Fe-40Ni-Ti合金的组织及力学性能

利用金相观察、硬度测量、热模拟技术及透射电子显微术(TEM),研究了Fe-40Ni-Ti合金的组织及力学性能。结果表明：Fe-40Ni-Ti合金在室温下仍然是面心立方结构,晶粒中有少量孪晶组织。锻造后试样中有两类析出：一类是在光镜下可直接观察到的1 μm以上合金凝固过程中形成的TiN颗粒,另一类是在TEM电镜下发现的轧制应变诱导析出,尺寸在20 nm以下的TiN颗粒。合金在不同温度保温后冷却到室温的硬度变化不明显。在850 ℃变形后保温过程中,合金发生应变诱导析出现象。     

高温合金中钛铌钨和钼的某些晶界析出行为

采用晶粒表面的萃取碳复型技术，观察研究了钛在一种具有大晶粒尺寸的高温合金中的晶界析出行为－晶界（Ti,Mo）C脆性包膜的形成和效应；不同含量的铌对一种高温合金晶界析出相类型、形貌分布、成分和数量的影响；分析讨论了钨和钼等元素对某些高温合金晶界碳化物和硼化物的析出行为存在的直接作用和间接作用。     

奥氏体模型钢等温过程中的晶粒长大行为

奥氏体的层错能在较宽的温度范围内与Fe-40Ni合金的层错能相近。含Ni的含量达到40%(质量分数,%)时,Fe-Ni合金的面心立方结构可以保持到室温而不发生相变。运用光学显微镜、透射电子显微镜(TEM)对Fe-40Ni-Ti合金在不同温度等温过程中的晶粒长大行为进行了研究,结果表明:等温150 min,从880℃到1160℃合金晶粒长大缓慢;1220℃左右时,晶粒的长大倾向可以明显观察到;当温度达到1300℃后,等温30 min晶粒迅速长大并粗化。通过透射电镜观察发现,凝固过程中形成的TiN颗粒和应变诱导析出相快速回溶到合金基体中,导致晶界迁移容易进行。利用Fe-40Ni-Ti合金奥氏体模型钢能够模拟高温时奥氏体晶粒的长大行为。     

高钢级X100管线钢的组织和析出相

利用扫描电镜,透射电镜对X100管线钢的显微组织和析出相进行观察,结果表明:X100管线钢的显微组织为粒状贝氏体和贝氏体铁素体,粒状贝氏体分割了取向多元的贝氏体铁素体,细化了晶粒尺寸,提高了材料的强韧性.管线钢中析出相为单相析出和复合析出,存在于晶界上、板条间、基体内、位错线上及其周围.管线钢中存在两种典型的单相析出,一种为尺寸较大,形状规则的TiN析出,一种为尺寸细小,形状为圆形的NbC析出.复合析出为在高Ti/Nb比的碳氮化物上附着着低Ti/Nb比的碳氮化物或硫化亚铜析出,为应变诱导析出.在高温下形成的TiN析出可以阻止晶界迁移,抑制奥氏体晶粒长大,对强度影响不大.低温形成的NbC和复合析出为应变诱导析出,平均尺寸为26.5 nm,在析出强化中占主导地位.     

Fe-40Ni-Ti合金等温松弛过程中的微结构演化

利用热模拟技术、金相观察及透射电子显微技术,对Fe-40Ni-Ti奥氏体模型合金850℃变形后等温松弛过程中的应力松弛曲线、微观组织及亚结构演化进行了分析。结果表明:试验合金的应力在松弛过程中各个阶段均高于无Ti的模型合金。松弛200 s时,观察到有再结晶发生;松弛1000 s时晶界周边出现大量的再结晶小颗粒。同时,松弛过程中位错由混乱的状态向多边形结构改变,松弛1000 s时出现完整的位错胞,未溶解的Ti N析出质点在一定程度上阻碍了再结晶的发生。     

