625合金在750℃长时热老化时的组织演化及力学行为

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等研究了625合金的显微组织随热老化时间的演化,并结合拉伸和硬度测试,揭示了750℃热老化10 000 h过程中显微组织变化对力学性能的作用规律。结果表明,在750℃条件下,625合金中存在亚稳态γ′′相→稳态δ相的相变过程,δ相是该温度下合金的主要强化相。随热老化时间延长,γ′′相在初期迅速析出长大后不断减少直至消失,而δ相则不断增多变大,最终演变为贯穿整个晶粒的针片状相;随热老化时间延长,合金抗拉强度、屈服强度、硬度等力学性能指标不断提高,但延伸率不断降低,热老化3000 h后各项性能逐渐趋于稳定。不同形态的δ相均能对625合金起到有效的强化作用。     

时效处理对GH4169合金显微组织及高温拉伸变形行为的影响

研究了在900 ℃超温服役的试验条件下,时效时间对GH4169合金的显微组织形貌、显微硬度和高温拉伸性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,δ相先由晶界呈短棒状析出,然后以长针状覆盖整个晶粒。时效初期晶粒有长大现象,随着δ相沿晶界的不断析出,晶粒长大现象消失。900 ℃时效处理使得GH4169合金强化相发生溶解与转化,致使合金显微硬度从44 HRC急剧降至13.6 HRC,但后续保温时间的延长对显微硬度影响较小。δ相的析出对合金的高温力学性能有显著影响,适量的析出提高了合金的抗拉强度和高温塑性,大量析出则导致合金抗拉强度变低,高温塑性变差;不同时效处理后的合金高温拉伸均为典型的弹性-均匀塑性变形,变形断裂机制皆为微孔聚集型断裂。     

GH738高温合金长期时效过程中γ'相演变规律

研究了镍基GH738高温合金经两种热处理后分别在550、750、800和850℃下,时效0～ 4500 h后γ'强化相形貌与硬度性能之间的关联性.结果表明,在长期时效过程中,经两种热处理后,γ'强化相随温度升高和时间延长而长大,但温度比时间影响更明显;γ'相粗化速率随着时效温度的升高和γ'相初始尺寸的增大而增大;γ'相的粗化符合L-S-W熟化理论;长期时效中γ'相的长大初期粗化速率较高;经过550℃长期时效后组织及性能几乎没有变化,表明合金在该温度下具有良好的组织稳定性;同时获得两种热处理后长期时效γ'相长大激活能;两种热处理制度下,时效硬度随温度变化大致呈下降趋势,亚固溶热处理后合金时效硬度明显高于过固溶热处理后的硬度;同时发现在750、800和850℃温度下,随着温度升高合金强化相的数量逐渐降低,从而导致合金强化相体积分数的降低.     

熔体保温时间对类K445合金组织及硬度的影响

采用真空熔炼工艺制备类K445高温合金,研究熔炼保温时间对其铸态组织及硬度的影响。结果表明,熔体保温时间对合金的相种类没有影响,合金均由树枝状γ基体、弥散分布于基体的γ′相、枝晶间的γ＋γ′共晶、γ′′相、MC碳化物、少量M3B2硼化物等强化相组成;但随熔体保温时间的延长,枝晶尺寸先减小后增大,MC碳化物含量先减少后增多,γ＋γ′共晶和γ＇＇相含量先增多后减少;同时合金的硬度呈先升高后降低的趋势;保温30 min时枝晶最细小、γ＋γ′共晶和γ′′含量最多、MC碳化物含量最少,且平均硬度达到最高值HB381。     

高温热冲击对J75不锈钢力学性能及微观组织的影响

研究了沉淀强化奥氏体不锈钢J75经受不同温度热冲击及一定温度下多次热冲击作用后的力学性能变化规律，并探索了性能损伤机理。研究结果表明，在作用时间为1s的情况下，温度低于610℃，单次或多次热冲击对合金的力学性能无明显损伤；温度高于750℃，热冲击明显影响合金的力学性能，强度和延伸率都随热冲击次数增加明显降低。显微分析表明，热冲击温度和热冲击次数的增加，促进了晶粒细化，也使材料的析出相发生了明显的变化。在高于750℃下产生的大量片状η相的析出及γ‘强化相的粗化与不均匀分布，是引起J75不锈钢强度和延伸率显著 下降的主要原因。     

