均匀化过程中铸态GH742合金的组织转变

铸态GH742合金中存在复杂的第二相组织和严重的枝晶偏析,Nb、Ti大量富集于枝晶间和MC碳化物、Laves相、δ相、(γ γ′)等析出相中.本文确定了γ基体的熔化温度为1160℃,并通过不同的均匀化处理确定了γ′相、(γ γ′)共晶、MC碳化物、Laves相、δ相、Ni_5Ce相及含氧硫稀土相等析出相的溶解温度.由于稀土相在1120℃发生熔化,提出一种GH742合金低温预处理加高温扩散的二次均匀化制度来扩大其均匀化温度区间,提高扩散退火温度,从而获得均一的组织.元素扩散计算结果表明,提高均匀化温度可以提高元素的扩散系数;Nb的偏析系数比Ti的小得多,达到完全均匀化需要很长的时间.     

新型熔炼工艺下GH4169合金的凝固组织控制研究

为探求新型熔炼工艺(三联)下GH4169合金大型重熔锭组织调控、元素偏析改善的方法,研究了熔速对氩气保护电渣重熔GH4169合金重熔锭枝晶间距、Laves相的尺寸及分布和显微疏松的影响,定量分析了熔速对组织与成分偏析的影响规律.研究发现:随着熔速的增加,GH4169合金重熔锭边缘处的枝晶间距基本保持不变;中心处二次枝晶间距呈增大趋势.边缘和中心处的疏松尺寸随熔速增加变化平缓,R/2处先增大后减小.心部的Laves相比例较高且随着熔速增加呈上升趋势,而R/2处趋势相反;重熔锭不同部位的偏析区比例随熔速无明显变化.枝晶间距越小,越有利于减轻偏析.     

原位观察不同冷却速率下GH3625合金的凝固过程

利用带有红外加热炉的共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)对GH3625高温合金在不同冷却速率(30℃/min、100℃/min和200℃/min)下的凝固过程进行了动态原位观察,通过差示扫描量热分析仪(DSC)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了凝固后的组织形态及相的析出规律。结果表明,GH3625合金的液相线温度在1 356.5℃,在凝固过程中自由表面液相分数随温度和时间的变化关系满足Avrami方程;凝固过程中主要相的析出顺序依次为γ基体相、碳化物和Laves相;在GH3625合金凝固过程中,随着冷却速率的增大,枝晶细化,枝晶间距减小,成分偏析减轻,Laves相分布更加弥散,且以析出共晶Laves相为主;凝固末期大量的Nb元素富集在枝晶间和晶界,这是形成Laves相的主要原因。     

均匀化态GH3625合金熔化和凝固过程中的相变

使用差示扫描量热仪(DSC)、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、扫描电镜(SEM)、和能谱分析仪(EDS)等手段研究了均匀化态GH3625合金在熔化和凝固过程中的组织演变以及主要相的溶解和析出。结果表明:定制的二段式均匀化工艺基本上消除了GH3625合金中的低熔点laves相和微观元素偏析;均匀化态GH3625合金的初熔温度明显提高,熔化先发生在晶界、表面、缩孔及碳化物(NbC)区域;GH3625合金的凝固过程分为三个阶段,主要发生了L→γ、L→γ+MC和L→γ+laves的结晶反应;γ相的形核属于非均匀形核,使溶质原子易偏聚于晶界,从而在枝晶间不可避免的形成了元素偏析和相偏析,其中低熔点laves相的析出类型主要与冷却速率有关。     

