铁基合金激光熔覆组织及高温时效转变的TEM研究

利用ＡＴＥＭ研究了铁基金元合金Ｆｅ－Ｃｒ－Ｗ－Ｎｉ－Ｃ激光熔覆层的微观组织,亚稳相结构特征以及高温时效时的亚相变转机制。结果表明组织为亚共晶组织,即γ＋（γ＋ＭＣ）,γ－奥氏体为具有较高合金度的过饱和亚稳相,Ｍ７Ｃ３（Ｍ为Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ）为六方结构的Ｃｒ基亚稳合金碳化物。     

Fe—Mn—Al合金的腐蚀性能与钝化膜的研究

应用阳极极化及ＡＥＳ／ＸＰＳ技术，研究了Ｆｅ－３０．８Ｍｎ－８．２Ａｌ奥氏体合金在ｐＨ值为－０．８至１５．３的水溶液中的腐蚀性能，并与Ｆｅ－３０Ｍｎ合金，低碳钢，９％Ｎｉ低温钢及１Ｃｒ１３不锈钢进行对比。在所测试的水溶液中，该合金的腐蚀抗力优于低碳钢的Ｆｅ－３０Ｍｎ合金，与９％Ｎｉ钢相当，但不及１Ｃｒ１３不锈钢。     

Cu-Cr-Ni合金在800℃,0.1 MPa纯氧气中的氧化

研究了Ｃｕ－２０Ｃｒ－２０Ｎｉ和Ｃｕ－２０Ｃｒ－４０Ｎｉ两种合金在８００℃,０．１ＭＰａ纯氧气中的氧化行为,结果表明,Ｃｕ－２０Ｃｒ－２０Ｎｉ合金的氧化动力学遵循近似的抛物线规律,而Ｃｕ－２０Ｃｒ－４０Ｎｉ合金的瞬时抛物线速度常数随时间而降低,两种合金生成组织复杂的氧化膜,外层是一连续的ＣｕＯ层,内层是Ｃｕ２Ｏ、ＮｉＯ和Ｃｒ２Ｏ３组成的混合区,其中Ｃｕ２Ｏ基体上分布着少量未氧化完全的Ｃｒ颗粒,这种     

TiAl合金激光表面合金化涂层的组织与耐磨性

以ＮｉＣｒ－ＷＣ混合料末为原料,对ＴｉＡｌ合金进行激光表面合金化处理,制得了以γ－ＮｉＣｒＡｌＴｉ镍基固溶体为基体,以ＴｉＣ,Ｗ２Ｃ及Ｍ２３Ｃ６为增强相的耐磨复合材料表面改性层。分析了改性层的组织,并测试了其在滑动摩擦试验条件下的耐磨性。实验结果表明,激光表面合金化涂层具有较高的硬度及较好的耐磨性。     

45钢表面激光熔覆AI2O3陶瓷涂层的研究

采用ＳＥＭ,ＴＥＭ及ＥＤＡＸ等手段研究了４５钢表面ＡＩ２Ｏ３－ＮｉＣｒＡｌ复合陶瓷涂层的组织结构,实验结果表明,ＡＩ２Ｏ３－ＮＩＣｒＡｌ复合陶瓷等离子喷涂 组织呈层片状,面层由α－ＡＩ２Ｏ３和少量的γ－ＡＩ２Ｏ３组成,ＡＩ２Ｏ３与ＮｉＣｒＡｌ及ＮｉＣｒＡｌ与基体间均为机械结合界面;激光熔覆层组织为单一的α＝ＡＩ２Ｏ３柱状晶,过渡合金与基体间形成了良好的冶金结合界面,ＡＩ２Ｏ３与ＮｉＣｒＡｌ间的界面     

Fe—Cr—Mn（Ni）合金抗辐照损伤特性研究

电子束辐照结果证明，Ｆｅ－Ｃｒ－Ｍｎ合金辐照损伤行为不同于Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ合金，因为溶质原子与点缺陷有相互作用，特别是Ｍｎ原子与空位相互作用比Ｎｉ原子来得强烈，致使Ｆｅ－Ｃｒ－Ｍｎ合金中空位迁移激活能比Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ合金高。Ｎｉ，Ｍｎ在合金中扩散行为不同，是造成两种合金辐射照损伤行为不同的原因。     

高温合金激光表面熔铸涂层组织与性能的研究

研究了高温铸造镍基合金ＧＨ３３激光表面熔铸镍基合金涂层的组织与性能。结果表明，基体对涂层合金的稀释较小，涂层与基体之间形成良好的冶金结合；Ｘ射线衍射分析表明，涂层基体组织为γ－Ｎｉ枝晶，枝晶间为γ－Ｎｉ、Ｍ２３（ＣＢ）６、Ｎｉ３Ｂ、Ｃｒ２Ｂ、ＣｒＢ、ＷＣ。涂层显微硬度分布均匀，涂层耐磨性能较基体高１０倍以上，通过组织与性能的综合评价，得出了激光熔铸涂层的最佳工艺参数。     