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。     

Effect of 950 oC Thermal Exposure on Microstructures and Properties of Ni-Based K403 Alloys

针对镍基铸造高温合金K403,在950℃高温下分别进行了5、50和100h的热暴露试验,研究热暴露对K403合金显微组织和室温力学性能的影响。结果表明:K403合金经高温热暴露后,晶内和晶界析出M6C碳化物,γ’相聚集长大且边角发生钝化,随热暴露时间的延长,出现γ’相边角钝化变成圆形或近圆形,部分γ’相发生定向相互连接粗化的现象和趋势;合金的名义屈服强度和抗拉强度随热暴露时间的延长而下降,而塑性则明显提高,导致合金强度下降塑性提高的主要原因之一则是γ’强化相的聚集粗化;热暴露前后,室温拉伸断口均为枝晶组织断裂,热暴露后的试样拉伸断面出现少量沿晶断裂特征和浅而小的韧窝,且存在韧窝的数量随热暴露时间的延长而增多。     

超温处理对GH4169合金显微组织及拉伸性能影响规律研究

采用不同热处理参数模拟超温服役工况,研究了超温工况下温度和时间对GH4169合金显微组织形貌和力学性能的影响。结果表明:合金内δ相的含量随温度的升高呈先升高后下降的趋势,900℃时δ相的析出量最大。在800～950℃时,δ相随超温时间的增加而增加,在1000～1050℃时,δ相随超温时间的增加而减少。合金的显微维氏硬度随超温处理温度的升高而不断下降。800～900℃和950～1000℃时,GH4169合金的抗拉强度随超温处理温度的升高大致呈下降的趋势,900～950℃时,合金的抗拉强度变化不明显。合金的塑性随温度的升高而持续增大。     

镍含量对Co-8.8Al-9.8W基合金时效组织演变与γ′相溶解行为的影响

为了研究镍含量(5、15、25和35,at%)对Co-8.8Al-9.8W基高温合金时效组织演变及γ′强化相溶解行为的影响,运用SEM、XRD等对时效处理后合金的γ′相微观组织结构演变、γ′相相转变温度和显微硬度进行了研究。结果表明,Ni含量增加,γ′相溶解温度出现不同程度的提高,γ′相的体积分数也在逐渐增加。当Co-8.8Al-9.8W合金中Ni添加量为25%时,γ′强化相的溶解温度达到了1100℃。合金固相线温度和γ′相的形貌未发生明显变化。4种不同镍含量合金经900℃/50 h热处理后,基体均为典型的γ/γ′两相组织。经900℃/100 h热处理后,γ′相的体积分数出现不同程度的降低,且γ′相发生了明显的粗化。对4种合金900℃/50 h和900℃/100 h的显微硬度测量结果表明,当Ni含量由5%增加至15%时,其显微硬度升高;当Ni含量进一步增加时,合金的显微硬度却降低。合金的时效处理时间由50 h延长至100 h时,γ′相的体积分数减少并伴随着γ′相的粗化,导致Co-8.8Al-9.8W基合金的显微硬度降低。     

GH4169、GH4169plus和GH4738高温合金组织稳定性

为了获得不同沉淀硬化相作用的高温合金在高温长期时效过程中的组织稳定性的对比规律,对3种应用最为广泛的高温合金GH4169、GH4169plus、GH4738经720℃时效后的显微组织和硬度变化进行了对比分析。结果表明,合金的组织稳定性与晶界相和弥散强化相有关,晶界碳化物较晶界δ相稳定,γ'相较γ″相有更好的稳定性,但同为γ'相,组织稳定性还与其和基体的错配度有关。对比3种合金,随时效时间的延长,GH4169plus合金的稳定性稍次于GH4738合金,但要优于GH4169合金。     

