GH5188高温合金组织特征及冷热加工过程组织演变

为了给控制生产工艺、优化产品性能提供理论参考,利用SEM、EDS和Thermo-Calc热力学软件研究了GH5188钴基高温合金生产加工过程中的组织演变及热处理工艺。结果表明:GH5188合金主要相组成为γ相、M_6C和M_(23)C_6,采用1200℃/20 h的均匀化制度可明显消除铸态组织偏析;热轧态组织晶粒细小且有大量碳化物沿着轧向平行析出;冷轧态组织晶粒扭曲变形严重,颗粒状M_6C为主要析出相。当退火温度高于1170℃时,晶界处的二次碳化物基本回溶,再结晶晶粒能够正常长大。     

固态扩散条件下C在M7C3与M23C6碳化物转变中的作用

对3Cr13不锈钢进行气体渗碳和高温脱碳处理,探究了M_7C_3型碳化物与M_(23)C_6型碳化物之间的转变关系,揭示了C在碳化物转变过程中起到的作用。结果表明:经过渗碳处理后不锈钢的组织中都出现了碳化物,碳化物的数量随着渗碳时间的延长而增加,而脱碳之后碳化物的数量明显减少。进行EDS分析后发现,不锈钢中存在一个特别的区域,在该区域两侧出现了碳含量差异很大,而铬含量几乎相同的碳化物。进行XRD剥离试验后发现,这个区域其实是M_7C_3与M_(23)C_6碳化物转变区,且脱碳之后该区域到渗碳表层的距离变小,说明在固态扩散条件下M_7C_3与M_(23)C_6碳化物之间的转变主要受碳含量的控制。     

固溶处理对Stellite 6B钴基高温合金中碳化物的影响

研究了锻造后钴基高温合金Stellite 6B中碳化物的类型和组织形貌,以及高温固溶处理对合金中碳化物的影响。研究表明,Stellite 6B合金的显微组织由面心立方钴基固溶体与一次碳化物M_7C_3和二次碳化物M_(23)C_6组成。高温固溶处理下,碳化物M_(23)C_6先转变为M_7C_3,然后溶解到基体,当固溶时间短时,易形成分布在晶界处的连续的网状碳化物。固溶温度为1280℃,保温10 h时,网状碳化物溶解的更加充分,能够得到完全固溶的奥氏体基体。     

不同Mo、W含量叶片用GY200镍基合金中碳化物的析出行为

利用微观组织分析及化学相分析的方法研究了9种不同Mo、W含量的汽轮机叶片用GY200镍基合金中碳化物及γ'强化相的析出规律。结果表明,合金中出现MC、M_6C、M_(23)C_6型碳化物,MC相由一次未溶TiC和少量二次析出的TiC组成,MC相含量随W、Mo添加量增加而增加。M_6C在1080℃就开始析出,对于GY200镍基合金,M_6C析出条件可由Cr/(Cr+Mo+0.7W)≤0.847(at%)经验公式来表达。Mo添加后,M_(23)C_6含量随W添加量的增加有减少趋势。Mo促进TCP相析出的动力学比W元素的要强,利用W来替代部分Mo,能够减少Laves相、TCP相的析出。W添加4%以内将明显改善合金高温强塑性。     

不同Mo、W含量叶片用GY200镍基合金中碳化物的析出行为北大核心CSCD

利用微观组织分析及化学相分析的方法研究了9种不同Mo、W含量的汽轮机叶片用GY200镍基合金中碳化物及γ'强化相的析出规律。结果表明,合金中出现MC、M_6C、M_(23)C_6型碳化物,MC相由一次未溶TiC和少量二次析出的TiC组成,MC相含量随W、Mo添加量增加而增加。M_6C在1080℃就开始析出,对于GY200镍基合金,M_6C析出条件可由Cr/(Cr+Mo+0.7W)≤0.847(at%)经验公式来表达。Mo添加后,M_(23)C_6含量随W添加量的增加有减少趋势。Mo促进TCP相析出的动力学比W元素的要强,利用W来替代部分Mo,能够减少Laves相、TCP相的析出。W添加4%以内将明显改善合金高温强塑性。     

