铬、铝、硅对铁基高温合金抗氧化性能的影响

采用正交设计的实验方法探讨了铬、铝、硅元素含量对铁基高温合金抗氧化性的影响规律。为获得稳定的抗氧化能力,上述各元素的含量应分别高于17%Cr,4%Al,1.5%Si。结果表明:当三元素同原子比时对铁基高温合金抗氧化性的影响次序为Si最大,Al次之,Cr最小。结构平坦、组织致密、颗粒细小均匀的氧化膜抗氧化性较好,反之较差。当氧化膜由Cr2O3,Al2O3,SiO2,Fe(Ni)Cr2O4多种氧化物组成复合氧化膜时于1250℃表现为强抗氧化性,当缺少Al2O3或SiO2时表现为弱抗氧化性。

铁基高温合金氧化物强化相的形成和演化

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析、差示扫描量热法(DSC)分析、金相观察和显微硬度测定,研究铁基合金Fe-14Cr-3W-5Ti-3Y-2.2O(质量分数,%)中氧化物弥散相的形成和演化过程,以及氧化物弥散相对铁基合金的强化作用。结果表明:在高能球磨过程中,TiH2、YH2和Fe2O3可以在雾化粉末Fe-14Cr-3W基体中充分固溶;在随后的压制、烧结过程中,当烧结温度为950℃时弥散相以Ti2Y2O7相的形式析出,其强化作用不明显,合金的显微硬度只有250HV;当烧结温度为1100℃时,烧结体致密度得到提高,弥散相强化效果显著,合金的显微硬度为798HV;随着烧结温度的提高,析出相粒子长大,合金的显微硬度降低。

制备铁基高温合金多孔材料的新方法

向Fe-Cr-W-Ti-Y合金粉末中添加原子比为3：1的Fe/Al混合粉末,利用Kirkendall效应和Fe、Al反应造孔制备铁基高温合金多孔材料。研究Fe/Al混合粉末的添加量对Fe-Cr-W-Ti-Y高温多孔材料开孔隙率及孔结构的影响。结果表明,加入Fe/Al混合粉末能显著提高烧结坯的开孔隙率,但并非所加Fe/Al混合粉末含量越多越好,Fe/Al混合粉末质量分数为15%时,烧结坯开孔隙率达到最大值33%。Fe/Al混合粉添加量在15%~45%范围内,随Fe/Al混合粉末含量增加烧结坯的开孔隙率下降。

Si含量对铁基高温合金抗氧化性能的影响

通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段对不同Si含量的铁基高温合金1 250℃下的抗氧化性能进行了研究。结果表明,1 250℃下,铁基高温合金抗氧化性能与Si含量的关系由优至劣的顺序是:0.93%Si>0%Si>2.76%Si>1.40%Si。含0.93%Si的铁基高温合金具有好的抗氧化性能的原因是,Si在基体与其致密的氧化膜之间形成了弥散分布的SiO_2颗粒层,这些尺寸较小的SiO_2颗粒与其氧化膜紧密连接犹如楔子般起着钉扎氧化膜的作用,改善了氧化膜的粘附性,进而提高了材料的抗氧化性能。

TIG弧堆焊铁基高温合金覆层微观组织及抗高温性能研究

采用TIG弧堆焊方法,在Q235基体上制备了以铁基高温合金GH2135为基础成分的堆焊覆层。分析了覆层的显微组织、回火抗力和高温抗氧化性能。结果表明,该覆层的显微组织主要由树枝晶γ-Fe(Cr、Ni等)固溶体及晶间α-Fe组成,金属间化合物弥散析出,晶界有少量特殊碳化物,晶粒较细小;与H13钢不同,正交组覆层的硬度随回火温度的升高而增大,700℃高温回火后,正交组中1A覆层的硬度(346 HV0.1)最大。较基础配方覆层10J、H13钢,1A涂层硬度分别提高约50、82 HV0.1,而11K覆层硬度(349 HV0.1)又高于1A覆层,回火抗力最优;11K覆层的抗高温氧化性能优异,其在600、700℃氧化试验的单位面积氧化增重仅为H13钢的1/8、1/3。

