Cr元素纯度对GH4169合金铸态组织的影响

GH4169合金是目前航空发动机中用量最大的高温合金材料,随着发动机性能需求越来越高,对合金纯净度要求也越来越高。本文选用纯度不同的金属铬以及高纯铬冶炼GH4169合金,通过金相显微镜和扫描电镜表征铸态组织形貌以及采用能谱分析了元素分布,探究了铬的纯度对GH4169合金铸态组织的影响。发现铬元素纯度对枝晶形貌、元素分布的影响较小,但是对碳化物、Laves相的形貌存在明显的影响:高纯铬能减少析出相的数量和尺寸,有利于冶炼过程中元素的均匀分布。

钇及铈镧混合稀土对AZ91镁合金铸态组织的影响

金相显微镜及电子探针分析结果表明 ,含La,Ce的混合稀土和金属Y均有促进AZ91镁合金铸态组织晶粒细化的作用。在AZ91+(Ce ,La)合金中形成的杆状化合物被证实是 (Ce ,La)Al4,而在AZ91+Y合金中发现了呈块状结构的YAl2 化合物。4 2 0℃ / 2 0h固溶处理后 ,由于 (Ce,La)Al4及YAl2 具有良好的热稳定性 ,不溶入Mg基体 ,AZ91+RE(La ,Ce,Y)合金的铸态组织为δ固溶体 +(Ce ,La)Al4(或YAl2 )化合物 +Mg17Al12 三相组成。

Ce对耐热铝导体材料铸态组织和性能的影响

采用电阻率测试、硬度测试、金相显微镜和扫描电镜观察等方法,研究添加不同含量稀土Ce对铸态耐热铝导体材料Al-0.15Zr合金的影响。研究结果表明:Ce能净化基体,与杂质相形成金属间化合物,改变杂质相的形态和分布;添加适量的Ce,显著细化了晶粒和枝晶组织,有利于导电性和强度的提高;随着Ce加入量的增大,晶粒细化效果更好;当Ce含量(质量分数)超过0.3%以后,二次枝晶间距继续减小,但晶粒尺寸细化不明显;当Ce含量为0.3%和0.4%时,Al-0.15Zr合金的导电性和强度均达到最大值。

微量铒对LF_3铝合金铸态组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段分析研究了LF3铝合金中添加 0 3%Er后的合金铸态及均匀化退火态的组织。结果表明 :微量铒的加入可显著细化LF3铝合金的铸态组织 ,使其枝晶网胞尺寸明显减小 ,网胞间共晶化合物也更稀薄 ;同时 ,使第二相化合物更细小 ,分布也更均匀 ;微量铒的加入可形成Al3Er稀土化合物 ,没有发现粗大的块状化合物。其机制是由于生成了LI2 型结构的、在晶体结构和点阵常数上都与Al基体 (面心立方 ,a =0 40 5nm)相似的Al3Er稀土化合物 。

铸造工艺参数和细化剂对K4169高温合金铸态组织的影响 Ⅰ.晶粒组织及晶粒细化机理

研究了K4169高温合金在各种工艺条件下及向熔体中加入复合细化剂时的晶粒组织,结果表明,降低浇注温度和加入复合细化剂可以明显细化冷凝后基体的晶粒和提高铸件断面等轴晶的比例,在通常的浇注温度1400℃下加入复合细化剂．对合金熔体进行或不进行过热处理时．可使圆柱锭的晶粒分别细化至ASTM1.7级和ASTM 3．2级:断面等轴晶的比例分别达96%和99%以上,当浇注温度为1420℃,加入复合细化剂并对合金熔体进行过热处理时,可使圆柱锭晶粒细化至 ASTM M10．5级,断面等轴晶的比例达90%以上,提出了晶粒细化的机理并对晶粒细化后断面等轴晶比例增大的现象进行了分析。

稀土钇对7055铝合金铸态组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等实验手段,研究质量分数为0%-0.3%的钇对7055铝合金铸态组织的影响。研究表明：Y含量在小于0.25%范围内时,随含量增加细化效果增加;当Y含量为0.25%时,铸态组织中基体晶粒细化效果显著,晶粒减小到40μm左右,第二相球化并细化;当Y含量超过0.25%时,合金的铸态组织随着其含量的增加又逐渐粗化,Y加入7055铝合金中主要形成Al6Cu6Y与Al3Y,并且弥散分布在晶界上。

铸造工艺参数和细化剂对K4169高温合金铸态组织的影响 II.枝晶组织及晶粒球化机理

铸造工艺参数和细化剂对K4169合金枝晶组织、元素偏析、夹杂及缩松有明显的影响,浇注温度越低,一次枝晶主轴长度和二次枝晶臂距就越小,在同一浇注温度下,化学法细晶试样的一次枝晶主轴长度较普通铸造试样的短,但二者的二次枝晶臂距没有明显差别,晶粒细化后,合金中主要元素Fe,Cr,Nb,Mo和Ti的偏析减轻,晶粒的形态由树枝晶向细晶组织中的粒状晶转变,对晶粒球化现象做了合理解释,微量细化剂的加入不会在铸件中形成夹杂,不会改变合金的相组成,在高的浇注温度下,细化剂使晶粒细化的同时,也使铸件中的缩松大大减少。

