正火冷却方式对9%Cr铁素体耐热钢组织与力学性能的影响

采取油冷和水冷2种冷却方式对9%Cr铁素体耐热钢进行正火处理,再进行回火,研究了正火冷却方式对该钢组织和力学性能的影响。结果表明:与水冷相比,油冷处理后试验钢的马氏体板条宽度较大,位错密度较小,晶界上析出的M_(23)C_(6)碳化物尺寸较小;与水冷相比,油冷处理后试验钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率以及上平台冲击吸收功分别提高了9.3%,4.7%,6.1%,5.4%,韧脆转变温度降低了17.7℃,拉伸性能和冲击性能提高。

使用工况条件下核用18Ni(300)钢拉杆的力学性能

研究了由时效热处理18Ni(300)钢制作拉杆的显微组织,以及使用工况条件下拉杆的室温循环加载力学性能和断口形貌,分析了拉杆的断裂模式。结果表明:经过固溶处理的18Ni(300)钢呈现淬火马氏体组织,原奥氏体晶粒尺寸约为24μm,残余奥氏体面积分数约为0.26%;时效处理后,原奥氏体晶粒尺寸约为26μm,未观察到残余奥氏体;18Ni(300)钢马氏体发生回复,(Ni,Co,Fe)3Ti相在位错上析出。模拟安装使用工况条件下,室温循环加载后拉杆试样的循环断裂周次均大于480次,断裂部位主要分布在拉杆螺纹根部;断口由塑性变形区和脆性变形区组成,塑性变形区居中;断面以拉伸断裂特征为主,以疲劳断裂特征为辅,由此推断拉杆主要受轴向拉伸的作用。

热轧态Inconel690合金中碳化物的溶解和析出

研究了热轧态690合金中碳化物的溶解和析出行为及其结构,结果表明:在热轧态合金中存在的碳化物多数沿晶界长条状分布,少量呈颗粒状分布于晶内,类型为M_(23)C_6.热轧态合金的晶界和晶内碳化物的完全固溶温度分别为1050℃、1080℃,在低固溶温度下未完全溶解的残余晶界碳化物直接导致后续TT处理晶界不再析出碳化物;将合金完全固溶处理后,在后续TT处理的晶界上会重新析出细小、半连续的碳化物.

热处理过程中690合金热轧棒材显微组织演变

采用不同热处理工艺对热轧态690合金棒材进行处理,研究了合金的晶粒长大倾向,分析了晶粒尺寸对碳化物析出及晶界区域化学成分演变的影响。结果表明:690合金晶粒尺寸均随着固溶温度升高而增大。TT处理对合金晶粒尺寸的影响不明显。晶粒尺寸较大的690合金晶界碳化物较为连续,碳化物粗大、间距小、呈细条状,晶内含有少量的颗粒状碳化物;细小晶粒的合金晶界碳化物尺寸细小、间距大、呈颗粒状,晶粒内碳化物数量增加。随碳化物沿晶界析出,晶界区域Cr、Ni和Fe含量发生变化。与大晶粒尺寸的合金相比,小晶粒的690合金晶界最低Cr浓度增加,贫Cr区宽度明显减小。

铁/镍基奥氏体多晶合金晶界弯曲研究进展

对于在高温环境服役的金属材料,晶界作为组织结构上的薄弱环节常常引发晶界裂纹而造成合金失效,严重影响了材料的高温力学性能表现.因而,如何改善晶界状态、提高晶界强度,是提高合金高温性能的关键.在铁/镍基奥氏体多晶合金中,采用晶界弯曲的方法强化晶界、改善合金性能一直受到国内外研究人员的广泛关注.从弯曲晶界的获得方法、形成机制及其对材料性能的影响3个方面概述了目前国内外的研究现状.较为全面地总结了特殊热处理与材料合金化等获得弯曲晶界的方法;讨论了不同合金中晶界第二相诱发晶界弯曲的驱动力和内在机理;介绍了弯曲晶界对材料力学性能、耐蚀性能及焊接性能的影响.最后,结合当前的研究现状,围绕弯曲晶界的形成条件和机制,以及弯曲晶界对性能的影响,提出了弯曲晶界未来的研究发展方向.