Ni对Co-Al-W基合金时效组织演变和γ′相溶解行为的影响

以4种不同Ni含量(15%~45%,原子分数)的新型γ′相强化Co-Al-W基合金为研究对象,通过时效与高温热处理显微组织分析以及显微硬度测试,研究了Ni对相转变温度、γ/γ′两相组织演变、γ′相高温溶解行为和显微硬度的影响.结果表明:随着Ni含量的增加,γ′相溶解温度升高,固相线温度未发生明显变化.4种合金经900℃,50 h热处理后,基体均为γ/γ′两相组织;随着Ni含量的增加,γ′相形貌由立方形逐渐向近似球形转变,γ′相体积分数不断降低.经300 h长时间热处理后,合金的γ′相形貌没有明显改变,γ′相体积分数出现不同程度的降低.对900℃,300 h热处理的合金进行970~1060℃高温处理后,γ′相体积分数随着热处理温度的升高而逐渐减少,并最终全部溶解而消失;低Ni含量(15%和25%)合金和高Ni含量(35%和45%)合金的γ′相形貌分别转变为球形和立方形.900℃,50 h和300 h显微硬度测试结果表明:随着Ni含量的增加,合金的硬度降低;热处理时间的延长使合金的硬度小幅增加.     

时效制度对一种新型镍基变形高温合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试等研究了一种新型镍基变形高温合金经亚固溶再分别进行3种不同单级时效(730 ℃x8 h,AC;730℃x 16 h,AC;760℃x8 h,AC)处理后的组织、性能及长期组织稳定性.结果表明:3种时效制度后新型合金的晶界一次γ'相、晶粒组织无显著差异,仅是晶内二次γ'相尺寸略微增大,760 ℃时效较730℃下延长时效时间的长大更明显;室温下硬度、750℃拉伸强度也基本相当,进一步说明3种不同时效制度对合金的晶粒、强化相等的影响较小,进而对力学性能的影响也较小;此外,730℃x8 h、760℃x8 h两种不同时效制度后的新型合金,在750 ℃下长期时效的组织稳定性存在一定差异,760℃时效对应的强化相γ'粗化程度稍大,硬度值下降也略微明显,其内部组织可能更为复杂.     

K403镍基铸造合金热暴露后的微观组织与性能

采用扫描电镜研究了K403镍基铸造高温合金在850℃下,热暴露50～200 h后的微观组织,并分析了力学性能的变化.结果表明:热暴露前后的组织均为典型的树枝晶组织,热暴露后(γ+γ’)相共晶特征趋于不明显,MC碳化物部分发生分解,在枝晶间、晶界附近和碳化物周围析出有害的TCP脆性相即针状σ相,并且随着热暴露时间的延长,针状σ相析出量增多;合金的名义屈服强度和抗拉强度随热暴露时间的延长而下降,硬度略有提高,塑性降低;针状的σ脆性相的析出是导致合金力学性能下降的主要原因之一.     

一种改型Inconel718合金的组织与性能的研究

采用化学相分析、显微组织分析和显微硬度测试等方法,研究了一种改型镍基高温合金718A在标准热处理状态的显微组织和力学性能。试验结果表明,原型718合金和改型718A合金的主要析出相皆为γ″、γ′、δ、MC相。在标准热处理状态下,改型718A合金中强化相γ′和γ″的量较原型718合金明显增多,而对于组织稳定性不利的8相的析出量则较718合金少。此外,改型718A合金的显微硬度与原型合金相比有了明显的提高,因此具有广阔的应用前景。     

时效工艺对Al-Li-Cu-Mg合金组织及力学性能的影响

通过金相显微镜、透射电镜微和室温拉伸等手段,研究了热处理制度对新型Al-Li-Cu-Mg合金微观组织演变和力学性能的影响.结果表明,该合金主要存在四种第二相:立方AlCu2 Mn相、棒状AlxCuxMnx、球状δ’相和片层T1相.前两相为高温结晶相,对合金沉淀强化贡献较少,后两相分别为自然时效和人工时效主要强化相.随着时效温度的升高和时间的延长,合金中G.P.区、球状δ’相等溶解,针状T1相析出,并在温度达到160℃时T1相析出速度明显高于δ '相的溶解,并与δ '相形成对合金的复合强化;180℃后在晶界处发生回复和再结晶.合金的强度随微观组织的变化显著,在90～150℃时,随着时效温度升高和时间延长,合金的硬度和强度先降低后提高;高于160℃时,合金强度和硬度随时效进行迅速增高,20 h即达到时效峰值;高于180℃后,时效达到峰值后随时间延长因发生再结晶而使合金强度和硬度降低.初步判定合金时效强化理想工艺应为(160 ～ 170)℃×20 h.     