预变形及液固两相区等温处理对ZA27合金铸态组织的影响

研究了固液两相区等温处理对铸态ZA2 7合金初生相形貌的影响。结果表明 :在固液两相区进行等温处理时 ,枝晶熔断受固液界面处原子的扩散控制 ,提高等温温度、延长等温时间因有利于Zn和Al原子的扩散而促进初生相由枝晶向颗粒状晶演变 ;预变形促进初生相形貌演变的根本原因在于等温处理时液相沿预变形产生的亚晶界的熔渗。

CSP薄板坯的铸态组织特征研究

对CSP的铸坯组织、化学成分偏析、枝晶间距、气体含量、夹杂物以及轧制过程中的组织变化进行了研究,结果表明:CSP薄板坯的低倍组织在结构上和传统板坯没有本质区别,但薄板坯组织较为细密,柱状晶比较发达,一次枝晶与二次枝晶间距小,化学成分均匀,铸坯全氧含量为28×10-6,氮含量为47×10-6;第一道次轧制后中心部的疏松和偏析明显减轻,树枝晶沿轧制方向弯曲,但没有被打碎;CSP铸坯中大颗粒夹杂物较少,主要是外来的;内生夹杂物主要以含氧化铝和铝酸盐及氧化钙的为多,尺寸基本都在10μm以内,大部分在2～5μm。

GH720Li合金的铸态组织和均匀化工艺

对GH720Li合金的铸态组织及均匀化工艺进行了研究,采用物理化学相分析的方法确定了该合金析出相的类型、数量和γ′相的粒径分布。结果表明:该合金在铸造状态下的析出相是γ′、Ti(C,N)、TiC和M3B2(痕),其中γ′相的质量分数高达34.187%。均匀化的结果表明:GH720Li合金适宜的均匀化温度为1190℃。

Mg-Zn-Y系合金的铸态组织及其相变点

采用Nikon Epiphot型光学显微镜、RigakuD/max-3C型X射线衍射仪(XRD)、带有能谱仪(EDS)的JEOL JSM-6700F型扫描电子显微镜(SEM)研究了高镁、低锌、低钇三元Mg-Zn-Y系合金的铸态组织及其分布特点。在铸态组织中,钇及锌均聚集于晶界。因此在Zn,Y含量相对低时,满足成分条件在晶界形成三元金属间化合物相的成分要求。合金中主要存在的三元相为W(Mg3Y2Zn3)相、Z(Mg3YZn6)相、X(Mg12YZn)相。结合差热分析进一步讨论了合金中相的变化温度。结果表明:W相的共晶熔化温度为520℃;Z相的相变温度为445℃;X相的熔化温度为540℃。

钇对2519铝合金铸态组织的影响

采用X射线、光学显微镜及扫描电镜等研究质量分数为0～0.3%的钇对2519铝合金铸态组织的影响.研究结果表明:添加0.1%的钇后2519铝合金的铸态组织明显细化,铸态晶粒尺寸由100μm减少到70μm;但当钇含量超过0.1%时,合金的铸态组织随着钇含量的增加又逐渐粗化;当钇含量为0.3%时,合金铸态晶粒尺寸达200μm左右;钇加入2519铝合金中主要形成Al6Cu6Y稀土化合物并沿晶界分布;钇改变了合金铸态中第二相的形貌及大小,加入适量的钇(0.1%)对2519铝合金铸态中的第二相具有球化和细化作用.

Zn与Al质量比对Mg-Zn-Al三元镁合金铸态组织和凝固行为的影响

研究了Zn与Al质量比对Mg-Zn-Al三元镁合金铸态组织和凝固行为的影响。结果表明:Zn与Al质量比小于2的实验合金主要由α-Mg+Mg32(Al,Zn)49相组成,且随着Zn与Al质量比的增加,实验合金中第二相的数量逐渐减少,同时其分布由连续网状逐渐向断续状转变;Zn与Al质量比大于2的实验合金则主要由α-Mg+Mg32(Al,Zn)49+MgZn相组成,且随着Zn与Al质量比的增加,实验合金中第二相的数量逐渐增加,同时其分布由断续网状逐渐向颗粒弥散状转变;此外,Zn与Al质量比小于2的实验合金的第二相转变开始温度和峰值温度基本上高于Zn与Al质量比大于2的实验合金,从而导致第二相转变过程中不同相变的发生和第二相类型的不同。

