为,解释了固溶处理对合金腐蚀行为的影响。研究结果表明:固溶处理改善了合金中活化元素偏析现象,提高了组织均匀性,降低了第二相及晶界处的腐蚀速率,平衡了固溶试样各个维向的发展速率,获得了较为均匀的腐蚀形貌。     

热处理工艺对AZ61镁合金干摩擦磨损性能的影响

通过常温下的销盘式干滑动摩擦磨损试验,研究固溶及不同时间的时效处理对铸态AZ61镁合金摩擦磨损性能的影响.试验载荷为100 N,滑动速度为0.78 m/s,滑动距离为1 km.结果表明:固溶处理使铸态合金中的粗大β-Mg17Al12相溶解,导致合金的硬度降低,摩擦系数和磨损率升高;在170℃下对AZ61合金进行不同时间(0~80 h)的时效处理使尺寸细小的β相在晶内和晶界处析出,提高了合金的耐磨性,其中时效20 h后合金的摩擦系数和磨损率最低.AZ61合金在摩擦磨损的过程中共存在三种磨损机制:磨粒磨损、氧化磨损及剥层磨损.     

热处理对Cu合金电接触材料的显微组织和电学性能影响

对电接触铜合金材料作固溶、时效的不同热处理,对铸态、固溶和时效三种不同金相组织下进行电学性能对比分析。结果发现:1160℃×8 h固溶+500℃×4 h时效处理后,合金具有良好的电学性能并保持较高使用次数,同时此材料的导电性能和机械强度有良好配合,这种处理工艺有望使此功能材料获得替代银氧化镉的实际应用。     

Mg-Sm系合金的显微组织及力学性能

研究了Mg-(1%～3%)Sm(质量分数)合金在多种状态下的显微组织和力学性能.采用光学金相分析(OM),扫描电子显微分析(SEM),X射线衍射分析(XRD)等多种分析和测试手段,系统研究了挤压工艺及热处理(固溶处理、时效处理)对Mg-Sm系合金显微组织和力学性能的影响.结果显示,合金的铸态组织由a-Mg基体和Mg41Sm5组成.合金经热挤压加工后,Mg41Sm5相沿挤压方向呈纤维或颗粒状分布.在420℃挤压时,试样内发生了动态再结晶,致使挤压后合金的强度和塑性得到大幅度改善.固溶以及时效处理后,合金的性能比铸态有较大提高;而采用挤压后的直接时效(T5)处理,可获得良好的综合力学性能.因此,Sm可以考虑作为强化变形镁合金的添加元素.     

一种单晶高温合金中g?相的析出行为

研究了固溶冷却速度和时效时间对一种镍基单晶高温合金中γ′相的析出的影响。合金经1 250℃固溶处理4 h,从炉中快速取出,分别进行空冷、油冷和水冷,以考察冷却速度对γ′相析出的影响。随后对固溶处理后试样进行时效处理,以考察时效时间和固溶冷却速度对γ′相长大的影响。结果表明,合金在固溶处理后,γ′相尺寸随固溶冷却速率的升高而下降。在时效处理时,γ′相尺寸的增大率随固溶冷却速度的增大而减小;随着时效时间的增加,γ′相的尺寸增加。     

固溶时效处理对Ni50Ti44Al6合金微观组织和力学性能的影响

采用扫描电子显微镜、X射线衍射、室温和高温压缩试验等方法研究了固溶时效对Ni50Ti44Al6合金微观组织和力学性能的影响.Ni50Ti44Al6合金的铸态微观组织是由NiTi基体和沿晶界分布的网状组织构成.随着固溶温度升高,合金中的网状组织部分消失,第二相在基体中趋向于均匀的弥散分布;随时效时间延长,合金的强度先升高后降低.固溶时效处理能有效改善Ni50Ti44Al6合金的力学性能.最佳的处理制度为:合金在1150℃固溶6 h,水淬,再在700℃时效6 h.     

固溶处理对AZ91D镁合金时效态微观组织和性能的影响

以AZ91D镁合金为研究对象,研究了固溶处理对后期时效处理效果的影响.结果表明:415℃固溶处理5h后,铸态AZ91D镁合金中分布在晶界处的网状脆性相β-Mg_(17)A_(12)基本全部溶入基体相α-Mg中.后续时效期间沉淀相β-Mg_(17)A_(12)主要在晶界处不连续析出细小条状晶;而在晶内则连续析出颗粒状或短棒状晶.固溶时效处理后析出的β-Mg_(17)A_(12)相尺寸较铸态时大幅减小.晶内析出的β-Mg_(17)A_(12)相尺寸和间距小于400nm时,对提高合金力学性能的贡献很大.拉伸断口上撕裂片越大、解理台阶越多,则晶内析出β-Mg_(17)A_(12)相的尺寸越小、数量越多、分布越弥散,极有利于大幅提高合金的力学性能.415℃固溶处理10、24h后再经200℃时效处理16h,合金的抗拉强度出现2个峰值,较铸态时分别提高22.2%、34%,硬度提高了35.8%、34.7%.     

