镍基合金617B的微观组织与力学性能（英文）

采用SEM、TEM和力学性能测试研究镍基合金617B在750°C下时效5000h过程中的微观组织稳定性和力学性能。在时效过程中,合金617B析出M23C6碳化物和γ′相,前者分布于晶界和晶内,后者分布于晶内。随着时效时间的延长,析出物颗粒尺寸逐渐增大。碳化物和γ′相颗粒起到析出强化作用,并提高时效态合金的硬度和强度。在时效过程中,时效态合金的强度和硬度具有良好的稳定性。合金617B时效后的韧性降低是由于γ′相抑制晶界附近的弹性变形,导致晶界裂纹形成;此外,晶界碳化物析出导致其与基体相的界面强度降低,晶界处易产生裂纹。这使得时效态合金的冲击韧性降低。但在时效过程中,时效态合金的韧性具有较好的稳定性是由于时效5000 h过程中析出相的分布未发生明显变化。     

成分优化对617和740镍基合金铸态组织的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和电子能谱仪研究了成分优化对617和740两种镍基合金铸态组织的影响。结果表明,经成分优化后617合金的枝晶间距变小,而740合金的枝晶间距变大。这是由于成分过冷导致的冷却速度发生变化所引起的;617成分优化前后主要正偏析元素的偏析指数变化不大,740中易偏析元素Nb、Si偏析明显减轻;617经成分优化后析出相仍为M6C,只是形态上更加弥散细小,且主要沿晶界析出,740经成分改进后G相明显减少,晶界碳化物析出增加;成分调整后导致的过冷度变化以及碳化物析出,使617和740改进型合金的晶粒均明显细化。     

镍基合金Inconel 740H和617B的组织稳定性和耐蚀性对比

对镍基高温合金Inconel 740H和617B在750℃和780℃进行了5000 h的时效及模拟燃煤环境腐蚀试验。使用透射电镜(TEM)、配备能谱(EDS)的扫描电镜(SEM)等对试样表面和截面微观组织进行了分析。结果表明,时效前Inconel 740H合金晶内的γ′相约为5 nm, 750℃和780℃时效后分别为70 nm和95 nm左右。617B合金时效前未观察到γ′相,时效后γ′相析出,并分别长大到100 nm和130 nm左右,说明Inconel 740H合金的组织稳定性比617B合金好。在750℃和780℃模拟燃煤环境的试验证明,Inconel 740H合金比617B合金具有更好的耐腐蚀性,617B合金目前还无法取代Inconel 740H合金。     

Inconel 617镍基合金焊接接头热影响区组织和性能分析

采用钨极氩弧焊(TIG焊)对Inconel 617镍基合金(617合金)进行焊接,研究焊接热过程对接头热影响区(HAZ)组织和硬度的影响。采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对接头的HAZ和母材(BM)的组织进行表征。结果表明:母材的基体为奥氏体,奥氏体晶粒大小不均匀。奥氏体晶粒内部和晶界间存在大量细小的M23C6碳化物。碳化物沿轧制方向呈带状分布。靠近母材的HAZ处奥氏体晶粒内部和晶界间M23C6碳化物粗化,在靠近熔合线的HAZ处奥氏体晶界处形成连续富Cr和Mo元素的片层状结构。对焊接接头进行维氏显微硬度测试,发现母材和HAZ的硬度值没有明显变化。实验结果表明:TIG焊过程对接头HAZ的性能影响不大,是一种适合617镍基合金的可靠的焊接方法。     

