Waspaloy合金碳化物和γ′相析出规律的热力学计算

利用热力学计算软件Thermo-Calc对Waspaloy合金中可能析出的平衡相以及元素含量变化对其影响进行了计算分析. 结果表明:碳含量的增加可以明显地提高碳化物的析出量,但对碳化物的析出温度的影响较小;γ′的析出量和析出温度均随Al、Ti含量的增加而增加,Al的影响尤为明显;Ti是MC的主要形成元素,Ti含量的增加可以提高MC的析出量,但对其析出温度无太大影响;M23C6的析出量不受Cr含量的影响,而析出温度却随着Cr含量的增加而提高.     

GH105合金元素含量对析出相的影响

采用Thermo-Calc及JMatPro软件,对GH105合金在600～1 600℃的相图进行计算,并对C,Cr,Co,Mo,Zr,Ti,Al以及微量B对GH105合金主要析出相MC,M₂₃C₆,M₃B₂,μ,σ和γ''的影响进行探究。结果表明：C的增加提高了M₂₃C₆和MC相的析出量和M₂₃C₆相的析出温度,降低了σ相的析出量和析出温度,同时μ相的析出温度明显下降;Cr的增加显著提高了σ相的析出量和析出温度;Co的增加提高了μ相和σ相的析出量和析出温度,降低了M₂₃C₆相的析出量和析出温度;Mo的增加显著提高了μ相和σ相的析出量和析出温度;Zr的增加提高了σ相的析出量和析出温度,提高了MC相的析出量,降低了M₂₃C₆相的析出量和析出温度;B的增加显著提高了M₃B₂相的析出量;Al,Ti和m（Al）：m（Ti）的增加,提高了γ''相的析出量,其中Al和m（Al）：m（Ti）相的增加还提高了γ''相的析出温度。     

纯镍与GH3625合金热压缩行为研究及本构解析

利用Gleeble-3500热模拟试验机对铸态纯镍及GH3625合金在变形温度900～1200℃、应变速率0.1～10 s-1、应变量60％条件下,进行了热压缩实验.研究分析了纯镍以及GH3625合金的热塑性变形规律,并构建了本构方程,绘制了2种材料不同变形参数下的热加工图,分析了热加工图稳定与失稳区所对应的组织特征....     

定向凝固GH4742高温合金中组织、偏析和析出相演变

GH4742高温合金是一种先进的结构材料,广泛应用于航空航天、船舶、核电等领域。真空电弧重熔（VAR）通常作为最终熔炼工序,其凝固组织、元素分布和缺陷直接决定了合金的加工和机械性能。本文以区域定向凝固炉模拟真空自耗炉的定向凝固特征,研究了GH4742高温合金在大跨度的冷却速率下的微观结构、元素偏析和析出的演变规律。基于多种镍基高温合金的统计对比,结果表明,在高冷却速率下,主枝晶间距与G1/2V1/4有明显的线性关系,其中G和V是温度梯度和拉速。随着冷却速率的降低,一级枝晶间距以一种分散的方式增加。在所有的冷却速率范围内,二级枝晶臂间距与 (GV)?0.4明显线性相关。元素偏析的程度随着冷却速率的增加而增加,随后逐渐减少,这是由于溶质反扩散和树枝状结晶尖端过冷之间的竞争造成的。随着凝固速度的增加,γ′、碳化物和非金属夹杂物的尺寸逐渐减小。γ′沉淀物的形态从梅花状变为立方体,再变为球形。碳化物的形态从块状变为细条状,然后变为汉字状。碳化物的形态受树枝状间形状和元素扩散共同控制。夹杂物以复合夹杂物为主,通常表现为Ti(C,N)以氧化物为异质成核中心,碳化物的外表面包裹的三层结构。随着冷却速率的增加,复合夹杂物的数量密度先增加后减少,这与元素偏析行为密切相关。     

低碳钢碳氮析出物的热力学计算

钢中的碳氮析出物通过细晶强化和析出强化方式对钢的力学性能有非常重要的作用. 基于规则溶液的双亚点阵模型(其中一个为金属亚点阵,另一个为间隙原子亚点阵)建立了碳氮化钛、氮化铝以及硫化锰的热力学计算模型用以研究析出物的析出开始温度、给定温度的奥氏体成分,并将这一结果应用于CSP过程. 经计算得Ti(CxN1-x),MnS和 AlN的析出温度分别是1 200 ℃,1 440 ℃和1 010 ℃,最大的体积分数分别为2.315×10-5,4.18×10-4和3.1×10-4. 对比发现热力学的计算结果与Thermo-Calc的计算结果和有关文献的实验数据有较好的一致性.     

