2.25Cr1Mo0.25V钢高温蠕变条件下微观组织的演变

研究了高温蠕变过程对加氢反应器母材用钢显微组织的影响。试样经焊后模拟热处理后,对其常温拉伸、高温拉伸及相同载荷、不同温度下的高温持久强度进行分析,并对试样的断口以及微观组织分别在光镜、扫描和透射电镜下进行观察,重点对高温蠕变持久过程中位错的演变和析出相的聚集长大规律进行了研究。结果表明,在210 MPa加载应力下,随测试温度的升高,马氏体板条逐渐退化,位错密度逐渐降低,析出相尺寸粗化严重,导致高温持久断裂时间显著降低。     

高强油井管用钢高温性能研究

针对550 MPa级高强稠油热采井套管断裂失效的问题,对套管用钢的高温力学性能和蠕变性能进行了研究。在不同温度下对试验钢板进行了高温拉伸和蠕变试验,利用SEM和TEM观察了试样组织及断口形貌。结果表明：试验钢板在350℃时,屈服强度和抗拉强度下降约8%,蠕变速率1.46×10^-6 h^-1;在400℃时,屈服强度和抗拉强度下降约18%,蠕变速率5.34×10^-6 h^-1;随着拉伸试验温度的升高,由于碳化物和析出相的影响,试样断口的孔洞尺寸明显增大,造成性能下降;Cr、Mo的强碳化物析出物对位错滑移的阻碍作用提高了试验钢的抗蠕变性能。     

Ag含量对Al-Cu-Mg-Ag合金高温力学性能及耐热性的影响

通过对高温拉伸强度、延伸率、高温持久时间的测试以及SEM、TEM观察表明:Ag含量的增加显著提高合金在高温拉伸时的强度和高温持久强度极限;合金在高温下的断裂仍为塑性穿晶断裂;Ag含量越大,合金中析出的?相的数量越多,经长时间高温之后,其粗化程度不大,仍为主要强化相。     

650 ℃时效Super 304H耐热钢的显微结构与高温拉伸性能

研究了650 ℃不同时间时效Super 304H钢的显微组织及高温拉伸力学性能特征,探讨其高温拉伸断裂机制.结果表明:高温时效Super 304H钢中析出ε富铜相、Nb(C,N)和M7C3等析出相颗粒.时效初期,M7C3相优先在晶界析出,Super 304H高温强度显著提高,但塑性快速下降.在时效300 ～500 h时,由于M7C3相逐渐粗化,其高温强度及塑性下降较快.继续时效导致细小ε富铜相和Nb(C,N)相在奥氏体晶内持续析出、弥散分布,其高温强度及塑性逐渐稳定.时效态Super 304H钢高温拉伸断裂呈剪切断特征.采用应力三轴度理论解释了650 ℃时效Super 304H钢的高温拉伸变形行为及拉伸断裂机制.     

拉伸温度对Cr18Ni10Ti不锈钢力学性能影响

首先对Cr18Ni10Ti不锈钢进行1050℃固溶处理及650℃时效24 h处理,随后在不同温度(500 ～ 800℃)下以1.43×10-4 s-1拉伸速率对其进行高温拉伸试验.采用扫描电镜与能谱仪分析了试验钢的组织、析出相及断口形貌,采用高分辨透射电镜观察其位错和晶界处的P和S元素的浓度.结果 表明:Cr18Ni10Ti不锈钢的组织主要是奥氏体组织,基体中有富Cr析出相及AlMgTiO复合析出相.当拉伸温度从500℃升高到800℃时,试验钢的屈服强度、抗拉强度均减小,断面收缩率先减小后增大,在650℃拉伸时,断面收缩率最小.当拉伸温度较低时,试验钢出现明显的颈缩现象,随拉伸温度升高,拉伸过程中的颈缩现象不明显,出现韧窝与沿晶混合断口.当拉伸温度升高到800℃时,试验钢发生蠕变断裂,出现冰糖状断口.第二相、拉伸过程的回复与再结晶、P和S元素的晶界偏聚行为以及晶界蠕变等多种因素的影响使得Cr18Ni10Ti不锈钢在500～800℃拉伸时出现不同的强度与断面收缩率.     