镍基合金的析出相及强化机制

用结构分析和性能测试方法,研究了2种镍基合金（617和625）的时效析出相及强化机制。结果表明：在760℃时效过程中,617和625合金均析出面心立方结构的M23C6碳化物和面心立方有序结构的γ′相,M23C6碳化物分布于晶界和晶内,γ′相分布于晶内。此外,625合金还析出体心四方结构的γ″相。2种合金的晶内析出相（M23C6和γ′）稳定性好,617合金的晶界析出相（M23C6）在760℃时效3000 h后聚集长大,仍为不连续分布,可阻碍晶界滑移;625合金的晶界相（γ″相）随760℃时效时间延长数量增多。M23C6作为时效态617合金的主要析出相,弥散分布于晶界和晶内,有利于析出强化,从而提高了617合金的强度和硬度。γ″相作为625合金中的强化相,γ″相与基体（γ）之间的点阵错配度大,共格应力导致的强化作用明显,导致时效态合金的高屈服强度和硬度。     

Inconel 617镍基合金电弧增材制造微观组织与力学性能

电弧增材制造技术基于分散累加原理,可实现镍基高温合金复杂结构快速无模加工,是一种广受关注的先进加工技术。该研究以高温耐蚀合金Inconel 617增材制造块体为研究对象,采用OM,SEM及万能拉伸试验机等手段分析了增材制造镍基合金块体微观组织及力学性能。研究结果表明,Mo元素在柱状枝晶间偏析,促使大尺寸的Laves相沿枝晶析出。在拉伸应力下,Laves相由于脆性较高,易发生断裂,诱发裂纹萌生。由于裂纹扩展路径在不同方向拉伸时存在显著差异,导致增材制造构件沿沉积方向强度（900 MPa）显著高于垂直沉积方向强度（700 MPa）。该研究为电弧增材制造镍基合金的组织性能调控奠定了一定基础,为进一步推动电弧增材制造镍基合金构件的应用进行了有益探索。     

铌对镍基合金组织与性能的影响

研究了铌对燃气轮机用镍基合金组织和性能的影响。结果表明 ,铌能提高镍基合金的强度和硬度 ,同时也能提高镍基合金的塑性和韧性 ,但铌含量 >2 %时 ,强度增加缓慢 ,塑性和韧性急剧下降。铌主要是通过时效析出强化相γ′,细化γ相晶粒和使晶界析出链状分布的M2 3C6 相而使镍基合金性能改善的     

Nb对镍基合金时效硬化曲线的影响

研究了Ｎｂ对燃气轮机用镍基合金时效硬化曲线的影响。结果表明，无Ｎｂ和含Ｎｂ合金均在７５０℃×１６ｈ时效达到最佳时效硬化效果。含Ｎｂ合金在所有温度下的时效硬化曲线都高于无Ｎｂ合金。Ｎｂ主要是通过使γ数量增加、γ颗粒尺寸增大、γ相成分复杂化以及使晶粒细化和晶界Ｍ２３Ｃ６呈链状分布等起到硬化作用的。但含Ｎｂ镍基合金不宜在高温下长期使用，以避免无时效硬化作用的η相析出。     

时效+再结晶退火对镍基合金锻造混晶组织的影响

为了消减镍基合金锻件中的混晶组织,本文提出了δ相时效+再结晶退火的热处理工艺路线。δ相在时效过程中可以直接析出或者由γ″相发生相变间接析出。对含析出δ相的材料进行高温再结晶退火,然后立即水冷,可以发现时效方式和时效时间对退火过程中的组织演变存在显著影响。时效过程中直接析出的δ相主要分布在晶界,随着时效时间延长部分晶粒内部也会析出δ相,其形貌以短棒状为主。间接析出的δ相主要分布在晶粒内部以及晶界,其形貌主要为晶内长针状以及晶界短棒状。短棒状δ相在退火过程中与位错交互作用较弱,主要起到钉扎晶界的作用;而长针状δ相能够促使亚晶的形成。因此,间接时效方式有利于再结晶形核的发生,并能够有效阻碍晶粒生长避免异常长大的再结晶晶粒。     