Al、Ti含量对Inconel 718合金铸造组织和凝固行为的影响

采用差热分析(DSC)、光学显微镜、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射分析(XRD)测试手段,结合JMatPro模拟计算分析研究了Al、Ti含量对Inconel 718铸锭组织和凝固行为的影响。结果表明,不同Al、Ti含量Inconel 718合金的铸态组织均呈典型树枝状结构,枝晶间析出相主要由(γ+Laves)共晶相和少量M(C,N)构成。随着Al/Ti原子比的升高,铸态组织中黑色枝晶间区域数量明显增加,Laves相形态由块状向共晶筛网状转变,同时Laves相周围析出的针状一次δ相和枝晶间γ″相数量减少;Inconel 718合金的凝固次序没有改变,合金的液相线由1363.5℃(合金Ⅰ)降低至1358.7℃(合金Ⅲ),而Laves相初熔温度和MC相固溶温度变化不大(不超过1.4℃);Nb,Mo,Ti元素在枝晶间的偏析程度随着Al/Ti原子比的升高而减轻。热力学计算结果显示,增加Al/Ti原子比可以提高γ′相数量,降低γ″相的数量。改型合金的硬度值随着Al/Ti原子比的提高而增加,当Al/Ti=4.32且(Al+Ti)=3.1at.%时,硬度值达到了345HV,比Inconel 718母合金硬度提高了23.7%。     

均匀化和均匀化后处理对GH742合金γ′相的影响

采用电子探针(EPMA)对GH742铸锭未经任何处理和均匀化后两种状态下的主要合金元素做了定量分析,并使用SEM扫描电镜对GH742铸锭三种不同状态下γ′相作了比较.结果表明:铸锭原始态存在偏析,γ′相在枝晶间和枝晶干处形状、尺寸差别较大,总体上尺寸较小;经均匀化后无粗大γ′相存在;均匀化后特殊处理部分γ′相尺寸增大,热加工塑性有明显提高.     

Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金均匀化处理

研究了均匀化温度和均匀化时间对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金微观组织的影响,优化了合金的均匀化处理制度,并对其均匀化过程进行了动力学分析.结果表明,铸态合金组织中存在严重的枝晶偏析,晶界上有大量残留相,各元素在晶内和晶界分布不均匀.随着均匀化温度的升高或均匀化时间的延长,合金组织中的残留相逐渐溶解,晶界变得稀薄,元素...     

Nb含量对625合金带极堆焊层耐晶间腐蚀性能的影响

研究了不同Nb含量对625合金带极堆焊金属的组织转变及耐晶间腐蚀性能的影响。结果表明,Nb含量的增加导致堆焊层耐腐蚀性能显著下降。Nb含量较低时,合金中析出相以MC为主,Laves相很少,具有较好的耐腐蚀性能。Nb含量增加后,在枝晶间产生强烈偏析,促进合金中富Nb、Mo、Si的Laves相的析出和长大。块状形态的Laves相本身贫铬并造成枝晶间区域较大的成分差异,导致析出相附近成为晶间腐蚀的薄弱区,明显加快合金的腐蚀速率。     

Nb含量对发动机用激光增材成形Inconel925镍基高温合金组织和硬度的影响

为拓展激光增材工艺(LAM)在Inconel925镍基高温合金加工与修复方面的应用,采用球磨合金化方法制备了Inconel925合金粉末,以LAM工艺加工不同Nb含量的Inconel925试样,分析了Nb含量对发动机用LAM成形Inconel925镍基高温合金组织和硬度的影响。研究结果表明:当Nb含量上升后,形成了更加明显的二次枝晶臂,随着Nb含量增大,开始形成清晰的二次枝晶臂;当Nb加入量提高后,沉积态试样中枝晶干γ相含有的Nb比例升高。经过固溶处理试样在显微组织方面存在显著差异性。当固溶温度上升后,在基体内溶入了更多的枝晶间Laves相,得到了更加均匀的组织。固溶态试样在显微硬度方面都表现为随Nb含量的升高而增大,在Nb含量11%时沉积态试样达到最高显微硬度。当固溶温度上升后,试样硬度降低趋势也变得更加平缓。     

