ON THE PRIMARY η-PHASE IN A HIGH-Ti Ni-Fe-Cr BASED SUPERALLOY

The precipitation and dissolution together with their control of the primary η-phase in a high-Ti Ni-Fe-Cr base superalloy have been investigated.The precipitation of primary η-phase was found to be closely related to Ti or Al content and solidification rate of the alloy. The aggregation of blocky η-phase may remarkably reduce the tensile strength,ductility and rupture life of the alloy.The temperature-time relation of dissolution of the primary η-phase obeys T=1370-86.1 lgt for as-cast superalloy.The formation of primary η-phase may be prevented by the reasonable control of Ti or Al content and smelting process.The adoption of treatment under large hot deformation and homogenization may be the remedy for unfavorable influence of η-phase.

碳含量对缺碳硬质合金组织和性能的影响

通过配制不同碳含量的WC-6Co缺碳硬质合金,采用X射线衍射、光学金相、显微硬度、钴磁和TRS等分析方法,对比研究碳含量对低压烧结缺碳硬质合金的显微组织和性能的影响。结果表明:碳含量影响合金中η相的类型、含量、分布、WC的形状以及合金的性能;Co3W3C相出现在缺碳程度相对较小的合金中,其含量随碳含量的增加而增大,而Co6W6C相与之相反;合金中的η相总量随碳含量的增大而减少;随着缺碳程度的增加,合金中η相的分散均匀性变差,并且η相趋向于成大块状;WC大多呈现多角特征;合金的密度和维氏硬度随着碳含量的增加,先大幅度增加后缓慢减小,碳含量为5.2%(质量分数)时均出现最大值,合金的钴磁和横向断裂强度随着碳含量的增加而增加。

磷含量对GH761合金凝固、偏析及η相析出的影响

本文用金相、电子探针等方法研究了磷对ＧＨ７６１合金凝固过程、元素偏析及η相析出的影响。结果表明，随合金中磷含量升高，磷大量地偏析于枝晶间，强烈地降低合金的终凝温度，促进Ｔｉ，Ｎｉ等元素的偏析，抑制Ｍｏ，Ｂ，Ｓ，Ｓｉ等元素的偏析，磷显著地促进η相的析出，降低η相析出温度。

添加Al粉对直接法合成甲基氯硅烷的影响及其机理研究

针对直接合成法合成甲基氯硅烷单体,系统考察了添加微量Al粉对该反应的影响及其作用机理。分别在4%和10%铜浓度下,通过在线色谱分析的方法研究了添加Al粉对反应速率和M2选择性的影响。实验结果表明,添加Al粉可以很大程度上增加反应速率,缩短反应诱导期,但是Al粉的添加量超过一定量后会急剧降低反应选择性。建议工业中添加Al粉的量不应超过0.25%。通过SEM观察反应触体,发现添加铝粉可以改变触体反应活性中心的形貌,推测Al粉的作用主要是去除Si颗粒表面的氧化层,形成更多的缺陷,有利于催化剂与Si颗粒更好地结合。通过XRD对触体进行分析,发现添加Al粉后形成了更多的活性组分η相,从而加速了反应的进行。

Ni—Fe—C对YG30硬质合金与45^#钢TIG焊过程中η相形成的影响

采用Ni-Fe-C合金作为填充金属,实现了YG30硬质合金与45#钢的TIG焊。采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线衍射和显微硬度等方法对焊后试样的焊接接头进行了分析。结果表明:(1)采用Ni-Fe-C合金可以获得YG30硬质合金与45#钢TIG焊的焊接接头;(2)在Ni-Fe合金的基础上加入适量的C可以抑制YG30/焊缝界面侧大块η相的形成;(3)由于C的扩散而引起的W-Co-C体系的贫碳与YG30/焊缝处高浓度Fe的出现是η相形成的重要原因,YG30/焊缝界面侧形成的η相为M6C型和M12C型复合碳化物。

YG30硬质合金与45钢TIG焊接头组织及抗弯强度的研究

选用Ni -Fe合金和Ni-Fe -C合金作为填充金属对YG3 0硬质合金与 45钢进行了TIG焊试验 ,运用扫描电镜、X射线衍射、弯曲力学性能试验等方法对焊接接头的组织形态、物相及抗弯强度进行了研究。结果表明 ,分布于YG3 0 /焊缝界面区域的 η相为M6C型的Fe3 W3 C ,η相的存在是焊接接头抗弯强度低下的原因。适当碳含量的Ni-Fe -C合金作为填充金属 ,能够提高焊接接头的抗弯强度。