Al-Zn-Mg-Cu合金第二相粒子及其无析出区与晶界的作用过程研究

制备一种含Sc和一种含Cr、Mn、Ti、Zr的Al-Zn-Mg-Cu合金,采用透射电镜研究合金中第二相粒子周围的无析出微区和晶界上的无沉淀析出带及其相互的作用过程,给出单个第二相粒子对晶界作用力的方程.当驱使晶界迁移的动力大于粒子及其周围的无析出微区对晶界的阻碍作用时,晶界被粒子穿透而形成孔洞.在晶界扫过粒子的过程中,经历了先加速后减速两个阶段.晶界位于粒子直径区位置时所受的阻力最小、运动速度最大.当晶界能与相界能增量之和等于晶界运动的驱动力时,晶界被粒子钉扎而停止运动.在晶界迁移的过程中,溶质原子倾向于由高浓度区域向低浓度区域扩散,晶界和粒子周围的无析出区对晶界的迁移过程有明显的影响.     

碳含量对XH35BT高温合金组织演变和力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和室温拉伸等手段研究了碳含量对XH35BT变形高温合金组织演变和力学性能的影响规律。结果表明:随碳含量升高,枝晶界析出的一次Ti C数量增多,且尺寸增大。这些碳化物在后续热变形过程中随金属流动而破碎,成为阻碍晶界迁移的钉扎质点,导致固溶组织随一次Ti C数量增多而细化。碳含量升高会降低球状Ni3Ti强化相的形核率,强化相尺寸和间距增大,析出强化效应弱化,导致合金强度大幅降低。考虑综合力学性能,该合金的碳含量应控制在标准成分的中下限(0.05wt%),以促进析出强化。     

X120管线钢中第二相回溶及其对奥氏体晶粒尺寸的影响

采用电解、萃取复型、透射电镜以及能谱分析等方法研究了不同温度等温过程中X120管线钢中第二相粒子的回溶规律,并测定了相应条件下的奥氏体晶粒尺寸。结果表明:在锻态组织中存在两种类型的碳氮化物,一类是在凝固过程中形成的粗大富Ti颗粒;另一类是在变形过程中形变诱导析出产生的富Nb第二相粒子,其尺寸更加细小,此类粒子经1000℃保温60 min后消失。1000~1220℃保温过程中含Nb和Mo的碳氮化物发生回溶,导致奥氏体晶粒快速长大,但此时未回溶的碳氮化Nb、Ti粒子仍阻碍晶界的迁移。当再加热温度达到1270℃并保温120 min后,只有极少量的含Nb的Ti N颗粒能够保持稳定,故第二相粒子的钉扎作用明显减弱,使得奥氏体晶粒异常长大。     

超低碳微合金钢中碳氮化物的溶解行为

利用萃取复型,结合TEM和EDX技术,研究了超低碳Nb-Ti微合金钢中析出相粒子在1300℃保温后的回溶行为.结果表明,基体中存在两类析出相:一类为凝固过程中形成的比较粗大的析出相,另一类为应变诱导下产生的析出相,尺寸比较细小.凝固过程中形成的析出相中富Ti,应变诱导下的细小析出相富Nb.在1300℃回溶时应变诱导析出相不稳定,2h后基本不存在,而凝固过程中形成的析出相在回溶48 h后,还存在含Nb的(Nb,Ti)(C,N)复合相.在钢中含Ti的情况下,Nb碳氮化物的稳定性大幅提高.     

J75抗氢合金中B的作用机制研究

采用OM,SEM,TEM,EPMA和二次离子质谱(SIMS)等手段,研究了B对J75抗氢合金晶界h相析出的抑制作用机制,采用饱和热充氢、三维原子探针(3DAP)技术和氢渗透实验方法,研究了B对合金抗氢性能的影响机制.结果表明,不含B合金中存在Ti的晶界偏聚,导致晶界h相在时效过程中析出;含B合金中,由于B抑制了Ti的晶界偏聚,使h相难以形核长大,从而抑制了晶界h相的析出.B和H原子存在位置竞争关系,B降低合金的氢扩散系数,阻碍H原子的扩散和迁移,减少晶界偏聚H原子数量,抑制氢致裂纹形成.