镍基高温合金长期时效处理中碳化物的析出行为

对长期时效处理后的Inconel 751合金析出的碳化物组织进行了观察,结果表明：合金在700℃时析出的碳化物类型为M_(23)C_6,在850℃时析出的碳化物类型为MC；在长期时效中,合金存在不同类型碳化物之间的转变,较低温度时向M_(23)C_6型碳化物转变,较高温度时向MC型碳化物转变。     

淬火介质对30Cr13不锈钢显微组织和性能的影响

对含1.5%Si、尺寸为15 mm×15 mm×15 mm的铸态30Cr13不锈钢试样进行了1100℃=×1 h退火、1 050℃分别水淬和油淬以及420℃回火处理,然后分析、测定了试样的显微组织和硬度,以研究淬火介质对30Cr13钢组织和性能的影响。试验结果表明,在两种介质中淬火的试样的显微组织均为马氏体和M_(23)C_6(Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6)型碳化物,但油淬试样的组织更为均匀细小,碳化物量较少,回火后硬度也更高。     

一种新型耐热合金GY200的长期时效组织与性能

研究了一种新型耐热合金GY200在700℃长期时效过程中的组织与性能稳定性。结果表明,在时效过程中,GY200合金的室、高温力学性能的稳定性较好,且时效5 000 h后的综合力学性能较标准热处理态有所提升;时效过程未发现μ相、σ相、P相等TCP有害相析出,碳化物和γ'相未发生明显粗化,组织稳定性较好;MC碳化物非常稳定,W能不断取代Ni、Cr、Co原子进入M_(23)C_6型碳化物,促进M_(23)C_6型碳化物缓慢析出,且M_(23)C_6还会依附于MC表面形核析出;γ'相的粗化速率较缓慢,稳定性较高,长大规律符合L-S-W理论,700℃时效长大粗化方程为γ-3-γ-3=4.408×10~(-4)t。     

FeCoCrNiMnC_x高熵合金的组织和力学性能

为了提高FeCoCrNiMn高熵合金的强度,向合金中添加碳元素。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计以及拉力实验机等设备,分析了该合金的组织结构和性能。结果表明,含碳合金相结构由FCC基体相和M_(23)C_6碳化物组成;随着碳含量的增加,该合金的强度和硬度逐渐升高,但塑性呈下降的趋势。经冷轧退火处理后,该合金的组织和性能得到有效调控。对于FeCoCrNiMnC_(0.1)合金,冷轧退火处理导致M_(23)C_6碳化物均匀地分布于合金中,合金的平均晶粒得到细化,其显微硬度、屈服强度和均匀塑性应变分别为268 HV,581 MPa和25%,呈良好的综合力学性能。     

淬火温度对集装箱用30Cr13耐候钢组织与耐蚀性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电化学测试等手段,研究了淬火温度对集装箱用30Cr13耐候钢的组织转变、未溶碳化物特征、耐腐蚀性能的影响,并分析了腐蚀机理。结果表明:退火态耐候钢基体主要为铁素体,而淬火态耐候钢主要为马氏体组织;随着奥氏体化温度的升高,耐候钢基体中大颗粒的未溶M_(23)C_6碳化物颗粒的数量逐渐减少,且当奥氏体温度达到1130℃时碳化物颗粒基本都固溶于基体中;淬火态30Cr13耐候钢的表面钝化膜保护性都要高于退火态的,且随着奥氏体化温度的升高,耐候钢的耐点腐蚀性能逐渐提高。淬火过程中,30Cr13耐候钢中未溶碳化物含量的减少有助于提高耐候钢的耐点蚀性能。     

4Cr14Ni14W2Mo钢的奥氏体晶粒度,孪晶及碳化物

对锻造的4Cr14Ni14W2Mo钢经相应热处理后的奥氏体晶粒度、孪晶及碳化物类型做了研究,认为固溶处理后的臭氏体晶粒度主要取决于固溶加热温度,与正常锻造温度关系不大。固溶加热过程实质也是再结晶的继续,即二次再结晶,臭氏体晶粒的大小只能通过控制再结晶温度高低和时间长短来实现。该钢热处理后,碳化物类型为M_(23)C_6和M_7C_3两种,而以M_(23)C_6最多,其中M_(23)C_6为(Cr,Fe,W,Mo)_(23)C_6和(Fe,Ni)_(23)C_6两种结构,而M_7C_3为(Cr,Fe)_7C_3。     