高温时效对GH4145合金显微组织与力学性能的影响

研究了标准热处理态的GH4145合金在566℃高温时效过程中显微组织和力学性能的演变。结果表明:566℃下,随着时效时间的延长,时效初期合金的平均晶粒尺寸有所增大,而后基本保持不变。时效过程中部分尺寸较大的立方形二次γ'相发生了分裂,当时效时间超过500 h后,合金中还析出了尺寸细小的球形三次γ'相,且随着时效时间的进一步延长,其平均尺寸和体积分数均逐渐增大。试验合金的硬度和强度随时效时间的延长而逐渐增高,因此,GH4145合金螺栓在使用过程中容易出现硬度超标的问题。     

后处理对激光沉积制造γ-TiAl合金组织与性能的影响

通过固溶、热等静压+固溶处理对激光沉积制造(LDM)Ti4822合金进行组织结构调整和相比例控制,分析不同激光沉积制造后处理工艺对合金组织和性能的影响。结果表明,经固溶、热等静压+固溶处理两种处理后γ-TiAl合金组织均含有γ、α_2及微量B2相;1260℃热处理后γ-TiAl合金形成典型的双态组织;1330℃热处理后γ-TiAl合金形成近片层组织;1350℃热处理后γ-TiAl合金形成全片层组织;热等静压导致组织内的层片尺寸略有增大。随热处理温度的升高γ-TiAl合金显微硬度逐渐减小,在相同热处理温度下,经热等静压处理后的样品显微硬度提高约5%,热等静压导致合金组织致密度提升的强化效果要高于片层组织粗化引起的弱化效果。     

950℃热暴露对K403镍基合金组织和性能的影响

针对镍基铸造高温合金K403,在950℃高温下分别进行了5、50和100 h的热暴露试验,研究热暴露对K403合金显微组织和室温力学性能的影响.结果表明:K403合金经高温热暴露后,晶内和晶界析出M6C碳化物,y'相聚集长大且边角发生钝化,随热暴露时间的延长,出现y相边角钝化变成圆形或近圆形,部分y相发生定向相互连接粗化的现象和趋势;合金的名义屈服强度和抗拉强度随热暴露时间的延长而下降,而塑性则明显提高,导致合金强度下降塑性提高的主要原因之一则是γ'强化相的聚集粗化;热暴露前后,室温拉伸断口均为枝晶组织断裂,热暴露后的试样拉伸断面出现少量沿晶断裂特征和浅而小的韧窝,且存在韧窝的数量随热暴露时间的延长而增多.     

长期时效对GH3625合金热挤压管组织及性能的影响

采用SEM、EDS分析,Image-Pro plus金相分析软件等手段,研究了720℃时不同时效时间对GH3625合金热挤压管材组织和性能的影响。结果发现,挤压态GH3625合金在720℃长期时效后主要析出M23C6、γ"相和δ相,合金的强度和硬度均提高,塑性显著下降。随着时效时间延长,部分M23C6转变为M6C,大部分γ"相转变为针状δ相,时效5 000h后δ相由长针状变为长棒状,减弱了γ"相对合金的强化作用;δ相随着时效时间的延长发生长大,平均生长速率为5.9×10~8nm~3/h,遵循LSW理论,而平均宽度的粗化却偏离了LSW理论。     

长期时效对镍基合金的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 ℃、800 ℃、850 ℃长期时效过程中的高温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织、高温拉伸断口进行了观察和分析.结果表明,该合金在750～800 ℃时效有针状TCP相析出;在750 ℃时效时,随着时效时间的延长,TCP相的析出量呈增加趋势且尺寸不断长大,当时效温度达到800 ℃后,随时效时间的增加TCP相的析出量先增加后减少,最后消失.另外,在长期时效过程中由于γ＇相析出的数量变化不大,750 ℃高温拉伸强度基本保持不变;合金的塑性与TCP相的析出有关,同时受到γ＇相尺寸及晶界碳化物析出的综合影响.试验合金的750 ℃高温断裂基本呈韧性断裂.