长期时效对两种镍基高温合金组织稳定性的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和EDS能谱分析仪研究了新型镍基高温合金WZ-A3和第三代粉末高温合金RR1000铸态固溶时效后长期时效过程中的组织演变。结合相图计算结果,重点研究了TCP相的析出与组织稳定性。结果表明:WZ-A3合金固溶时效态出现η相;长期时效过程中,η相未消失,合金组织中未观察到其它类型的TCP相;RR1000合金固溶时效态以及长期时效态未发现TCP相;由于Ta、Nb元素的添加,提高了γ′相的固溶温度,WZ-A3合金650、750℃持久强度优于RR1000合金;少量针状η相对合金性能的影响不明显。     

5Cr2NiMoVSi大截面热作模具钢的组织及回火脆化

对5Cr2NiMoVSi钢进行常规油淬和模拟300×300mm截面模具油淬时心部的冷速进行淬火处理,利用透射电镜等手段分析了它们的淬、回火组织.结果表明,淬态下,常规处理试样以板条马氏体为主;模拟处理试样主要是B_I型贝氏体.后者与低碳低合金钢中的B_I型贝氏体不一样,表现出较高的回火稳定性.在高温回火后,大量残余奥氏体转变,生成粗大链状分布的M_3C,是大截面模具回火脆化的主要原因.     

新型高温合金热处理及长期时效过程中组织稳定性研究北大核心CSCD

主要研究了三种新型高温合金在铸态热处理后,再经750℃/2 700 h和850℃/2 700 h长时间时效后的组织稳定性。结合相图计算探讨了不同合金设计对长期时效过程中针状组织演变规律的影响。结果表明:Nb+Ti+Ta总含量对铸态偏析组织及其后热处理及时效过程中的析出相演变具有重要影响,高Nb+Ti+Ta含量合金拥有较高的共晶体积分数,并易于在其附近形成不稳定的η相;随时效时间延长和温度升高,共晶体积分数减少,η相的体积分数降低,在组织中逐渐析出更为平衡的TCP相。     

3Cr3Mo3VNb钢贝氏体回火时的相及组织转变

本文研究了3Cr3Mo3VNb钢等温淬火后贝氏体回火时的相及组织转变规律。实验结果表明,贝氏体的二次硬化机制和马氏体一样,主要是由Mo_2C,V_4C_3,NbC等细小弥散的合金碳化物析出造成的。回火时,贝氏体中粗大的渗碳体溶解较慢,减慢了合金碳化物的析出速率。贝氏体中的残余奥氏体分解和转变的行为与马氏体中的不同。贝氏体中位错密度较低,不利于合金碳化物的聚集粗化。以上诸因素的共同作用,使贝氏体具有比直接淬火所获得的马氏体更高的二次硬化效应、热强性和组织稳定性。     

3Cr3Mo3VNb钢高温脆性发生的原因

本文利用透射电镜、扫描电镜和X射线衍射仪,从微观组织和相分析的角度,对3Cr3Mo3VNb钢高温脆性发生的原因进行了研究。研究结果表明高温脆性与钢的基体组织无关。在650～700℃的试验温度下钢中发生Mo_2C Fe_3C→M_(23)Ce M_6C的碳化物转化过程。M_(23)C_6和M_6C沿原奥氏体晶界分布,它们和高温加热后冷却时沿晶界析出的(MnCr)S质点,成为沿晶界分布的微坑的形核地点,导致了微坑聚合型晶间断裂,是引起高温脆性的主要原因。     

预热处理对一种新型镍基粉末高温合金涡轮盘锻态显微组织的影响

本工作研究了复合亚固溶热处理工艺对一种新型镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)γ"相组织的影响规律。大尺寸锻造态涡轮盘件锻后冷速较低,γ"相的尺寸在约100nm至4500nm之间分布。在盘件上取小试样进行热处理实验,试样升温至1000℃和1050℃时,γ"相总占比下降,Oswald熟化机制及PAM机制同时存在。试样升温至1100℃时,晶内γ"相完全回溶。使用复合亚固溶热处理工艺,先将试样升温至1120℃度保温2h,快速冷却后再分别升温至1000℃、1050℃和1100℃时,γ"相总占比均下降,晶内γ"相演变以Oswald熟化机制为主导,其形貌及尺寸在升温过程中相对稳定。在盘件上取性能试棒分别进行锻造态+1000℃（不保温）+时效热处理和锻造态+1120℃（2h）,80℃/min+1000℃空冷+时效热处理后进行550℃拉伸测试,后者的屈服强度和抗拉强度显著高于前者,可为大尺寸涡轮盘件的双性能热处理工艺的制定提供参考。     