Co对铸造镍基高温合金影响研究进展

镍基高温合金拥有优异的热强性和服役稳定性,是使用最广泛的高温合金之一。镍基合金发展初期便加入Co元素来改善合金性能,但目前Co在镍基合金中的作用仍存在争议。通过汇总分析Co对镍基高温合金显微组织、γ′相析出特征、组织稳定性及力学性能的影响,从直接作用和间接作用两个角度对Co作用机制进行了探讨,并讨论节Co和代Co的可能性,以期为新型镍基高温合金的研发以及含钴镍基高温合金的应用提供参考。

退火态12Cr13不锈钢显微组织及其对冲击韧性的影响

利用OM和SEM研究了核反应堆驱动机构用12Cr13不锈钢的组织特征,分析了退火态组织中碳化物形貌及其对冲击韧性的影响.实验结果表明,碳化物形貌是决定不锈钢冲击韧性的关键因素.分布在原马氏体晶粒内、尺寸细小、分布均匀的颗粒状碳化物可显著改善12Cr13的冲击性能;而分布在晶界上的块状和条状碳化物,以及铁素体晶粒内随机分布的大颗粒状碳化物,则严重恶化不锈钢的冲击韧性.退火温度对碳化物析出和分布具有较大影响,当退火处理温度由760℃升高到860℃时,碳化物尺寸增大,使得12Cr13不锈钢的冲击功由151J降低到106J;当碳化物完全消失且呈块状或条状分布时,不锈钢冲击功降低至5J.

760℃长期时效对一种Ni-Cr-W-Fe合金组织和力学性能的影响

采用OM,SEM和TEM研究了一种Ni-Cr-W-Fe合金在760℃长期时效过程中的显微组织变化,测试了合金室温和高温力学性能,对拉伸断口进行了分析.结果表明,1100℃固溶后合金平均晶粒尺寸约为80 mm,晶内包含退火孪晶.760℃时效后合金中析出M23C6和g＇相.g＇相尺寸约为29 nm,体积分数约为19%.760℃长期时效后,g＇颗粒平均尺寸与时间t满足Ostwald方程.固溶态合金具有优异的室温塑性,拉伸断口具有韧性断裂形貌.时效态合金室温屈服强度明显增加,塑性下降.随760℃保温时间延长,合金室温和高温屈服强度缓慢降低.与时效态合金相比,1000~3000 h时效后的合金室温塑性降低,高温塑性维持在15%左右,与时效态基本相当.

添加N对Inconel 690合金显微组织和晶界微区成分的影响

采用SEM和TEM研究了4种不同N含量的Inconel 690合金经1080℃、10 min固溶及715℃热处理后的显微组织演变和晶界微区元素分布,同时测量了合金的层错几率和晶间腐蚀速率。结果表明,相同热处理后,不同N含量Inconel 690合金的晶界M23C6碳化物析出形貌和晶界Cr贫化存在明显差异。随N含量增加,碳化物数量减少,晶界碳化物由连续分布转变为半连续分布,继而转变为离散分布。随N含量增加,Inconel 690合金层错几率先增加,在N含量为100×10^(-6)时达到最大值,随后层错几率降低。此外,N的加入缓解了晶界Cr贫化,提高了合金抗晶间腐蚀能力;但过高N含量导致较多氮化物夹杂。综合考虑,N含量在100×10^(-6)较为适宜。

2种N含量不同的690合金中晶界碳化物及晶界Cr贫化研究

针对2种N含量(0.001%和0.03%,质量分数)的690合金,采用SEM,TEM并结合EDS分析等手段系统研究了时效处理后合金晶界碳化物和晶界附近的Cr贫化行为,并定量描述了热处理时间对晶界附近Cr贫化程度的影响.结果表明,高N含量合金晶界析出的碳化物之间距离较大,且碳化物尺寸较小,随着时效时间延长碳化物逐渐长大.随着时效时间的延长,贫Cr区的Cr含量逐渐提高,高N含量的690合金晶界附近贫Cr区的Cr含量高于低N含量合金,主要原因是晶粒细化所致.

熔体过热处理对690合金显微组织的影响

用金相、扫描和透射电镜研究了690合金经1450-1550℃,5 min熔本过热处理对合金再结晶组织和显微硬度的影响。结果表明,690合金中凝固析出的TiN的体积分数和平均尺寸随着熔体过热温度的升高而降低,其形态由规则的块状转变为颗粒状。经均匀化退火后,TiN的体积分数有所增加,而平均尺寸却有所降低。再结晶退火的过程中有大量亚微米尺度的Ti(C,N)弥散析出,其析出量随着熔体过热温度的升高而增加,这些细小的Ti(C,N)粒子可以起到沉淀强化的作用,提高690合金的显微硬度。