预测典型变形高温合金均匀化动力学的新模型

提出一种基于扩散距离概念的变形高温合金均匀化动力学新预测模型。通过定量电子探针(EPMA)分析,系统研究典型镍基变形高温合金(GH4141)的微观偏析和均匀化动力学。研究发现,基于残余偏析指数模型预测的均匀化动力学与实际测量结果之间存在一定差异。实验和理论分析均表明,考虑了过去通常被忽略的扩散方向因子的一维扩散距离模型可以合理地预测均化动力学。新模型在只需知道原始枝晶臂间距和扩散系数前提下即可完成预测计算,这为变形高温合金均匀化动力学预测提供了一种新的选择。

电解抛光对含珠光体组织材料纳米压痕测试结果的影响

将含珠光体组织的HRB600热轧带肋高强钢筋在不同体积分数(20%,10%)高氯酸乙醇电解液和电解电压(20,15 V)下进行电解抛光,再进行纳米压痕测试,研究了电解抛光条件对纳米压痕测试结果的影响。结果表明:电解抛光后钢筋中的珠光体组织呈深黑褐色,铁素体组织呈白色,当电解液中高氯酸的体积分数为20%、电解电压为20 V时,两者的衬度差异较大,电解腐蚀程度较大,珠光体中渗碳体和铁素体的平均高度差较大,即表面粗糙度较大;较大的表面粗糙度导致纳米压痕载荷-位移曲线出现平台,纳米压痕测试失真。推荐电解抛光条件为电解液中高氯酸体积分数为10%,电解电压为15 V,电流为3 A,电解时间为6 s,温度为室温。

GH4141难变形高温合金铸态组织析出相鉴别及均匀化过程中回溶行为

GH4141变形高温合金因具有较高的高温强度和良好抗氧化性能,被广泛用于制造航空航天发动机高温承力部件。基于化学成分分析及晶体学法,对GH4141难变形高温合金铸态组织中典型析出相进行了详细鉴别与解析。通过高温均匀化实验,分析了均匀化过程中析出相回溶行为。结果表明,1130~1160℃中低温均匀化条件下,原铸态组织中针状σ相、板状η相、M3B2型硼化物以及γ′强化相等回溶至基体,M6C型碳化物仍存在。1190~1210℃高温均匀化条件下,合金中包括M6C在内的大部分析出相已回溶至γ基体,组织中仅剩余少部分MC型碳化物。MC型碳化物在固液两相区回溶,较难通过均匀化热处理彻底回溶消除。

高V、N微合金钢动态CCT曲线及纳米碳氮化物析出冷速敏感性

为实现对高V、N微合金钢轧制-冷却工艺过程中组织、析出相的精准控制,利用Gleeble-1500D热模拟实验机研究了轧后不同冷速下实验钢的热膨胀曲线、相变规律、过冷奥氏体动态连续冷却转变曲线(动态CCT曲线),并着重研究了微观组织演变行为、显微硬度和纳米碳氮化物析出行为对冷却速率的敏感性。结果表明:冷却速率低于3℃/s时,实验钢显微组织由铁素体和珠光体组成;当冷却速率位于3℃/s时,发生贝氏体相变,基体组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成;冷却速率为8℃/s时,珠光体组织消失,马氏体组织开始出现,基体组织由沿晶铁素体、贝氏体和马氏体组成;当冷却速率达到20℃/s时,基体组织中马氏体占主,并由少量先共析铁素体和贝氏体组成。此外,冷却速率对纳米碳氮化物的析出行为也具有显著影响,冷速处于1℃/s以内时,多边形铁素体中纳米析出相直径和数密度具有较强的冷却速率敏感性,纳米析出相直径随冷速提升显著降低,数密度随冷速提升而提高;冷速由1℃/s增加至3℃/s时,纳米析出相直径进一步降低,而数密度趋于稳定;当冷速继续增至5℃/s时,纳米析出相直径保持稳定,数密度呈现下降趋势。研究还发现,贝氏体组织中纳米析出相较少,贝氏体不利于纳米相析出。基于上述组织演变与析出规律的研究,工业化试制出了屈服强度700 MPa以上、满足抗震要求的高V、N微合金钢。