锌镁比对7085铝合金时效组织演变的影响

通过硬度和电导率测试,结合金相显微分析、透射电镜微观组织观察和DSC分析,研究了Zn/Mg比对7085铝合金120℃单级时效的影响。结果表明,120℃时效时,不同Zn/Mg比值的7085铝合金分别在4 h和26 h到达GP区和η'相强化的2个峰值,但Zn/Mg=7.27的合金两个时效峰值时间较Zn/Mg=5.84的合金略微提前。微观组织观察表明,时效4 h后Zn/Mg=7.27的合金晶内已经有较多粗大的沉淀相(5～10 nm)析出,衍射斑点显示这些较大沉淀相为η'相,而在Zn/Mg=5.84的合金内则较少发现。细小的GP区的减少以及较大η'相的析出,降低了第二相粒子对合金的强化效果。DSC结果也表明,Zn/Mg=7.27的合金的GP区和η'相的析出温度都较Zn/Mg=5.84稍微降低。

硬质合金与钢电子束焊接接头缺陷及断裂分析

对WC-Co/40Cr进行电子束焊接试验,研究了焊缝和界面组织,同时分析了焊缝中裂纹的产生机理.结果表明,焊缝主要由马氏体和脆性η相组成,在组织和拉应力作用下生成两种典型裂纹缺陷,一类为冷却过程中尚未凝固的液态薄膜不能填充间隙产生的结晶裂纹;一类为较大残余拉应力使得焊缝中硬脆相开裂形成的淬硬脆化裂纹.界面由于元素扩散作用产生贫碳环境,在合适的温度梯度下会有η相包络生成.测试接头的力学性能,发现接头平均抗剪强度为506 MPa,断裂贯穿于硬质合金热影响区、界面、焊缝处,分别呈现沿晶断裂、准解理断裂和解理断裂的特征.

填充材料成分对YG30/焊缝界面区组织及硬度的影响

选用不同成分Co-Fe-C合金作为填充材料,对YG30硬质合金与45钢进行了TIG焊试验。通过扫描电镜、X射线衍射、显微硬度分析了YG30/焊缝界面区的相组成、组织和硬度分布。结果表明,填充材料在Fe-C合金的基础上,适当增加Co含量可以减少或抑制η相形成。当填充材料中Co含量为73%(质量分数)时,YG30/焊缝界面区没有η相形成。随着填充材料中Co含量的增加,YG30/焊缝界面区硬度过渡平缓。

高Ti合金中液析η相的研究

本文研究了高Ti含量高温合金中的一次η相的析出、溶解及其控制。结果表明,一次η相的析出与Ti,Al等元素的含量和合金的凝固结晶速率有密切的关系.它呈大块集中分布时,会显著地降低合金的拉伸强度、塑性和持久寿命.在铸态合金中,一次η相(平均直径20μm)溶解的温度-时间关系符合: T=1370-86.11gt合理地控制Ti,Al含量和冶炼工艺可防上一次η相的生成.采用较大的热变形和均匀化处理,可避免一次η相的不利影响。

高强可焊7A62铝合金的成分设计与跨尺度相强化作用

基于7A62铝合金的成分设计,研究Zn含量和Zn/Mg质量比对Al-Zn-Mg合金强度的影响。采用透射电镜(TEM和HREM)详细地研究7A62铝合金峰值时效的析出相,从多个晶体学方向观察了强化析出相的形貌及其与基体的关系。结果表明:Zn/Mg质量比为2~3、Zn含量增加至6.84%(质量分数)时,7A62合金的强度明显增加。峰值时效后,7A62合金基体形成了体积分数约60%、尺寸小于10 nm的沉淀强化相和体积分数约10%、尺寸为100~200 nm的弥散强化相。基体主要强化析出相是高密度均匀分布的η′相,与基体呈现半共格和晶体取向关系,形成较高晶格错配度;跨尺度位错缠结的弥散强化相是由Al、Zn、Mg、Mn元素组成的平衡相。7A62合金的化学成分和微结构特征使其成为高强可焊的铝合金。

用差热法分析Al-Zn-Mg-Cu-Li合金组织转变动力学及TTT曲线

采用差热法(DSC)对Al-Zn-Mg-Cu-Li合金在393K,24h和393K,3.5h+433K,12h时效过程中的组织转变动力学进行了分析,并用Avrami-Johnson-Mehl(AJM)表达式计算了GP区和η′相转变的动力学参数,进而得出了这两种组织转变的动力学表达式。根据TTT曲线的物理意义,对动力学表达式进行数学变形后得到了TTT曲线的数学表达式。通过该表达式计算的GP区和η′相转变的TTT动力学曲线与实验结果具有很好的一致性。