热处理对第二代镍基单晶合金DD11显微组织及持久性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜对铸态、固溶态和时效态的第二代镍基单晶合金DD11的显微组织进行定量表征,并测试了不同一级时效处理后的合金1 100℃/140MPa和980℃/250MPa条件下的持久性能。结果表明:合金经过1 320℃/6h固溶处理后,(γ+γ′)共晶相全部溶解,凝固偏析显著降低,合金组织均匀。一级时效温度低于1 160℃时,γ′相为方形,一级时效温度高于1 180℃时,γ′相为球形,γ通道显著变宽,并在通道内析出细小的γ′相。随一级时效温度提高,合金的持久寿命先增大后降低。持久性能与γ′相尺寸、体积分数及形态密切相关。     

高pH值完井液中超级13Cr油管的腐蚀失效及SCC机制

通过对某失效高压气井超级13Cr油管的开裂原因、腐蚀形貌、腐蚀产物及有限元分析,探讨超级13Cr油管在高pH值完井液的腐蚀失效及应力腐蚀开裂(SCC)机制。结果表明:超级13Cr油管在高pH值完井液中发生应力腐蚀开裂,裂纹大多起源于油管外壁局部腐蚀坑处,其扩展方式由最初的穿晶解理开裂转变为沿晶开裂;超级13Cr油管外壁发生明显的腐蚀,腐蚀产物层厚度随井深增加显著增大,由外到内依次为Ca_3(PO_4)_2沉积层、FeCr_2O_4高温氧化产物层及Fe_3O_4主要腐蚀产物层,其中Fe_3O_4腐蚀产物层出现较为明显的双向生长现象;超级13Cr油管在井下工况中的腐蚀机制为金属离子和氧离子在氧化膜和腐蚀产物膜中的反应扩散过程,其SCC开裂以阳极溶解机制为主,辅以膜致开裂机制,而疲劳载荷的存在促进了SCC裂纹的萌生和扩展。     

Er对Mg-Nd-Zn-Zr合金时效态组织和腐蚀性能的影响

采用X线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等分析测试方法研究Er对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZ30K)合金时效态组织和腐蚀性能的影响,研究结果表明:添加0.5％(质量分数)Er元素并没有改变NZ30K合金峰时效析出相的种类,2种合金在200℃时达到峰时效都是因为基体里析出大量弥散分布的β"相,起到第二相强化的作用,β"相具有密排六方DO19结构,其与基体的取向关系为[(2)4(2)3]β"//[2423]a-Mg,(1010)β"//(10(1)0)a-Mg;由于细小的β"强化相的弥散分布,2种合金时效态表面由紧凑和均匀分布的细长条状颗粒组成,主要为Mg(OH)2,NZ30K-Er合金时效态的腐蚀产物膜更致密,所以NZ30K-Er合金时效态的耐腐蚀性能好于NZ30K合金时效态的耐腐蚀性能;NZ30K合金时效态具有优良的耐腐蚀性能,在5％的NaCl溶液中,其腐蚀电流密度仅为8.012 μA/cm2,腐蚀质量损失速率仅为0.243 mg/(cm2·d).     

固溶处理对Mg-6Al-5Pb-1Zn-0.3Mn阳极组织和性能的影响

为了改善铸态Mg-6Al-5Pb-1Zn-0.3Mn(质量分数,%)阳极的加工性能,对其进行固溶退火处理。采用浸泡法、恒电流和动电位极化扫描法及电化学阻抗法,研究不同固溶时间对其在3.5%(质量分数)NaCl中自腐蚀和电化学行为的影响;采用光学显微镜、扫描电镜对其显微组织和腐蚀形貌进行观察。研究结果表明:经400℃固溶24h,粗大的β-Mg17Al12相完全回溶于基体中,枝晶偏析基本消除;与铸态合金相比,晶界附近富Al区的消失使得固溶态合金耐蚀性能降低,晶体缺陷的减少使得放电性能变差;随着固溶时间延长,阴极β-Mg17Al12相的减少使得合金耐蚀性能提高,合金元素固溶度的增大使得合金放电性能提高;在放电过程中,放电产物层不断脱落,维持了镁合金阳极的放电活性。     

海洋软管铠装层用钢的海水腐蚀行为

通过浸泡实验研究了铠装层用钢在模拟海水环境下的腐蚀行为.实验结果表明,实验钢的微观组织由回火马氏体组成,同时在基体中观察到含铬的析出粒子;腐蚀速率随着腐蚀时间延长逐渐降低,最终实验腐蚀速率为0.068 9 mm·a~(-1).腐蚀行为分为三个阶段:快速下降阶段、平稳过渡阶段和缓慢下降阶段,试样表面的腐蚀产物主要为α-FeOOH,γ-FeOOH,Fe_3O_4,Fe_2O_3;随着腐蚀时间的增加,腐蚀产物结构更加密实且厚度更大,铬元素倾向于在腐蚀产物中聚集.     