P92钢焊条熔敷金属600℃持久测试及微观组织演变研究

文中在600℃试验条件下对P92钢焊条熔敷金属进行持久测试和组织演变研究。利用等温线法和Larson-Miller法外推10万h的持久强度分别为136 MPa和128 MPa。持久断裂试样抛光腐蚀后发现,其显微组织均保持回火马氏体形态。利用SEM对持久断裂试样的组织演变进行定性分析,持久试样主要的析出相为分布于板条马氏体晶界和大角度亚晶界的M_(23)C_6和Laves相;随高温持久时长的延长,Laves相发生聚集粗化,M_(23)C_6相发生Ostwald熟化。蠕变孔洞依附Laves相形核;随持久时间的延长,其数量密度呈下降趋势,当量直径有增大趋势;蠕变孔洞也最终导致了试样的断裂。     

00Cr17Mn6Ni5N的高温塑性变形行为研究

00Cr17Mn6Ni5N奥氏体不锈钢在10 kg真空感应炉内熔炼,并在氮气气氛下加氮化铬进行N合金化。通过Gleeble-1500D热模拟试验机进行高温拉伸试验。采用扫描电镜和蔡司金相显微镜,观察断口形貌及近断口处组织。研究表明,实验钢的高温塑性较好,最佳塑性区间为1050~1150℃,在1200℃附近存在高温脆性区;从1000~1250℃热模拟拉伸断口形貌分析,实验钢的断裂方式以韧性断裂为主,在1200℃脆性区的断裂为微孔或析出物为中心的韧窝断裂。     

国产T91耐热钢650℃蠕变断裂微观机理

在650 ℃下对国产T91耐热钢进行了标准拉伸持久试验,采用外推法计算出该钢105 h的持久强度极限为55.42 MPa.使用OM、SEM、TEM和 XRD对不同应力状态下的蠕变断裂试样微观组织进行分析比较.研究结果显示,随着持久断裂时间的延长,T91耐热钢蠕变断裂状态由韧性断裂向脆性断裂模式改变;材料中出现马氏体板条组织分解、M23C6碳化物粗化、位错密度降低和再结晶等现象.析出相强化作用的下降,马氏体板条的碎化和多边形化以及位错机构的退化是国产T91耐热钢蠕变性能下降的主要原因.碳化物的EDS分析表明,不同形貌M23C6碳化物成分存在差异,含Si元素M23C6碳化物更可能在持久过程中长大.     

回火时间对高温轴承钢组织和性能的影响

研究了500 ℃高温回火处理时不同回火时间对高温轴承钢组织和性能的影响规律。结果表明,随回火时间的延长,高温轴承钢的强度和硬度逐渐增加,而钢的塑性和冲击性能逐渐降低。回火时间的延长促进了试验钢中第二相的析出和长大,由于第二相的析出强化,使得钢的强度和硬度提高。冲击断口韧窝中析出相的数量随回火时间的延长逐渐增加,且尺寸有所增大,冲击断口中典型韧窝形貌逐渐减少,断裂机制逐步由韧性撕裂向准解理断裂转变。试验钢在500 ℃100 h长时间回火后有少量μ相析出,μ相的析出使钢的塑性降低。     

Super 304H耐热钢的强化机理

Super 304H是在18Cr-8Ni钢基础上通过加入Cu、Nb、N开发的具有极高持久强度的新型耐热钢。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电子显微镜以及X射线衍射仪分析了Super 304H钢供应状态、650℃持久试样的微观组织。通过研究Super 304H钢持久过程中析出相尤其是ε-Cu的变化情况,探讨了其对持久强度的影响。结果表明,该钢中存在大量细小的ε-Cu,长期蠕变后粗化程度很小。计算结果表明ε-Cu的沉淀强化作用占Super 304H钢650℃时持久强度的30%以上,是Super 304H钢具有高持久强度的主要原因。供应状态下析出的大量细小Nb(C,N)和蠕变过程中析出的M23C6和NbCrN尺寸较为细小时,对该钢持久强度的提高也有一定作用。     