Al-Zn-Mg-Cu合金时效析出相的研究

采用硬度测试、电导率测量、透射电镜及三维原子探针对Al-Zn-Mg-Cu合金470℃固溶2 h,然后120℃时效后的合金组织和相关性能进行分析。结果表明,试验合金在120℃时效6 h后硬度值的变化比较小,此时的强化析出相为GPI区和η'相,GPI区是由Zn和Mg共同组成的团簇,η'相的化学成分不是固定的,Zn/Mg比的范围为1～1.6。合金的电导率在时效初期迅速升高,时效时间超过6 h后合金的电导率上升的速度比时效初期的小。

影响硬质合金与钢基体高频感应钎焊质量的主要因素及改善措施

钎焊是硬质合金与钢基体结合的主要方法,而大批量生产时主要以高频感应钎焊为主。焊接过程中钎料润湿与填充不充分、焊接残余应力过大以及高脆性物质η相的生成是影响焊接接头质量的主要因素。本文主要阐述了这三种因素产生的原因与解决措施。

WC－Co硬质合金的微观组织结构与性能的研究

密切结合ＷＣ－Ｃｏ硬质合金工业生产中的质量检测工作，采用ＪＣＸＡ－７３３型电子探针显微分析仪和３０１４型Ｘ射线衍射仪，对合金的微观组织结构与性能：从断口形貌、ＷＣ－Ｃｏ合金的断裂行为、孔隙、夹杂物、η相的组织成分和结构等都做了较全面系统的分析和研究，实验表明合金断裂过程主要沿ＷＣ硬质相与Ｃｏ粘结相界面断裂或通过Ｃｏ粘结相断裂，很少是ＷＣ穿晶解理断裂，同时阐明了断裂源中的孔隙、夹杂物、η相是降低硬质合金断裂强度的重要结构因素，从而探讨了ＷＣ－Ｃｏ合金断裂的机理。该分析研究为质量检测水平提高到一个新的台阶，对保证和提高产品质量都具有实际意义。

热处理过程中硬质合金的相平衡

通过淬火法研究了硬质合金烧结过程中的相平衡。结果表明:由于存在WC相、液相、η相的三相平衡区,即使含碳量正常的合金,在快速冷却的条件下也会产生η相,合金中的四相平衡区得到证实。

硬质合金/因瓦合金激光-氩弧复合焊缝界面的显微组织与元素扩散

采用激光-氩弧复合焊接技术实现了硬质合金与因瓦合金的焊接,采用扫描电镜、能谱仪以及电子探针等研究了焊缝界面的显微组织、化学成分和元素扩散情况。结果表明:激光和氩弧双热源的作用消除了焊缝界面硬质合金侧的η相,同时在因瓦合金侧形成Fe4WC2枝晶;焊缝硬质合金侧的界面元素扩散系数远高于单独使用氩弧焊焊接条件下的,镍、铁元素的最大扩散系数达到22.7 cm2.s-1,最大扩散距离达到200μm。

WC－Co硬质合金中η相的X射线定量测定

根据烧结过程中Ｗ元素的质量守恒，推导出ＷＣ—Ｃ硬质合金中ＷＣ相和η１相（Ｗ３ＣＯ３Ｃ）含量间的关系式，进而导出ＷＣ相和η１相间的相对Ｋη１ＷＣ值表达式，从而建立了一种用Ｘ射线衍射方法定量测定ＷＣ—Ｃｏ合金中η１相含量的实用方法。

晶界η相对Fe-Ni-Cr奥氏体合金力学性能的影响

通常认为Fe-Ni-Cr合金在过时效后晶界上析出的η相为裂纹源,恶化合金性能.通过对一种Fe-Ni-Cr合金进行过时效后晶界上析出η相的研究发现,由于晶界η相与合金基体保持共格关系,η相对合金的室温性能影响不大;并且在高温变形条件下η相形成凸起,阻碍晶界滑动,减小在晶角处的应力集中,从而提高合金的高温塑性.断口扫描电镜观察表明,晶界η相的析出使合金高温断裂方式由原来的沿晶脆性断裂转变为穿晶韧窝状断裂.通过在合金中添加Nb,可以在晶界上析出更为弥散的η相,从而使得合金在高温下获得相当高的塑性.

含钪铝锌镁合金铸锭和均匀化显微组织研究

采用金相显微镜、差示扫描量热仪、扫描电镜及其能谱仪研究了Al-5.4Zn-2.0Mg-0.3Mn-0.25Cu-0.1Zr和Al-5.4Zn-2.0Mg-0.3Mn-0.35Cu-0.1Zr-0.25Sc两种合金的铸态及均匀化态显微组织演变与成分分布。结果表明:铸态组织以典型的枝晶结构存在,由过饱和的α-Al固溶体和α-Al+η-MgZn2的非平衡共晶相组成;铸态合金在470℃保温24 h,非平衡共晶相消失,合金枝晶偏析消除。确定合金铸锭的理想均匀化工艺参数为470℃×24 h。