定向凝固过程中温度参数对含Re镍基单晶高温合金铸态组织的影响

研究了一种含Re为4.0%～5.5%(质量分数)的实验型镍基单晶高温合金在不同定向凝固结晶条件下铸态的宏微观组织特征,分析了凝固结晶温度参数对单晶完整性、显微疏松与共晶含量、枝晶偏析等的影响。结果表明:高的熔体过热处理温度不仅促进合金元素分布的均匀化,同时降低了高Re和高难熔元素含量的单晶合金结晶缺陷的倾向性,提高了单晶完整性。合金熔体过热温度、铸型温度/浇注温度的适度提高有利于枝晶间的补缩,并减少显微疏松。     

合金元素对 Nb2Mo2Si合金相平衡及Nb2 Nb 5Si 3共晶组织形态的影响

采用电弧熔炼法制备了 Nb220Si210Mo、Nb220Si210Mo23M (M = Cr , Al , Ti) (原子分数) 四种 Nb2Mo2Si基超高温合金。利用 SEM、EDS、XRD等实验技术对铸造合金的相组成与组织形态进行了观察和分析。Nb220Si210Mo 合金由铌固溶体 (Nb SS) 与βNb 5Si 3化合物两相构成 , 其铸造组织包含大量片层状共晶 (Nb SS 2βNb 5Si 3) 组织。少量合金元素 Cr (3 at %) 能够改变 Nb220Si210Mo 合金的相平衡关系 , Nb220Si210Mo23Cr 的铸造组织中不仅存在 Nb SS和βNb 5Si 3 , 而且还出现少量 Cr 2Nb相 ; 而添加合金元素 Al、Ti (3 at %) 并不改变 Nb220Si210Mo 合金的相平衡关系。添加 Cr 使 Nb SS 2 βNb 5Si 3共晶组织失去了平直片层特征 ; Al 有利于共晶组织中片层状共晶形成 ; 添加 Ti使共晶组织呈现羽毛状特征。合金化使 Nb与βNb 5Si 3的晶格常数发生变化 : Nb的晶格常数均变小; Nb220Si210Mo23Cr合金中βNb 5Si 3的 c/ a值减小 , 其它 3种合金中βNb 5Si 3的 c/ a值增大。     

热处理工艺对Inconel718合金多层夹芯板结构的微观组织与力学性能的影响

采用LBW+SPF组合技术制造Inconel718合金多层夹芯板结构.为了增强多层夹芯板结构使用时的安全性,研究其热处理技术.结果表明:Inconel718合金在焊接过程产生了Nb含量较高的Laves沉淀相;超塑成形后焊缝中的Nb元素的偏析问题得了缓解;经980℃固溶30min处理后,焊缝中的δ相完全回溶母体γ相,焊缝...     

超声辅助激光熔覆IN 625高温合金涂层组织及性能研究

目的 针对激光熔覆制备IN625高温合金涂层时易产生缺陷和元素偏析进而导致合金性能下降的问题,提高增材制造IN 625高温合金的力学性能。方法 在激光熔覆IN 625涂层的过程中施加超声振动辅助,通过物相检测和微观组织观测研究超声功率对涂层物相种类和晶体尺寸的影响;通过分析析出相含量、分布方式及析出形态,研究超声功率对元素偏析的影响;通过对显微硬度、高温耐磨性进行测试,研究超声功率对涂层力学性能的影响。结果 施加超声前的涂层组织主要为方向杂乱的粗大枝晶,施加超声后的涂层物相组成未发生明显变化,但枝晶内亚晶排列紧密且尺寸明显减小;施加超声振动后的涂层析出相尺寸减小、含量下降,其中Laves相含量在施加超声后降幅较大,表明超声振动可以抑制Nb、Mo等元素的偏析;施加超声振动后涂层的显微硬度提高,磨损率明显下降,磨损机制由原来的表面疲劳磨损、黏着磨损和磨粒磨损的复杂磨损转变为磨粒磨损、黏着磨损的简单磨损。结论 施加超声辅助可以有效细化IN 625涂层组织,并抑制Laves相的析出,提高涂层的硬度和耐磨性。     

Effect of Nb on the Microstructure and Mechanical Properties of Cast NiAl-Cr（Mo） Eutectic Alloy