Cu-15Ni-8Sn-0.4Si合金铸态组织结构及成分偏析研究

用金相、扫描电镜及电子能谱微区成分分析等方法对添加少量Si的Cu 15Ni 8Sn合金的铸态组织结构及成分偏析进行了研究。结果发现 :Cu 15Ni 8Sn 0 .4Si合金的铸态组织分为三层 ,除具有明显的枝晶外 ,还有块状的 (Cu、Ni) 3Sn相和溶有少量Cu的Ni2 Si和Ni3Sn相组成的第二层 ,在两层之间为组织形态复杂的过渡区。宏观上铸态组织存在Sn的反偏析 ,Sn的含量从外到内呈现下降趋势。与非真空熔铸相比真空熔铸能明显改善Cu 15Ni 8Sn 0 .4Si合金反偏析现象。均匀化退火对改善Sn的反偏析作用不大 ;枝晶组织可基本消除 ,但Ni、Si元素形成的化合物仍难以完全溶解。添加少量Si的Cu 15Ni 8Sn合金由于Ni2 Si和Ni3Si相的形成 ,通过阻碍晶粒长大和时效沉淀而强化合金。

电渣重熔连续定向凝固M2高速钢铸态组织的研究

研究了传统电渣重熔工艺(ESR)和电渣重熔连续定向凝固技术(ESR-CDS)所得到的M2高速钢铸态显微组织。结果表明:采用ESR工艺得到铸态组织边部为树枝晶且部分出现了三次枝晶,心部为粗大的等轴晶,晶粒之间有网状碳化物,铸锭的偏析较为严重,经深腐蚀凝固组织基体与碳化物过渡区较为疏松、粗糙,部分基体内部出现了细小的裂纹。而采用ESR-CDS工艺得到铸态组织边部和心部都以较为细小的树枝晶为主,组织中存在比较多的"不连续的复合规则型"的碳化物,组织较为均匀,经深腐蚀,碳化物与基体过渡区圆滑。

微量Si、Ba、Sn对AZ91铸态组织的影响

研究了Si、Ba、Sn元素对AZ91镁合金铸态组织的影响。结果表明,添加少量的Si能够细化AZ91合金晶粒,但当Si含量(质量分数,下同)达0.50%时,会产生粗大的汉字状Mg2Si相。向AZ91-0.5Si合金中加入微量的Ba后,粗大的Mg2Si相消失,这与合金中形成了Al4Ba相有关。添加一定量的Sn能够形成高熔点的Mg2Sn相,对合金有细化晶粒的作用,添加量为0.50%时β(Mg17Al12)相由网状变为弥散的颗粒状。分析认为,0.50%的Sn可以提高Al原子在α(Mg)中的固溶度。

Hf含量对DD6单晶高温合金铸态组织的影响

采用OM,SEM及EDS等方法研究了不同Hf含量对DD6单晶高温合金铸态组织的影响。结果表明,增加Hf含量,DD6合金凝固组织一次枝晶间距先增加后减小;共晶含量增加;枝晶干的γ′相无明显变化,枝晶间的γ′相稍有减小;合金的显微疏松无明显改变,合金元素偏析程度略有减小;合金含有颜色深浅明显不同的两种碳化物。

晶体取向对镍基单晶高温合金铸态组织和偏析的影响

用光学显微镜观察了沿 [0 0 1],[0 11]和 [111]方向生长的镍基单晶高温合金的枝晶形态。结果表明 ,以枝晶界面生长的单晶中生长方向完全由择优取向〈0 0 1〉决定 ,[0 0 1]方向中形成平行于轴向的枝晶 ,[0 11]和 [111]方向中由于不同取向的枝晶交错生长 ,形成多种位向的亚晶界。在垂直于枝晶方向的 { 0 0 1}面内测定的一次枝晶间距 ,按 [0 0 1]→ [0 11]→ [111]次序增大。用电子探针测定了不同取向中合金元素的偏析比 ,Al,Co ,W的偏析情况不受晶体取向影响 ,Ti和Cr的偏析比按 [0 0 1]→ [0 11]→ [111]的顺序减小 ,Ta和Mo的偏析程度无确切变化规律。各元素在不同取向中偏析的变化是由元素的扩散能力和枝晶空间构形共同决定的。

碳对一种单晶镍基高温合金铸态组织的影响

研究了不同碳含量对一种单晶镍基高温合金的铸态组织的影响。结果表明:随着碳含量的增加,合金的初熔温度逐渐降低,合金中的共晶数量和尺寸也减少。随着碳含量的增加,合金中的碳化物数量逐渐增多,碳化物的形态从斑点状变为斑点状和骨架状相结合的网状结构。随着碳含量的增加,一次枝晶间距变化较大,但是二次枝晶间距变化不大,W和Al元素的偏析降低,Ta和Mo元素的偏析增大。

快速细化低铝含量钛铝合金铸态组织的热处理工艺

将低铝合金铸态组织经过 β单相区风冷处理后再进行循环热处理 ,使γ相直接从未分解的 β相析出 ,从而打破了α、γ片层之间严格的共格界面关系 ,大大降低了原始铸态组织热稳定性 。