P掺杂对镍基合金-WC复合涂层组织及性能的影响

采用火焰钎涂法在钢基体表面制备了不同P掺杂的镍基合金-WC复合涂层。采用SEM,EDS,洛氏硬度及磨损试验等分析测试手段研究了P掺杂对涂层组织与性能的影响,探讨了涂层中裂纹、气孔和夹杂的形成机制。结果表明,涂层中硬质相WC颗粒与镍基体润湿性良好;P掺杂明显加速WC颗粒与镍基体的相互扩散,使WC颗粒边缘脆化,导致涂层中产生大量裂纹;P又极易氧化,使涂层中产生大量气孔和夹杂。当P掺杂从0增加到10%时,涂层硬度由52 HRC下降到30 HRC,同时涂层磨损量急剧增加。因此,P掺杂可增加镍基合金-WC复合涂层中裂纹、气孔和夹杂的形成机率,同时降低涂层的硬度和耐磨性能。     

热处理工艺对Inconel 617合金管组织性能的影响

利用光镜(OM)、硬度测试、室温拉伸试验等方法,研究了Inconel 617合金管的微观组织和力学性能在不同热处理工艺参数下的变化趋势。通过光镜对合金组织进行表征,分析了温度为1120～1200 ℃,保温时间为10、30 min时合金晶粒尺寸的变化规律,同时建立了晶粒尺寸长大的动力学模型。结果表明,随着温度的不断提高,晶粒的平均尺寸不断增大,并且晶粒内部逐渐出现较多的孪晶。同时,随着热处理温度的不断提高,合金的硬度变化趋势与抗拉强度变化趋势相同,二者都随着温度的升高,呈现下降的趋势;合金的伸长率随着温度的升高不断增加。Inconel 617合金的晶界迁移表观激活能Q为651.82 kJ/mol。     

固溶处理对CN617耐热合金组织和硬度的影响

研究了不同固溶处理工艺对CN617耐热合金组织和硬度的影响。结果表明,CN617合金在1125 ~ 1200 ℃温度范围内固溶处理时,晶粒正常长大,平均晶粒尺寸从31 μm增长到206 μm;超过1175 ℃固溶时,富铬和钼碳化物基本回溶。在1175 ℃固溶保温不同时间后,平均晶粒尺寸与硬度很好地符合Hall-Petch关系式。     

时效处理对铸轧7050铝合金组织和性能的影响

采用透射电镜、X射线衍射、硬度测试等实验方法,研究了不同时效处理工艺对铸轧7050铝合金组织和性能的影响。结果表明：随着单级时效温度的升高,合金达到峰值硬度所需的时间缩短,合金的峰值硬度降低,晶内和晶界析出相也随温度的提高发生不同程度的长大;双级时效时,晶内有较多粗大的析出相,晶界析出相已不再连续且已经发生长大,晶界无沉淀带更加明显;回归再时效处理时,晶内析出相与单级时效时相比发生粗化,晶界上为断续的粗大长条状析出物,无偏析带加宽。     

硼含量对高硼中碳合金钢铸态组织与力学性能的影响

针对高性能轧辊对材质的需求,设计了一种1.0％＜ω(B)＜3.0％和ωω(c)约为0.45％的高硼中碳合金钢,并研究了硼含量对其铸态组织与力学性能的影响.结果表明:高硼中碳合金钢铸态组织由马氏体、少量残留奥氏体及共晶硼碳化合物或硼化物组成.随着B含量的增加,其组织由亚共晶形态向过共晶形态转变,共晶硬质相体积分数呈指数关系变化,材料硬度不断升高,冲击韧性下降.     

热处理对ZK60镁合金组织与力学性能的影响

研究固溶和时效热处理工艺对铸态ZK60镁合金显微组织与力学性能的影响.结果表明,当固溶处理条件为400 ℃下保温10 h、时效处理温度为150.c时,ZK60合金中析出相随时效时间的延长而增加,直至30 h.当时效温度升至200℃时,析出相体积分数在时效时间为15～20 h时达到最大值.室温拉伸实验表明,高密度第二相析出物有利于提高合金的强度和靼性.优化的热处理工艺条件为400℃固溶10 h随后于150℃时效30 h,得到的镁合金兼具有高的强度与塑性综合性能.     