GH220合金中γ′强化相

研究了GH220化学成分及含量,γ′析出倾向性及晶体结构、错配度、合金元素对γ′量的影响以及γ′的形态、尺寸、长大规律。     

GH4710合金的相析出特征及其与热加工塑性损伤的关联性

利用Thermal Calc热力学软件、光学金相显微镜、扫描电镜等手段分析了GH4710合金原始态和不同条件热物理模拟变形后的析出相及加工损伤特征,系统研究了析出相特征与该合金热加工塑性损伤及开裂的关联性.结果表明:GH4710合金的原始组织主要由γ’、MC及M₂₃C₆碳化物、γ+γ共晶组织组成;热加工时微孑洞等损伤在MC碳化物及γ+γ共晶组织处形核后沿晶界扩展,最终相互连接导致合金大面积破坏;γ’相优先在MC碳化物及共晶组织附近析出,并通过其共格应力场的作用增加了损伤形核和扩展阻力,使合金在较低温度下的塑性损伤值明显小于高温条件下.     

立方相MgSc合金力学性质的计算研究

采用严格糕模轨道方法结合相干势近似计算,研究Mg_1-xSc_x（0.101-xSc_x（0.100,即此相在力学上是稳定的。γ相的弹性系数和体模量小于β相,但呈现的韧性优于β相。电子结构计算表明,基于正则能带理论的力定理不能解释γ相和β相单晶弹性常数的大小关系,而Sc合金化和电荷转移引入的马德隆相互作用对合金相稳定性和力学性质起关键作用。     

Mg-Ni非晶合金形成范围的热力学计算

根据Ｍｉｄｅｅｎａ模型计算了Ｍｇ－Ｎｉ非晶合金的形成范围,并与实验进行了比较,发现两者符合得很好。     

工艺参数对低铝钛GH600合金显微组织及析出相的影响

利用Gleeble3800热模拟实验机,对低铝钛GH600合金进行热压缩实验;利用金相显微镜研究工艺参数对显微组织演变规律的影响;利用透射电镜及能谱观察分析析出相、位错等微观结构。结果表明:提高变形量可以得到细晶组织,改善合金的使用性能,并且在大变形量下,动态再结晶容易进行,软化效果得到提高,在一定程度上改善合金的加工性能。当变形温度升高时,再结晶比例得到很大的提高,合金动态再结晶体积分数增大,位错密度降低,使加工容易进行。但当变形温度过高时,再结晶组织会出现粗化现象。低铝钛GH600合金的优选热加工工艺参数为:温度1 100~1 150℃,变形量60%。在这种工艺条件下,合金中的再结晶程度最高,再结晶晶粒没有出现粗化现象,并且析出相的成分、尺寸也为理想状态。     

工艺参数对低铝钛GH600合金显微组织及析出相的影响

利用Gleeble3800热模拟实验机,对低铝钛GH600合金进行热压缩实验;利用金相显微镜研究工艺参数对显微组织演变规律的影响;利用透射电镜及能谱观察分析析出相、位错等微观结构。结果表明:提高变形量可以得到细晶组织,改善合金的使用性能,并且在大变形量下,动态再结晶容易进行,软化效果得到提高,在一定程度上改善合金的加工性能。当变形温度升高时,再结晶比例得到很大的提高,合金动态再结晶体积分数增大,位错密度降低,使加工容易进行。但当变形温度过高时,再结晶组织会出现粗化现象。低铝钛GH600合金的优选热加工工艺参数为:温度1 100~1 150℃,变形量60%。在这种工艺条件下,合金中的再结晶程度最高,再结晶晶粒没有出现粗化现象,并且析出相的成分、尺寸也为理想状态。     