The microstructure and mechanical behaviors of NiAl-28Cr-5Mo-1Nb eutectic alloy were investigated by using scanning electron microscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy and compression tests, respectively. The alloy is mainly composed of three phases, which are the gray lamellar Cr（Mo） plate, black NiAI matrix and semicontinuously distributed Cr2Nb-type Laves phase. Through Nb addition, NiAl-Cr（Mo）/Nb alloy exhibits a reasonable balance of high temperature strength and room temperature compression ductility and its mechanical behaviors are superior to the NiAl-28Cr-6Mo eutectic alloy at all temperature. The elevated temperature compression deformation behavior of NiAl-Cr（Mo）/Nb alloy can be properly described by power-law equation.the National High Technology Committee of China （No. 863-715-005-0030） for financial supports.     

Influences of Alloying Elements W, Mo, Cr and Nb on Retained Beta Phase in 47Al Based near γ-TiAl Alloys

The influences of alloying elements W, Mo, Cr, and Nb on retained β phase in 47Al based near γ-TiAI alloys have been studied.The results reveal that the amount of retained β phase is increased by the addition of Cr, Mo, W in rising rank, although the distribution of β phase in Cr-bearing alloys is different from that of Mo- or W-bearing alloys. For Nb-doped alloys, no retained β was found even when 5 at. pct Nb was added. The as-cast microstructural features and the distribution of the β phase in the different alloy families were compared and interpreted in terms of the different segregation behaviour of these elements in Ti.     

The formation and control of Laves phase in superalloy 718 welds

Weld heat input/cooling rate (affected by welding process, parameters, technique, tooling, etc.) was found to influence the microstructural characteristics and segregational features in alloy 718 welds, with low heat inputs proving beneficial. Laves phase formed in the interdendritic regions of the weld metals as a result of segregation. The morphology and composition of Laves phase depended strongly on heat input/cooling rate and influenced its response to subsequent homogenization post-weld heat treatment. The various factors affecting the formation and control of Laves phase in alloy 718 welds are highlighted. This revised version was published online in November 2006 with corrections to the Cover Date.     

新型含Cu高熵合金的微观组织及热处理过程相变

目的 为优化CrMnFeCoNi高熵合金成分,消除富Cr脆性相的析出倾向.方法 用Cu取代Cr元素,以四元MnFeNiCu高熵合金为研究对象,探究含Cu高熵合金的微观组织及其热处理过程中的相变特征.结果 铸态MnFeNiCu合金中Cu元素具有较强的偏析倾向,其枝晶间存在大量颗粒状富Cu析出物,通过均匀化热处理能完全消除Cu元素偏析现象,得到单相FCC组织.结论 Cu与其他3种元素均表现为不同程度的不相容性,具有最大的偏析倾向,使其在凝固过程中于枝晶间富集,均匀化热处理过程中Cu元素发生溶质扩散,最终形成了单相固溶体组织.     

Ru对第四代镍基单晶高温合金DD22长期时效组织演化的影响EI北大核心CSCD

利用透射电镜和场发射扫描电镜研究了两种不同Ru含量(3%和5%,质量分数)的第四代镍基单晶高温合金DD22在1130℃长期时效过程中γ′相形貌演化、TCP相析出和界面位错网的演化情况。研究结果表明:在完全热处理后5Ru合金比3Ru合金的γ′相尺寸更小,形状更规则,γ/γ′相界面的错配度更大,高Ru含量使合金Re,Mo等元素出现反分配现象;5Ru合金在1130℃长期时效过程中γ′相粗化速率、溶解速率和形筏速率均低于3Ru合金;5Ru合金在长期时效1000 h后仍没有TCP相析出,而3Ru合金在时效50 h后便析出TCP相,随着长期时效时间延长,TCP相数量增多,尺寸增大;与3Ru合金相比,长期时效1000 h后5Ru合金γ′/γ界面位错网更加致密和规则;综上所述,Ru的元素反分配作用和低的扩散系数使5Ru合金比3Ru合金表现出更高的组织稳定性。