CN7M铸造奥氏体不锈钢凝固与析出热力学模拟

利用Thermo-Calc热力学计算软件中的Phase Diagram模块、Scheil-Gulliver凝固模型以及专业的TCFE11铁基数据库,针对CN7M铸造奥氏体不锈钢的凝固与冷却过程的相变路径与主要合金元素对平衡体系垂直截面相图的影响分别展开计算分析,得出CN7M铸造奥氏体不锈钢平衡凝固及冷却过程的相变路径和非平衡凝固路径。理论计算结合生产实践表明:CN7M铸造奥氏体不锈钢合适的固溶温度范围为1140~1160℃,铸件的保温时间必须充足以完全消除铸造偏析与各种二次相。

铸造双相不锈钢CD3MWCuN凝固与析出热力学模拟

利用FactSage 8.2热力学计算软件对铸造双相不锈钢CD3MWCuN的平衡凝固及冷却过程相变以及非平衡凝固偏析和相变规律分别进行研究。计算表明:平衡凝固及冷却过程的相变路径为:L→L+δ→L+δ+γ→L+δ+γ+N2→δ+γ+N2→δ+γ→δ+γ+Cr2N→δ+γ+Cr2N+M23C6→δ+γ+Cr2N+M23C6+σ→γ+Cr2N+M23C6+σ→γ+Cr2N+M23C6+σ+Laves→γ+Cr2N+M23C6+σ+Laves+ε-Cu→γ+Cr2N+M23C6+σ+Laves+ε-Cu+α→γ+Cr2N+M23C6+σ+Laves+ε-Cu+α+π→γ+M23C6+σ+Laves+ε-Cu+α+π。平衡转变过程中析出的金属间相为σ相与Laves相,其中σ相富Cr、Mo,贫Ni、W且不含N,而Laves相富Cr、Mo及W,贫Ni、Cu;基于Scheil-Gulliver cooling模式的非平衡凝固相变路径为:L→L+δ→L+δ+γ→L+δ+γ+Cr2N→L+δ+γ+Cr2N+M23C6→L+γ+Cr2N+M23C6+σ→L+M6C+σ。非平衡凝固过程:高温液相中主要的析出相为Cr2N,元素Fe为负偏析,Cr、Ni、Mo、W、Cu、N及C为正偏析,其中元素Cr、Mo及W在凝固末期的残余液相内偏析严重。

铸造镍基合金CW12MW与CW6MC平衡凝固及析出热力学模拟

利用Thermo-Calc(TC)热力学计算软件以及专业的TCNI10镍基数据库,针对铸造镍基合金CW12MW与CW6MC平衡凝固与冷却过程的相变路径以及两种材质的主要合金元素,对各自平衡体系的垂直截面相图的影响分别展开计算分析。计算结果表明:铸造镍基合金CW12MW平衡凝固及冷却过程的相变路径依次为:L→L+γ→L+γ+M6C→γ+M6C→γ+M6C+σ→γ+M6C+σ+M_(23)C_(6)→γ+M6C+σ+M_(23)C_(6)+μ→γ+σ+M_(23)C_(6)+μ,其平衡转变过程中析出主要的金属间相为σ相与μ相,最大相摩尔分数分别为0.27与0.0037,Cr、Mo及W元素主要促进σ及μ相的形成与稳定;铸造镍基合金CW6MC平衡凝固及冷却过程的相变路径依次为:L→L+γ→L+γ+γ′-Ni_(3)(Al,Ti)→γ+γ′-Ni_(3)(Al,Ti)→γ+γ′-Ni_(3)(Al,Ti)+σ→γ+γ′-Ni_(3)(Al,Ti)+σ+δ-Ni_(3)Nb→γ+γ′-Ni_(3)(Al,Ti)+σ+δ-Ni_(3)Nb+M_(23)C_(6)→γ+σ+δ-Ni_(3)Nb+M_(23)C_(6)→γ+σ+δ-Ni_(3)Nb+P+M_(23)C_(6)→γ+δ-Ni_(3)Nb+P+M_(23)C_(6),其平衡转变过程中析出主要的金属间相为σ相与P相,最大相摩尔分数分别为0.17和0.25,Mo含量的增加有利于σ相的形成与稳定,Nb含量的增加主要促进δ-Ni_(3)Nb相的析出。理论计算与生产实践表明,铸造镍基合金CW12MW与CW6MC适宜的固溶温度分别为(1230±14)℃和(1200±14)℃。

CE3MN双相不锈钢铸件裂纹成因与预防

针对30″-300 Lb上装式球阀阀体用CE3MN铸造超级双相不锈钢材质,利用FactSage8.2热力学计算软件以及FSstel钢铁数据库,并结合光学显微镜、扫描电镜和能谱仪以及X射线衍射仪等试验手段,研究分析了CE3MN材质铸件在固溶处理之前切割铸态冒口时所产生的裂纹原因。结果表明:CE3MN铸件在脆性相析出的敏感温度范围以内缓慢加热或缓慢冷却过程中,由于铸造成分偏析严重而产生大量富Cr、Mo的有害金属间化合物σ相,主要以短棒状、细针状弥散分布于铁素体基体内或以长链状、条带状、珊瑚状、(σ+γ_(2))胞状以及魏氏组织长针状等形式分布于α/γ相界处。生产实践表明:在气割CE3MN铸件冒口之前,毛坯预先进行固溶处理以消除铸态脆性σ相,抑制裂纹形成和扩展,或者利用锯床先冷锯切铸态冒口后再进行固溶处理,可从根本上规避产生裂纹的温度因素。