高温服役50 000 h脆化HR3C钢的持久寿命分析

通过室温拉伸试验、高温短时拉伸试验、高温冲击试验、高温持久性能试验、显微组织观察和能谱分析研究了服役50 000 h的HR3C钢的组织和性能。结果表明:服役50 000 h的HR3C钢在室温下明显脆化,塑性大幅下降,但强度和硬度仍符合标准要求;665 ℃高温下的韧性和塑性较室温时有显著提升,高温强度也满足标准要求;晶界和晶内析出大量第二相,晶界处聚集分布的块状M₂₃C₆相是导致HR3C钢脆化的主要因素,晶内析出的NbCrN相则可以产生弥散强化效应;665 ℃高温下持久强度仅比标准推荐值降低10%,以末级过热器管为例,估算脆化HR3C钢的剩余寿命仍超过100 000 h。     

长期时效对GH4586B合金组织及高温拉伸性能的影响

研究了一种新型镍基合金在750℃下长期时效1500 h过程中的组织变化及其对750℃高温拉伸性能的影响。利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织和高温拉伸断口进行了观察分析。结果表明:GH4586B合金在时效过程中晶界和晶内均有碳化物析出,晶界析出碳化物的形貌呈弥散的颗粒状,并随时效时间的延长有逐步转变为连续链状的趋势,同时合金内未见有害拓扑密堆(TCP)相析出;合金在750℃高温下拉伸,随着时效时间的延长合金的强度和塑性在500 h时表现为峰值,且随着时效时间的延长略有降低,这与晶界析出碳化物的形貌、分布、数量直接相关;通过750℃高温拉伸断口的形貌分析,合金断裂均具有塑性断裂特征。     

热处理工艺对Inconel 718C改型合金组织和性能的影响

通过力学性能检测、X射线衍射、光学和扫描电镜观察,研究了热处理工艺对改型Inconel 718C镍基高温合金微观组织、拉伸性能、持久性能以及蠕变行为的影响.结果表明,较高温度均匀化热处理可显著改善合金中元素的偏析,可消除合金中的Laves相.均匀化温度较低时残存少量Laves相,对合金强度无影响,但严重降低合金的塑性和700℃/620 MPa时的持久寿命.在中间热处理过程中,晶界δ相的析出显著降低合金的室温和700℃拉伸强度和塑性;δ相的析出增大了合金的稳态蠕变速率,加速了蠕变第三阶段的发生,这主要是由于在蠕变过程中δ相附近微孔聚集长大所致.     

高温变形中2B25-T3511铝合金组织及性能

通过高温拉伸、TEM和SEM等手段对2B25-T3511铝合金高温力学性能及组织变化进行研究。结果表明,随拉伸温度升高,合金强度逐渐下降,其中抗拉强度随温度升高而降低的趋势较屈服强度显著;伸长率先升高-降低-略有升高-降低的"M"状变化趋势。在175℃以下,晶粒内基本没有新析出相,合金基体随拉伸温度升高而不断发生软化是强度降低的主要因素,合金基体与相粒子之间的界面弱化以及175℃以上时晶内细小片针状析出相的析出是合金塑性呈现"M"状变化的原因。随温度升高,断口形貌也由沿晶断裂为主逐渐过渡到以高温滑移特征以及基体/沉淀相界面的滑脱为主的韧窝形貌。     

固溶温度对6061铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,研究固溶温度对6061铝合金热挤压板材的显微组织、力学性能及拉伸断口形貌的影响.结果表明,实验合金的强度和硬度随着固溶温度的升高而提高,当基体有轻微过烧时强度并没有降低;实验合金的最佳固溶工艺为565℃×40 min.XRD物相分析表明,在固溶处理过程中发生溶解的析出相粒子主要为Mg2Si,而残留的粗大析出相则主要是富Fe化合物.通过基体点阵常数的精确测量可以很好的表征合金的固溶程度.固溶处理后残留的析出相粒子是影响合金拉伸断口形貌的主要因素.当固溶温度低于535℃时,合金的断裂属于单一的韧窝断裂;当固溶温度高于535℃时,合金的断裂是由沿晶脆性断裂和韧窝断裂组成的混合断裂.     