溅射Ni-8Cr-3.5Al纳米晶涂层的抗高温氧化行为

对Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ质量分数,％合金及其纳米晶涂层进行了１０００℃空气中高温氧化研究。结果表明：Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ纳米晶涂层的抗高温氧化性能优于Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ合金。这主要在于Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ纳变涂层表面生成了具有分层结构含一连续α－Ａｌ２Ｏ３内层的氧化膜,而Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ合金则生成了由Ｃｒ２Ｏ３内氧化物组成的氧化膜。讨论了涂层氧化膜的生成过程。     

热处理对Ni—Cr—W—Co—Fe—C合金组织结构的影响

研究了热处理工艺对粉末冶金Ｎｉ－Ｃｒ－Ｗ－Ｃｏ－Ｆｅ－Ｃ合金组织结构的影响。结果表明,烧结合金经９５０℃热处理可以获得最佳的组织和性能。热处理后粉末冶金合金的性能可超过真空熔炼的同类合金。     

激光熔覆Fe—Cr—W—Ni—C合金的微观组织及其演化

用ＳＥＭ,ＡＴＥＭ及化学分析、显微硬度测定等手段,对激光熔覆Ｆｅ－Ｃｒ－Ｗ－Ｎｉ－Ｃ（其质量比为１０：５：１：１：１）合金的微观组织进行了研究。结果表明,该合金经激光熔覆后可得到亚共晶和过共晶两类熔覆组织为γ＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）及Ｍ７Ｃ３＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）,存在领先相的竞争与选择,γ为亚稳奥氏体,具有较高的合金元素过饱和含量;Ｍ７Ｃ３（Ｍ＝Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ等）为Ｃｒ基合金碳化物。存在层片状、蜂窝状、网     

利用双层辉光等离子技术进行镍基耐蚀合金表面合金化的研究

研究了在 2 0钢和不锈钢基材上 ,利用双层辉光离子渗金属技术进行Ni Cr Mo Cu多元共渗表面合金化 ,采用电化学方法对两种基材表面形成的渗层在 5 %HCl中的腐蚀性能进行了测定。结果表明 :在两种基材上都能得到类似于源极HastelloyC - 2 0 0 0合金的表面合金渗层 ,在不锈钢表面上形成的渗层的耐蚀性能接近HastelloyC - 2 0 0 0合金并且优于Alloy 5 9合金 ,在 2 0钢表面上形成的渗层耐蚀性能优于不锈钢Cr18Ni9     

双辉多元共渗与电刷镀复合表面耐蚀渗镀层的研究

在20钢表面电刷镀快速Ni层作为过渡层，然后采用双层辉光离子技术将Ni-Cr-Mo-Cu合金进行多元共渗，对形成的复合镀层在5%HCl溶液中进行了电化学腐蚀性能测试，利用XRD，扫描电镀以及EDX对渗层的组织结构和合金元素及碳元素在渗层中的分布进行了分析，结果表明；预先刷镀快速Ni镀层再进行双层辉光多元渗Ni-Cr-Mo-Cu的复合渗镀层的耐蚀性能明显优于双辉多元渗Ni-Cr-Mo-Cu以及单独电刷镀Ni镀层的耐蚀性能，分析认为，由于双辉多元共渗中的温度效应，使层复合渗镀层具有较好的耐蚀性能。     

激光熔覆TiC颗粒增强Ni—Cr—B—Si—C合金复合涂层的微观组织

用连续波ＣＯ２激光在４５＃钢表面熔覆ＴｉＣ＋ＮｉＣｒＢＳｉＣ复合涂层。微观组织分析表明：在熔覆过程中,ＴｉＣ颗粒表面发生部分溶解,当凝固时,重新外延生长出ＴｉＣ,并固溶基体元素;与纯合金涂层相比,复合涂层中ＴｉＣ颗粒的加入导致基体组织为条状ＣｒＢ相间分布在Ｎｉ固溶体构成的羽毛状簇团组织,并伴有少量的Ｎｉ枝晶间Ｎｉ＋Ｍ２３Ｃ６共晶。     

Oxidation of Heat-Resistant Chromium Steels and Chromium-Nickel Steels

Abstract

Short- and long-term tests of heat-resistance were carried out on Cr20, Cr18Ni9, Cr24 and Cr24Ni20 steels. The long-term tests revealed increased oxidation connected with depletion of alloying elements near the metal surface. This may affect estimates of the life of components made from these steels based on short-term tests. Cyclic heating and cooling had a favourable effect on the oxidation rate with Cr24 steel and an adverse effect with Cr24Ni20 steel.     