GH9158铁基高温合金析出相分析

目的 研究合金元素在 GH91 58合金各析出相中的分配及浓度的变化规律 .方法 采用电解萃取相分析方法 .结果 测定和计算了不同时效温度下析出相的类型、数量、组成结构 .结论 析出相 M6 C,Laves在 ( 72 0～ 82 0 )

粉末铁基高温合金的制备工艺研究

采用粉末机械合金化-温压成型-真空烧结等方法制备了氧化物弥散强化铁基高温合金MA956,并对其制备工艺和组织性能进行了研究。结果表明,高能振动球磨4h粉末颗粒细小均匀,已经基本实现了合金化,将其在120℃、500MPa条件下进行温压成型,压坯密度比常温模压工艺提高了0.3g/cm3;烧结温度对烧结体组织和性能有较大的影响,粉末压坯在1350℃烧结其致密度最高,为90.8%,且显微组织致密性好。

涂层刀具高速车削铁基高温合金磨损机理研究

针对铁基高温合金GH2132,采用新型纳米级TiAlN和AlCrN的PVD涂层刀具进行高速干车削试验,研究刀具磨损率、磨损形式及磨损机理。研究表明:副后刀面磨损率大于主后刀面磨损率,随着切削速度提高,磨损率逐渐升高,在v=60~150m/min条件下磨损率较小,v=180m/min时磨损率较大;涂层刀具主要的磨损形式为正常前、后刀面磨损和边界磨损,以及非正常的剥落和崩刃,表现为次生粘结层的产生,刀尖切削刃处排列较整齐的沟壑和划痕;主要磨损机理为粘结磨损、磨粒磨损和氧化磨损。

高速铣削铁基高温合金表面加工硬化及残余应力研究

针对铁基高温合金加工硬化严重及表面拉应力的加工特点,采用两种硬质合金涂层刀具进行高速干铣削试验,研究切削参数对加工表面硬化程度及残余应力的影响规律。研究发现:表面加工硬化程度在119.4%~139.9%之间,且随铣削速度v_c、每齿进给量f_z和轴向切削深度a_p的增加而增加,随径向切削深度a_e的增加而减小;残余应力在进给方向和切削方向上主要表现为拉应力,并且v_c、f_z、a_p对残余应力的影响较大。当v_c=50~100m/min,f_z=0.06~0.08 mm/z,a_p=0.2~0.3 mm,a_e=4~5 mm时,表面加工硬化小,拉应力得到控制,从而提高零部件的服役性能。

涂层刀具高速铣削铁基高温合金的切削力及表面粗糙度研究

针对铁基高温合金GH2132高速加工时铣削力大、加工质量不稳定的特点,采用新型涂层硬质合金刀具进行高速干铣削试验,研究切削参数对铣削力及加工表面粗糙度的影响规律。运用极差分析法并根据泰勒公式、正交试验数据和回归分析得出拟合公式,结果表明:对铣削合力峰值影响较大的切削因素是轴向切削深度和径向切削深度;对加工表面粗糙度影响较大的因素是每齿进给量和轴向切削深度。当vc=50-100m/min、fz=0. 08-0. 10mm/z、ap=0. 2-0. 3mm、ae=3-4mm时,可以获得较小的铣削力和表面粗糙度,且拟合公式可以有效预测加工过程中铣削力和表面粗糙度值。本文对探究刀片磨损机理及提高表面加工质量提供了参考数据。

高速车削铁基高温合金Al_(2)O_(3)-SiC_(w)陶瓷刀具磨损机理

针对铁基高温合金GH2132,采用Al_(2)O_(3)-SiC_(W) 陶瓷刀具进行高速干车削试验,分析在不同切削速度下的切屑变形、切削力、切削温度、刀具后刀面磨损量以及磨损机理。研究表明:随着切削速度的增大,切屑由带状向崩碎屑转变,切削力表现出先增大后减小再增大趋势,切削温度逐渐升高,在v=250 m/min时刀具后刀面磨损量最小。刀具主要的磨损形式为正常前、后刀面磨损和边界磨损,以及非正常的崩刃。主要磨损机理为磨粒磨损、粘结磨损、氧化磨损。揭示陶瓷刀具高速切削性能,对切削铁基高温合金刀具的选择具有一定参考价值,为刀具表面强化处理提供理论指导。