Cu-Ag合金中析出相界面结构及其对合金性能的影响

采用真空感应熔炼法制备Cu-6%Ag和Cu-24%Ag,并进行退火和时效处理,观察了合金中析出相与基体的位向关系及界面结构,分析了析出相对合金强化和导电特性的影响. 析出相与Cu基体之间具有(100)Cu∥(100)Ag及〈110〉Cu∥〈110〉Ag位向关系,存在半共格界面,在(111)面上平均每隔9个晶面间距出现一个刃型位错以协调点阵错配. 析出相与Cu基体这种特定的位向关系及界面结构能有效地阻碍基体中位错的运动,在产生析出相强化作用的同时几乎不影响合金的电传导行为. 随Cu-6%Ag时效时间的延长,析出相数量增多,合金硬度显著上升而电阻率持续下降. 时效过程中析出相数量、形态及界面结构是导致合金力学和电学性能变化的主要原因.     

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.     

GH169高温合金中γ＂相粗化的行为

利用透射电子显微镜，研究了ＧＨ１６９合金中γ＂相的粗化长大行为，并用体扩散控制长大的ＬＳＷ理论进行对比分析。结果表明，γ＂相的粗化行为符合ＬＳＷ理论，ＬＳＷ理论可用来解释γ＂相扩散控制的长大过程；然而高密度弥散析出有较大错配度的γ＂相所具有的特殊性又决定了其颗粒大小的分布偏离了ＬＳＷ理论。     

GH169高温合金中γ″相粗化的行为

利用透射电子显微镜，研究了ＧＨ１６９合金中γ″相的粗化长大行为，并用体扩散控制长大的ＬＳＷ理论进行对比分析。结果表明，γ″的粗化行为符合ＬＳＷ理论，ＬＳＷ理论可用来解释γ″相扩散控制的篚过程；然而高密度弥散析出有较大错配度的γ″相所具有的特殊性又决定了其颗粒大小的分布偏离了ＬＳＷ理论。     

镍基高温合金长期时效过程中第二相的析出

为考察合金在高温长期时效过程中的组织变化情况,使合金分别在800℃,900℃进行了100～1000h的长期时效,并对由镍基基体上析出的第二相粒子利用扫描电镜、透射电镜、电子探针等测试手段进行了观察与分析·发现碳化物和TCP相的析出有着类似之处,都在800℃时效时比在更高温度时效容易析出,颗粒尺寸也大于900℃时效时的尺寸;观察到析出碳化物种类有M23C6型、M7C3型;TCP相种类有μ相、σ相·通过测量γ′相的平均半径得到其析出特性符合里夫希茨·瓦格纳的第二相粒子成熟理论·相与组织的准确确定,为其后确定合金的拉伸与持久性能提供了有力的分析基础·     

Al-Zn-Mg合金中η′,η析出相结构模型的分析

介绍了Al—Zn—Mg系合金中的η′，η硬化析出相的形成条件和过程，着重分析亚稳相η′的几种结构模型及其与母相的位向关系，简要讨论析出相对合金的力学性能的影响，指出改善该合金性能的发展方向．     

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。     

Al-Zn-Mg-Cu合金η时效析出相的电镜研究

应用电子显微镜研究了Al-Zn-Mg-Cu合金时效析出的η相的精细结构。计算了η相三种取向关系22种变体产生的复合衍射图,解释了[111]_(Al)的复杂衍射谱。通过高分辨象直接验证了η相与基体的某些取向关系。并观察到η相中存在的缺陷结构。     

商业Inconel718合金晶界析出相的鉴别

在商业Ｉｎｃｏｎｅｌ７１８合金中存在３种成分非常接近的析出相：δ－Ｎｉ３Ｎｂ（Ｔｉ，Ａｌ），γ″－Ｎｉ３Ｎｂ（Ｔｉ，Ａｌ）和γ″－Ｎｉ３Ａｌ（Ｔｉ，Ｎｂ），而且在标准热处理状态下，析出相很小，即使运用ＥＤＡＸ微区成分分析方法也难以区分，尽管３种析出相结构不同，但γ″相的３种变体和δ相的１２种变体导致两者众多衍射斑点的重合，增加了实验鉴别的困难。