铸铁在海水中的腐蚀行为

报告了18种铸铁在天然海水和流动海水中的腐蚀试验结果,总结了它们在海水中的腐蚀行为,普通铸铁在天然海水及流动海水中的腐蚀速度与碳钢接近,低合金铸铁在海水中的腐蚀行为与普通铸铁相似。CrSbCu铸铁在海水中的腐蚀比普通铸铁轻,添加Ni,Ni-Cr,Ni-Cr-Mo,Ni－Cr-Cu,Ni-Cr-Re,Cu-Sn-Re,Cu-Cr,Cu-Al等的低合金铸铁在海水中的腐蚀速度与普通铸铁无明显差别,加入少量Ni,Cr,Mo,Cu,Sn,Sb,Re等合金元素可减小铸铁在海洋大气区的腐蚀速度,高镍铸铁在天然海水及流动海水中的腐蚀均较轻。     

铁基合金激光熔覆组织及高温时效转变的TEM研究

利用ＡＴＥＭ研究了铁基多元合金ＦｅＣｒＷＮｉＣ激光熔覆层的微观组织、亚稳相结构特征以及高温时效时的亚稳相转变机制。结果表明组织为亚共晶组织,即γ＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）,γ奥氏体为具有较高合金度的过饱和亚稳相,Ｍ７Ｃ３（Ｍ为Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ）为六方结构的Ｃｒ基亚稳合金碳化物。熔覆组织在高温时效时存在两类碳化物形成机制,即亚稳γ中析出Ｍ２３Ｃ６、Ｍ２Ｃ与ＭＣ碳化物以及Ｍ７Ｃ３→Ｍ２３Ｃ６与Ｍ７Ｃ３→Ｍ６Ｃ的碳化物原位转变机制。熔覆组织具有较高的显微硬度并存在显著的二次硬化特征     

High-Power Diode Laser-Treated 13Cr4Ni Stainless Steel for Hydro Turbines

The cast martensitic chromium nickel stainless steels such as 13Cr4Ni, 16Cr5Ni, and 17Cr4Ni PH have found wide application in hydro turbines. These steels have adequate corrosion resistance with good mechanical properties because of chromium content of more than 12%. The 13Cr4Ni stainless steel is most widely used among these steels; however, lacks silt, cavitation, and water impingement erosion resistances (SER, CER, and WIER). This article deals with characterizing 13Cr4Ni stainless steel for silt, cavitation, and water impingement erosion; and studying its improved SER, CER, and WIER behavior after high-power diode laser (HPDL) surface treatment. The WIER and CER have improved significantly after laser treatment, whereas there is a marginal improvement in SER. The main reason for improved WIER and CER is due to its increased surface hardness and formation of fine-grained microstructure after HPDL surface treatment. CER and WIER of HPDL-treated 13Cr4Ni stainless steel samples have been evaluated as per ASTM G32-2003 and ASTM G73-1978, respectively; and these were correlated with microstructure and mechanical properties such as ultimate tensile strength, modified ultimate resilience, and microhardness. The erosion damage mechanism, compared on the basis of scanning electron micrographs and mechanical properties, is discussed and reported in this article.     

Cold cracking studies on low alloy steel weldments: effect of filler metal composition

Abstract

The resistance to hydrogen cracking of Cr - Mo, Ni - Cr - Mo and Si - Mn steels which are employed in armoured vehicle construction was evaluated under implant test conditions. Austenitic stainless steel filler (AWS E312), which is reported to be resistant to hydrogen assisted cracking, was used to study the cracking tendency of all the three steels. Four other fillers, namely a nickel based filler (ENiCrFe-3), a low carbon, low alloy steel, a mild steel (AWS E6013) and a matching filler for Cr - Mo, were employed to evaluate their relative cracking tendency. Cr - Mo and Ni - Cr - Mo steels exhibited high cracking tendency while Si - Mn steel was resistant to cracking with the E312 filler. Cr - Mo steel was resistant to cracking with the nickel based filler, the low carbon, low alloy steel and the matching filler. The observed cracking tendency of the steels is linked to a susceptible interface/fusion boundary microstructure.     

铸铝ZL109激光合金化层的组织和性能研究

采用１０ｋＷ连续横流ＣＯ２激光器在铸造铝硅合金基底上成功地制备了表面合金化（ＬＳＡ）改性层。通过ＳＥＭ、ＴＥＭ分析、显微硬度测试及耐磨性对比试验,研究了ＬＳＡ改性涂层的显微组织结构、相组成和改性效果。结果表明：合金化涂层由γＮｉ（Ｃｒ,Ｆｅ）基体相、Ｎｉ３Ａｌ相、Ｔ（Ａｌ,Ｆｅ,Ｓｉ）相、Ｃｒ／Ｂ相、Ｃｒ２３Ｃ６相等组成,改性层的平均显微硬度为３１０～３６０ＨＶ０．０１,是基底材料的３倍以上。在不同的测试负荷下,ＬＳＡ改性层的耐磨性均比基底材料有很大的提高,相对耐磨性达１０～１２倍。另外,结合表面磨损形貌分析了ＬＳＡ改性层的磨损机理     

N80油管激光合金化层的组织及性能研究

在N80油管表面预置Ni-Cr-Ti-B_4C合金粉末.通过激光处理获得与基体完全冶金结合的合金化层.利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、电子探针显微分析仪和显微硬度计对合金化层的组织、相结构及显微硬度进行了测试分析,利用电化学测试系统测试了合金化层的耐蚀性.结果表明,激光合金化区主要由TiC、TiB_2颗粒、α-(Fe,Ni,Cr)同溶体组成;合金化区与基体结合致密、组织细小、合金化元素分布均匀;与基体相比,合金化层硬度比基体提高2～3倍,耐蚀性也得到很大改善.