时效时间对FeNiCoAlNbB合金组织和性能的影响

以Fe_39.35Ni₃₀Co₁₈Al_10.5Nb₂B_0.15形状记忆合金为研究对象,运用X射线衍射仪、扫描电镜、压力试验机、金相显微镜和能谱仪研究了时效时间对合金组织结构和性能的影响。结果表明,随着时效时间的增加,γ'相和B2相相继析出,γ'相的析出强化了奥氏体母相,B2相的析出降低了合金的塑性。从伪弹性曲线可以看出,在873 K温度下时效时,随着时效时间的增加,合金的抗压强度、可恢复应变和维氏硬度均随着时效时间的增加呈现先增大后减小的趋势,而合金的最大应变则随时效时间的增加先快速后缓慢增大。时效时间为60 h时,合金的抗压强度、可恢复应变及硬度均达到最大值,分别为1239.05 MPa、10.76%、496 HV10,合金的残余应变相对最小。     

断续时效对7B52叠层铝合金组织和力学性能的影响

通过硬度测试、拉伸测试、扫描电镜以及透射电镜研究了T6I6断续时效对7B52叠层(7A62/7A01/7A52)铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:大量细小η′相均匀析出,使7B52-T6I6时效态下的屈服强度和抗拉强度比T6态下的分别提高了22.5 MPa和20.5 MPa;由于较高的Mg、Zn含量,7A62层铝合金在T6I6时效态下还发生了η′相的二次析出,引起额外强化作用,致使7A62层的屈服强度和抗拉强度比7A52层铝合金分别高155.0 MPa和120.2 MPa。7A62层合金与7A01层合金具有较大的强度差异,使其界面结合强度弱;而7A52/7A01界面则具有较高的结合强度,界面周围发生明显塑性变形,断裂处界面呈不平整状。7B52叠层铝合金的最佳断续时效工艺为一级时效(120℃、2 h)+二级时效(65℃,20 d)+三级时效(120℃,18 h)。     

固溶时效对TC20钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC20钛合金进行不同的固溶时效处理,通过室温拉伸试验和平面应变断裂韧性试验,结合光学显微镜、扫描电镜和显微维氏硬度计等测试方法,分析了不同的固溶时效处理工艺参数对TC20钛合金显微组织、力学性能和断口形貌的影响.结果表明:当固溶温度一定时,随着时效温度的升高,合金的强度和硬度提高,塑性和韧性下降.当固溶时效工艺为9...     

微细Fe-N粉的添加对Fe-C-Cu合金的结构和力学性能影响

将含不同质量分数Fe-N粉的混合压坯在1100 ℃温度下进行烧结,然后对样品采用X射线衍射（XRD）分析、扫描电镜（SEM）和能谱分析,并进行了金相观察和压缩强度测定,研究了微细Fe-N粉的添加对多孔Fe-C-Cu合金的结构和力学性能的影响。结果表明：当烧结条件为在1100 ℃温度下保温30 min,Fe-N粉的添加能够明显提高粉末的烧结性能;当Fe-N粉添加量为50%时,烧结样品的压缩强度得到显著提高。随着Fe-N粉的添加量增加,烧结样品的孔隙圆化。     

焊后时效处理和固溶处理对接头组织和性能的影响

通过以2519高强铝合金为研究对象,研究了单独时效处理和固溶再时效处理对接头组织和性能的影响.结果表明,时效处理对接头的强度提升有一定的帮助,当时效温度为150 ℃时接头的抗拉强度达到最大;固溶再时效处理能使接头的抗拉强度显著增加,且随着固溶温度的增加,接头的抗拉强度随之增加,但当固溶温度达到540 ℃时,接头中容易产生液化裂纹,接头强度反而降低.采用强化固溶的方法,可以将固溶温度提升至540 ℃,显著提升接头的强度.