EFFECT OF SILICON ON THE TRANSITION OF BRITTLENESS IN A NICKEL BASE WROUGHT SUPERALLOY

Ni-15Cr-6W-3Mo-2Al-2Ti变形高温合金的室温抗张强度、塑性和冲击性能,随着合金中Si含量的变化呈现马鞍型的变化,即在0.4—0.6％Si范围内出现一个低塑性、低拉伸强度和低冲击韧性区。造成这种现象的本质原因是由于Si含量变化改变了晶界碳化物沉淀析出顺序、析出类型、析出量和析出形态。该合金晶界碳化物析出可分为四个阶段:第一阶段,<0.1％Si时,只有单一的M_(23)C_6析出;第二阶段,>0.1％Si以后,除M_(23)C_6外,M_6C开始析出,一直到0.4％Si时增加2缓慢;第三阶段,0.4—0.6％Si时,M_6C大量析出逐渐取代M_(23)C_6;第四阶段,>0.6％Si以后,M_6C量占绝对优势,但增加幅度比第三阶段小得多。从晶界形态来看,第一、二、四阶段皆属不连续的链状形式,只有第三阶段晶界呈现连续膜状。因此,造成性能下降的原因不是因为析出M_6C,而是它的形态,当它以颗粒状分布在晶界上时是一个很好的强化相。第三阶段的不正常析出是性能下降的本质因素。本研究结果打破了只要镍基合金中MO+1/2>W>6％(重量百分比)就形成M_6C的经验判据,“Si”才是该合金碳化物沉淀析出过程的控制因素。本文还对比了冶炼工艺差别对碳化物析出过程的影响。     

颗粒复合材料TiC－50Nb二次硬化机理的研究

用透射电子显微镜，Ｘ射线衍射仪研究了颗粒增强钢基复合材料ＴｉＣ－５０Ｎｂ不同温度回火后的组织与硬度。结果表明，材料中硬质相ＴｉＣ在整个回火温度范围内的显微硬度基本保持不变，对材料的二次硬化效应无贡献。材料的二次硬化主要由基体组织的变化所引起，回火过程中由基体析出Ｍ＿（２３）Ｃ＿６碳化物及残余奥氏体转变为回火马氏体是产生材料二次硬化的原因。     

P92钢高温蠕变损伤分析

对650℃,100 MPa条件下蠕变1546.5 h的P92钢试样进行了组织热损伤及应变损伤观察,分析了蠕变孔洞形成机理。结果表明,分布于板条间的M23C6相的粗化不明显,保持较高的数量密度,晶界上粗大的M23C6相大部分消失,导致其体积分数明显减少。在晶界上析出密集分布的的Laves相,平均等效直径为320 nm,体积分数约为2.6%。在晶界上形成了单个分布的蠕变孔洞,蠕变孔洞的形成与晶界上析出Laves相密切相关。由于Laves相分布于晶界,其沉淀强化作用不大,使基体合金元素贫化,促进蠕变孔洞的形成而降低P92的蠕变断裂强度。要进一步提高新型马氏体热强钢蠕变性能的关键是抑制Laves相在晶界的析出。     

离心铸造WC/钢复合材料显微组织

采用离心铸造工艺制备了以废弃的轴承钢GCr15为基体,WC颗粒为硬质相的WC/钢复合材料.用金相观察和X射线衍射等分析方法,对该材料的显微组织进行了研究.结果表明:离心铸造WC/钢复合材料的显微组织是由莱氏体(P+Fe_3C_Ⅱ(共晶))、一次渗碳体(Fe_3C_Ⅰ)、二次渗碳体(Fe_3C_Ⅱ)、合金渗碳体((Fe,M)_3C)等碳化物及粒状珠光体组成,且其中有大量细小的WC、W_2C、再结晶W-Fe-C颗粒以及M_6C、M_7C_3、M_(23)C_6等碳化物颗粒析出;碳化物的形态较多,主要有网状、鱼骨状、树枝状和条块状.     