PHASE AND STRUCTURE TRANSFORMATION OF BAINITE IN 3Cr3Mo3VNb STEEL DURING TEMPERING

本文研究了3Cr3Mo3VNb钢等温淬火后贝氏体回火时的相及组织转变规律。实验结果表明,贝氏体的二次硬化机制和马氏体一样,主要是由Mo_2C,V_4C_3,NbC等细小弥散的合金碳化物析出造成的。回火时,贝氏体中粗大的渗碳体溶解较慢,减慢了合金碳化物的析出速率。贝氏体中的残余奥氏体分解和转变的行为与马氏体中的不同。贝氏体中位错密度较低,不利于合金碳化物的聚集粗化。以上诸因素的共同作用,使贝氏体具有比直接淬火所获得的马氏体更高的二次硬化效应、热强性和组织稳定性。     

不同晶粒尺寸FGH96热处理临界冷速研究

在满足性能前提下,获取热处理工艺参数边界对优化FGH96涡轮盘性能意义重大,尤其是某一晶粒尺寸的FGH96合金在满足性能要求的前提下所需的最慢冷速边界。对不同晶粒尺寸、不同冷却速率的FGH96试样室温、650 ℃以及750 ℃的拉伸性能进行了研究,并对微观组织进行了观察。结果显示,和合金成分、晶粒尺寸、γ′尺寸和体积分数相关的多机制强化模型与实验测试结果吻合性好。利用该模型得到了最慢冷速与晶粒尺寸的匹配关系：当最慢冷速为55 ℃/min时,晶粒尺寸需小于14 mm;当最慢冷速为72 ℃/min时,晶粒尺寸需小于16.8 mm;当最慢冷速为81 ℃/min时,晶粒尺寸需小于20 mm。最慢冷速边界值与晶粒尺寸关系可为通过数值模拟指导热处理工艺的制定提供判据。     

STRUCTURE AND TEMPER EMBRITTLEMENT OF LARGE SECTION 5Cr2NiMoVSi HOT-WORK DIE

对5Cr2NiMoVSi钢进行常规油淬和模拟300×300mm截面模具油淬时心部的冷速进行淬火处理,利用透射电镜等手段分析了它们的淬、回火组织.结果表明,淬态下,常规处理试样以板条马氏体为主;模拟处理试样主要是B_I型贝氏体.后者与低碳低合金钢中的B_I型贝氏体不一样,表现出较高的回火稳定性.在高温回火后,大量残余奥氏体转变,生成粗大链状分布的M_3C,是大截面模具回火脆化的主要原因.     

变形参数对FGH4113A粉末高温合金微观组织演化的影响

针对一种新型粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)进行了一系列热压缩实验,探究了变形温度、应变速率、应变量对微观组织演化的影响规律,并提出了获得细小均匀γ+γ′双相晶粒组织的热变形参数。结果表明：在温度1100℃、应变速率0.1 s^-1、真应变0.1～0.7范围内,应变增大有利于促进动态再结晶以及细化晶粒。随应变增加,γ’相体积分数先减小后增大,随后保持稳定,并且在热变形过程中γ’相形貌逐渐趋于球形。在温度1100℃、变形量50%、应变速率0.01～1 s^-1范围内,应变速率增大能够提高动态再结晶程度并细化晶粒。应变速率由0.01～0.1 s^-1增大至1 s^-1时,由于绝热温升以及位错滑移加剧,γ’相体积分数减小约2%。在应变速率0.1s^-1、变形量50%、温度1070～1160℃范围内,变形温度的提升有利于促进动态再结晶和晶粒长大。随着变形温度升高至1130℃,γ’相已大量溶解,钉扎晶界能力大幅减弱,平均晶粒尺寸增大至12.1μm。在变形温度1100℃、应变速率1 s