提高2214铝合金综合性能的固溶时效处理工艺

为了能够兼顾电工圆杆的电学性能和力学性能,该发明公开了一种提高2214铝合金综合性能的固溶时效处理工艺,将铸态2214铝合金在箱式电阻炉中进行热处理实验,温差为±2℃,其中,固溶实验工艺为:固溶温度为525℃,保温时间均为5 h,保温结束后从电阻炉中取出立即进行室温水冷,时效温度:在190℃均时效10 h即可。     

Cu-Ni-Si-Cr合金时效处理后的组织与性能

研究了时效与时效前的冷变形对Cu-2．37Ni-0．58Si-0．39Cr合金时效后硬度及导电率的影响，结果表明：合金经920℃固溶处理后，在500℃时效时可获得较高的硬度，而在550℃时效可得到较高的导电率；合金时效前的冷变形可加速时效析出，试样经80％变形后，在500℃时效1h，显微硬度可达HV271，而固溶态直接时效仅为HV239。合金在时效析出过程中有两种类型的析出相，分别为Cr3Si和Ni2Si。     

调整处理对0Cr17Ni4Cu4Nb钢组织及耐蚀性的影响

运用极化曲线、循环极化曲线等电化学方法研究了0Cr17Ni4Cu4Nb钢经不同工艺热处理后的耐海水腐蚀性能,并对显微组织进行了观察和分析.实验结果表明:固溶处理后的0Cr17Ni4Cu4Nb钢加入调整处理后再进行时效处理,组织更加均匀细小且击破电位、钝化区宽度及保护电位均有明显的提高,耐海水腐蚀性能全面优于直接时效态试样.调整处理的加入及参数的变化导致加热过程中合金碳化物的析出数量和种类发生变化,从而对其组织及耐蚀性能产生了影响.     

挤压及T5处理对Mg-Zn-Zr-Cu-Ca镁合金组织性能的影响

对新型Mg-6Zn-0.6Zr-0.5Cu-0.5Ca铸造镁合金进行挤压形变,研究了挤压及T5时效处理对合金组织性能的影响.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、电化学工作站表征分析了合金的组织形貌、物相组成、显微硬度及腐蚀速率.结果表明:热挤压使铸态镁合金发生了动态再结晶,晶粒破碎,析出相明显细化并呈弥散分布,主要物相为α-Mg、Mg Zn2、Mg Zn Cu、以及Mg2Ca相.T5时效处理使挤压态镁合金发生静态再结晶,随着时效时间的延长,析出相先细化后长大,当时效时间为12 h时组织最为致密均匀.铸态和原始挤压态试样的显微硬度值分别为72.94 HV0.1和76.4 HV0.1,随着T5时效处理的进行,合金显微硬度值呈先增后减的趋势,当时效时间为12 h时达到峰值(80.53 HV0.1).电化学测试结果表明,T5时效处理可有效降低镁合金的腐蚀速率,从而提高其耐蚀性.     

原油储罐低温硫腐蚀产物氧化试验研究

为研究硫腐蚀产物的氧化过程,利用自开发的硫化氧化试验系统将从原油储罐罐顶安全阀和呼吸阀内的铁氧化物硫化以获得潮湿和干燥的硫腐蚀产物。利用能谱仪(EDS)以及扫描电子显微镜(SEM)分析硫腐蚀产物的化学组成及其微观特征。结果表明:潮湿和干燥的硫腐蚀产物中均含有单质硫、Fe_2O_3、Fe_3S_4以及FeS_2,但潮湿的硫腐蚀产物中还含有FeS;两种硫腐蚀产物均具有短边、层状钻石表面以及较大核尺寸的微观特征。潮湿硫腐蚀产物的氧化过程主要包括三个阶段,分别是电化学氧化阶段、电化学与化学氧化共生阶段以及化学氧化阶段;潮湿硫腐蚀产物的氧化产物是Fe_2O_3。最后提出硫腐蚀产物氧化自燃时能够有效避免火灾、爆炸事故的监测预警指标。