SEPARATE DETERMINATION OF M6 C AND MC IN POWDER HIGH-SPEED STEELS

本文采用无标样浸蚀定量相分析法,实现了高速钢中M_6C与MC相的分别测定。共存相M_(23)C_6和M_7C_3不干扰测定。这种方法不仅可以用于M_6C与MC的快速定量相分析,而且可以用来进行高速钢中M_6C,MC和M_(23)C_6的快速相鉴定。     

DYNAMICS OF PRECIPITATION AND TRANSFORMATION OF CARBIDES IN A Ni-BASE SUPERALLOY

The quantitative analytical method combining the electrolytic extraction with X-raydiffraction analysis to determine the carbides and TCP in a Ni-base superalloy wasdeveloped.The variation of decomposition of MC and precipitation of M_(23)C_6 and M_6C withhot exposure time at 850—1000℃ is shown to conform to hyperbolic law.The elemental con-stitution of M_(23)C_6 changes continutously during the hot exposure process.At the primarystage the constitution of the precipitates is(Cr_(0.67)Mo_(0.13)Ni_(0.13)Co_(0.07))_(23)C_6.Then with in-creasing Cr and decreasing Mo,Ni and Co it finally becomes(Cr_(0.88)Mo_(0.07)Ni_(0.03)Co_(0.02))_(23)C_6.The higher the hot exposure temperature,the faster the final constitution of M_(23)C_6 may beachieved.     

EFFECT OF LASER SCANNING SPEED ON PHASE CONSTITUTION AND WEAR RESISTANCE OF LASER CLADDING HARD FACING ALLOY STELLITE 12

Effect of laser scanning speed on phase constitution,microstructure,microhardness and wearresistance of laser-cladding hard facing alloy Stellite 12 has been investigated by means of across-flow-type CO_2 laser of 1.5 kW.The laser-cladding layer on the alloy consists of ma-trix phase of suppersaturated solid solution γ(Co,Cr)and complex hexagonal carbideM_7C_3.Under certain condition,at higher laser scanning speed,the suppersaturated solubilityof elements increases in γ(Co,Cr),and the precipitation of the complex carbtde M_7C_3 de-creases,so the microhardness increases and the wear resistance decreases.But at slower laserscanning speed,more complex carbide M_7C_3 may precipitate,and the wear resistance may beimproved.Therefore,it is believed that the principal factor in improving wear resistance is theprecipitation of carbide M_7C_3,while increment of microhardness is the suppersaturated solu-bility of elements in matrix phase γ(Co,Cr).     

时效对激光熔覆Fe901/3%Cu涂层组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、透射电镜以及滑动磨损实验,研究了500℃时效35h处理对激光熔覆Fe901/3%Cu涂层组织结构及性能的影响.结果表明,未经过时效处理的熔覆层主要是由α-Fe(马氏体),M_7C_3和M_(23)C_6构成,并且α-Fe存在(110)晶面的择优取向,在马氏体上分布着高密度的位错,而且位错沿着熔覆基材向熔覆层方向延伸分布.熔覆层经过500℃时效35h以后,熔覆层中富铬碳化物相的相对含量有所增加,并且沿M_7C_3相由马氏体中析出弥散分布的ε-Cu颗粒,在ε-Cu颗粒附近分布有若干位错,对位错起钉扎作用.熔覆层在时效以后的剖面显微硬度和表面耐磨性能显著提高.     

EFFECT OF ADDITIVE Mg OR Zr ON INTERSTITIAL PHASES ALONG GRAIN BOUNDARY IN ALLOY NiCrMoTiNb OR NiCrWMoAlTi

<正> 本工作研究A合金NiCrMoTiNb中不同含量Mg或zr,B合金NiCrWMoAlTi中不同含量Mg对晶界碳化物、硼化物等沉淀相的影响.其主要成分(wt-％)为:合金C Cr Al TIMoNbB NIW A0.04615.01.502.60302.00.005余量一 B戒0.113一