热处理对A286铁基高温合金激光焊接接头组织和性能的影响

采用激光焊接方法对A286铁基高温合金薄板进行焊接,对焊接接头分别进行982℃固溶、982℃固溶+718℃时效热处理,研究了热处理对焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:未热处理时焊接接头焊缝组织主要由奥氏体、δ铁素体和γ’相组成;固溶处理后,接头焊缝中的δ铁素体含量增多,γ’相数量减少,接头强度、硬度与焊态相比变化不大,但断后伸长率由焊态的17.3%提升至22.7%;经固溶+时效处理后,接头焊缝组织中δ铁素体大部分转变为奥氏体,晶粒发生粗化,且析出大量弥散分布的γ’相,焊接接头的抗拉强度和屈服强度分别由固溶态的639,360MPa提升至1 019,662MPa,平均硬度达到了固溶态的200%,但断后伸长率降低至17.1%。

Nb在铁基高温合金中的作用

研究了Nb在Fe-Ni-Cr-W-Mo-Ti合金中的中高温强化作用。当Nb含量低于1.22wt-％时,合金的650℃拉伸强度、塑性、持久寿命和疲劳极限随Nb含量升高而提高。Nb促使MC相均匀分布,细化晶粒,增加γ′相的数量和提高其稳定性。当Nb含量为1.22wt-％时,小颗粒Laves相在晶界上弥散析出,有利于合金的综合性能;只有当Nb含量过高时,Laves相在晶界过量析出,才使合金性能恶化。

GH2132铁基高温合金表面等离子渗氮层的热稳定性

在723K下对GH2132铁基高温合金表面进行低温等离子体渗氮,并进行了不同温度(673,873,973K)保温5h处理,研究了保温处理前后渗氮层的截面形貌、物相组成、硬度和耐腐蚀性能。结果表明:GH2132铁基高温合金表面的渗氮层主要由氮在奥氏体中的过饱和固溶体,即膨胀奥氏体γN相组成;随加热温度的升高,渗氮层的厚度增加;当加热温度为673K时,γN相未发生分解,当加热温度为873,973K时,γN相分解生成晶格膨胀程度较低的γN相和CrN相;γN相的晶格膨胀率随着加热温度的升高而降低;随加热温度的升高,渗氮层的硬度先增大后降低,并在加热温度为873K时达到最大,约为926HV;不同温度保温5h后渗氮层的耐腐蚀性均降低。

镍、铬、铝对铁基高温合金组织和性能的影响

镍、铬、铝在铁基高温合金中应该适量加入,γ′相、σ相、碳化物等在试验合金凝固和时效过程中析出的形态和数量对基体组织的各方面性能都有较大的影响。高温下,试验合金的抗氧化能力取决于其表面形成的氧化膜成分。本文将从试验合金的高温拉伸强度和高温氧化增重速率两个方面,配以SEM二次电子像、能谱分析以及X-射线衍射分析,综合研究镍、铬、铝三元素对铁基高温合金组织和性能的影响规律。

GH1040铁基高温合金

GH1040是一种以Ni、Mo、Cr、N等元素组成的固溶强化型铁基高温合金,含镍量约为26%。具有良好的热、冷加工性能,在-253~700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位。在990~1000℃下短时使用可达到足够高的瞬时强度;热加工塑性良好。适合制造工作温度在550~1000℃的零部件。能够制造各种形状复杂的零部件,用于制造航天、航空、核能、石油工业及挤压模具、燃气轮机及其他工业用的一般承力部件(涡轮叶片除外),用于950℃以下工作的涡轮发动机燃烧室和加力燃烧室等部件。