HR3C钢焊接接头700℃的蠕变组织演变

利用光学显微镜和扫描电子显微镜,通过高温持久试验分析了700℃试验中HR3C钢焊接接头蠕变组织。结果表明,高温持久拉伸的HR3C钢接头组织中析出大量粗大的M23C6沿奥氏体晶界连续分布是促使蠕变裂纹产生的原因;在焊缝胞状树枝晶内的M23C6以针状形态几乎布满整个组织,加速了裂纹扩展,致使接头的蠕变断裂强度降低。     

加氢反应器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢锻件的持久性能

研究了高温持久对2.25Cr-1Mo-0.25V钢断口及显微组织的影响。对热处理态试样的常温、高温及相同温度、不同载荷下的高温持久强度进行分析,并通过扫描电镜(SEM)对持久试样的断口及微观组织进行观察。结果表明,随着加载应力的增加,持久时间显著降低,持久试样断裂后,断口形貌的韧窝中有富Mo析出相,且随着持久断裂时间的延长,析出相中Mo元素含量逐渐增多。     

蠕变过程中P91钢晶界析出相的变化行为

对600℃和650℃蠕变持久断裂试验过程中P91钢组织演变及晶界析出相的变化规律进行了研究。结果表明，在蠕变过程中，P91钢马氏体板条组织随蠕变断裂时间增加逐渐趋于分散，晶界析出相的数量及尺寸增加。晶界上的析出相主要为M₂₃C₆相和Laves(Fe₂Mo)相，Laves相的形核点主要位于晶界上M₂₃C₆相界面处，晶界上的M₂₃C₆相与基体相比具有更高含量的Mo,为Laves相的形成和粗化提供了有利条件，同时晶界上偏聚的Si增加了钢的自扩散系数，促进了Laves相的形成，也使得Laves相的粗化速率较M₂₃C₆相更高。在蠕变过程中P91钢的硬度随断裂时间的延长呈下降趋势，且试验温度越高硬度下降越明显。     

添加Al、Cu对40CrNi3MoV钢组织和力学性能的影响

利用OM、SEM、TEM以及力学性能测试等表征手段研究了添加Al、Cu的40CrNi3MoV钢在900 ℃油冷淬火及450~650 ℃回火后的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明,试验钢经淬火+回火后的显微组织主要为回火索氏体,同时析出了纳米级NiAl-Cu析出相,最佳回火温度区间为500~550 ℃。由于基体中析出纳米尺度B2结构的NiAl析出相,对添加Al的试验钢中微裂纹的扩展有较强的阻碍作用, 500~550 ℃回火时抗拉强度最高增幅达200 MPa;进一步添加Cu后,富Cu相和位错的相互作用使得试验钢的屈服强度提高了150 MPa。500 ℃回火时抗拉强度为1706 MPa,屈服强度为1505 MPa,试验钢的拉伸和冲击断口呈现出典型的解理断裂特征,有明显的撕裂棱。     

Al-14Cu-7Ce铸造铝合金的高温拉伸及断裂行为研究

测试了Al-14Cu-7Ce(质量百分数)铸造铝合金在室温至450℃内的高温短时拉伸性能,并采用扫描电镜分析不同温度下试样断口形貌和断裂行为.试验结果表明:温度低于200℃时,强度缓慢下降,且200℃下抗拉强度达到343.4 MPa;在200～450℃,强度迅速下降,但450℃下其抗拉强度仍能达到142.5MPa,表明合金具有良好的耐热能力.随着变形温度的升高,合金逐渐由脆性断裂转变为韧性断裂,在250℃下合金表现出混合断裂特征.此外,裂纹萌生都由Al8CeCu4相引发,在应力作用下形成裂纹源,并从Al8CeCu4相内部扩展导致开裂,之后裂纹扩展至基体并与前方裂纹相互连接,最终导致试样发生断裂.